氢镍蓄电池寿命影响分析及在轨充电控制技术研究

《氢镍蓄电池寿命影响分析及在轨充电控制技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、V01．20NO．188航天器工程SPACECRAFTENGINEERING第20卷第1期2011年1月氢镍蓄电池寿命影响分析及在轨充电控制技术研究杜红刘震曹俊崔波(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要介绍了氢镍蓄电池空间应用寿命及其影响因素等方面的研究情况。在此基础上，针对影响氢镍蓄电池在轨寿命的因素，对氢镍蓄电池充电管理的研究和工程实践结果进行了综合分析，以期为我国氢镍蓄电池空间应用技术的提高和可靠性增长提供一定的技术参考。关键词氢镍蓄电池；在轨寿命；充电控制中图分类号：V442文献标志码：A文章编号：1673—

2、8748(2011J01—0088—07ResearchofLifeandControlTechnologyofIn—orbitChargingofNickel·HydrogenBatteriesDUHongLIUZhenCAOJunCUI130(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Thispaperintroducesresearchprogressonin-orbitlifeandimpactfactorsoni

3、tofnick—el—hydrogenbatteriesforspace．Onthisbasis，aimingattheimpactfactorsonin—orbitlifeofnickel—hydrogenbatteries，acomprehensiveanalysisaboutresearchandengineeringpracticeonthenickel—hydrogenbatterieschargingmanagementisgiven，tosupplysometechnicalreferencestotheadvan

4、ceofourcountry’Sappliedtechniqueandreliabilityofnickel—hydrogenbatteries．Keywords：nickel—hydrogenbatteries；on-orbitlife；chargecontrol1引言氢镍蓄电池目前已经成为航天器最主要的化学储能电源之一，国内外发射的高轨道航天器几乎100％采用氢镍蓄电池，低轨道航天器也有相当数量采用氢镍蓄电池作为储能电源。尽管目前受到高比能的锂离子电池的冲击，但是其成熟的飞行经验和高可靠、长寿命的特性还会使其在空间应用领域发

5、挥其优势，扩大其应用范围。目前国内外在氢镍蓄电池单体和组件技术方面，无论是设计还是工艺技术都日趋成熟，而氧镍蓄电池应用技术，如在轨充电管理技术，逐渐成为制约和影响蓄电池空间工作寿命和可靠性的主要因素。美国和俄罗斯对氢镍蓄电池的技术研究起步早、空间应用数量多、在轨累积工作时间长、地面试验和空间飞行数据的积累也比较充分，对氢镍蓄电池在轨充电管理技术及其对氢镍蓄电池的寿命影响等方面的研究比较深入，其研究成果使氢镍蓄电池的空间应用可靠性得到了迸一步的提高。我国从上世纪80年代开始进行氢镍蓄电池方面的预先研究，到本世纪初开始步人空间应用阶

6、段。虽然对氢镍蓄电池空间应用技术也开展了一定的研究并进行了一系列的空间实践，但由于起步晚、空问飞行数据少等原因，对氧镍蓄电池技术的研究及空间工程应用的经验尚落后于国际先进水平。收稿日期：2010-06—12；修回日期：2010—1l—12作者简介：杜iv(1967一)，女，硕士，高级工程师，从事空同电子学领域研究．第1期杜红等：氢镍蓄电池寿命影响分析及在轨充电控制技术研究892氢镍蓄电池寿命模型及影响因素率虽然能够有效防止容量下降。但同时也造成了较高的过充量，加速了损耗。美国空间公司在对长期氢镍蓄电池地面寿命试验和在轨飞行积累的

7、大量数据的基础上建立数据库，并转化为氢镍蓄电池寿命预测模型，用来反映和确定氢镍蓄电池在空间运行过程中影响其寿命和可靠性的因素及其对这些因素的敏感度¨2。。氢镍蓄电池数据库包含的数据主要由地面加速寿命试验数据和在轨实时数据两部分构成，研究主要针对氢镍蓄电池的两种失效模式进行：渐变型的容量损失失效和突变型的短路失效。图1不同涓流充电速率下，蓄电池的预测寿命与2．1过充和涓流对蓄电池寿命的影响放电深度的关系该项研究在相同的放电深度(78％)、温度(地影Fig·1Functionbetweenpredictedlifeanddischa

8、rge期一5"C，光照期+8"C)、单体电池峰值电压depthofbatteryatdifferenttricklerates(1·54V)、充电速率(C／12)和过充率(1．15)下，对两涓流对蓄电池寿命的影响主要是其是否产生过组蓄电池进行了加速寿命试验，两组