A norma “ SMC-S-017 Bateria de íon-lítio para aplicações espaciais”, publicada pelo Centro de Sistemas Espaciais e de Mísseis (SMC) do Comando Espacial da Força Aérea dos EUA , descreve os procedimentos para o desenvolvimento, teste, armazenamento, processamento e uso de baterias de íon-lítio para espaçonaves militares. A conformidade com esta norma visa garantir o desempenho adequado das baterias e fornecer proteção contra degradação pré-voo e falha prematura durante o uso operacional no espaço, em veículos de lançamento e em estágios superiores.
Esta norma foi criada para harmonizar a aquisição e o desenvolvimento atuais de espaçonaves militares para incluir requisitos e práticas comuns necessários para garantir a operação bem-sucedida da bateria de íons de lítio durante missões espaciais. Espera-se que peças da bateria, como a bateria, o módulo da bateria, os componentes eletrônicos de controle de carga, o interruptor de bypass, os aquecedores e os sensores de temperatura sejam fornecidos de acordo com documentos de qualificação de nível inferior que definem controles de projeto, processo e qualidade, além de requisitos de qualificação e testes de aceitação.
Em caso de conflito entre esta norma e a norma AIAA para sistemas de energia elétrica para veículos espaciais não tripulados ou a norma para baterias espaciais, esta norma prevalece sobre quaisquer definições ou requisitos relacionados a baterias.
Uma bateria é um conjunto de células ou módulos de bateria conectados eletricamente (geralmente em série) para fornecer uma capacidade de tensão e corrente desejada, a partir de um lote de células únicas. Normalmente, as células são fisicamente integradas em um único conjunto ou bateria ou em vários conjuntos ou módulos separados. A bateria também pode incluir uma ou mais peças adicionais, como dispositivos de bypass elétrico, componentes eletrônicos de controle de carga, aquecedores, sensores de temperatura, interruptores térmicos e elementos de controle térmico.
A profundidade de descarga da bateria é a razão entre o número de watts-hora extraídos de uma bateria e a energia nominal da bateria para um perfil definido de tensão-corrente de carga, perfil de carga de descarga e perfil de temperatura, multiplicado por 100. Para uma bateria de íons de lítio, a profundidade de descarga da bateria deve ser especificada em um processo de estado de carga ou uma tensão associada a esse processo. Para baterias subcarregadas, ou seja, não totalmente carregadas, a profundidade de descarga é a porcentagem de energia consumida na descarga do ponto de subcarga.
Os requisitos de energia da bateria e reserva de energia para lançamento, transferência orbital e em órbita decorrem da especificação do subsistema de energia elétrica ao longo de toda a vida da missão. A energia da bateria é igual ao integral do produto da corrente de descarga e da tensão. Os limites de integração vão do início da descarga até o ponto em que o limite mínimo de tensão da bateria do subsistema de energia ou a primeira célula atinge o limite de tensão da subcélula ou o período de tempo definido é atingido. Este é um valor de energia em um ponto no tempo medido em um perfil definido de tensão-corrente de carga, perfil de carga de descarga e perfil de temperatura. A descarga da bateria pode ser realizada por descarga de corrente constante, mas a descarga de potência constante é o método preferido se simular mais de perto a potência da nave espacial.
O estado de carga da bateria é o valor obtido pela multiplicação da razão entre um valor encontrado em uma bateria e a energia nominal da bateria por 100 para um dado perfil de tensão-corrente de carga, perfil de carga de descarga e perfil de temperatura.
A capacidade da bateria é medida em unidades de amperes-hora. A capacidade da bateria é igual ao integral da corrente de descarga, onde a corrente de descarga é um valor positivo. Os limites de integração são do início da descarga até o limite mínimo de tensão da bateria do subsistema de energia ou o ponto em que a primeira célula atinge o limite de tensão da subcélula ou o período de tempo definido é atingido. Este é um valor de capacidade pontual medido em um perfil definido de tensão-corrente de carga, perfil de carga de descarga e perfil de temperatura.
Adicionar eletrólito a uma célula de bateria cria ativação da célula e inicia o relógio na vida útil da célula, do módulo e da bateria. Usado para definir o início da vida útil da bateria.
Uma célula é um dispositivo unitário dentro de um invólucro celular que converte energia química em energia elétrica em tensões características quando descarregada. As células da bateria são conectadas diretamente (geralmente em série) para formar uma bateria. As células da bateria são conectadas em série ou em paralelo para formar um módulo; nesses casos, os módulos são conectados (geralmente em série) para formar uma bateria.
Um projeto de célula é criado de acordo com um conjunto de documentos de controle de fabricação que definem a composição do material, dimensões, quantidade, processo e controles de processo para cada componente na célula. Uma mudança no design da célula é considerada um design de célula diferente, exigindo qualificação separada. Uma mudança no design da célula inclui, mas não está limitada a:
Os principais métodos de teste definidos nesta norma para baterias de íons de lítio são:
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