低軌道應(yīng)用氫鎳蓄電池壽命評(píng)估方法研究.pdf

1、氫鎳蓄電池是比鎘鎳蓄電池更新的一種貯能體系,屬于更新?lián)Q代的產(chǎn)品,主要用作衛(wèi)星和空間站等航天飛行器的儲(chǔ)能設(shè)備。它的突出優(yōu)點(diǎn)是:比能量高;充放電循環(huán)壽命長(zhǎng);承受過(guò)充電和過(guò)放電的能力強(qiáng);電池內(nèi)部氫氣的壓力對(duì)應(yīng)電池荷電狀態(tài)。氫鎳蓄電池已逐漸取代鎘鎳蓄電池在空間得到廣泛應(yīng)用。與更高比能量鋰離子蓄電池相比,氫鎳蓄電池具有成熟的飛行經(jīng)驗(yàn)和高可靠、長(zhǎng)壽命特性。同時(shí),氫鎳蓄電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,以及航天工業(yè)的蓬勃發(fā)展,使它仍會(huì)在未來(lái)空間飛行器上發(fā)揮其獨(dú)特優(yōu)

2、勢(shì),進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
　　國(guó)內(nèi),低軌道氫鎳蓄電池傳統(tǒng)的壽命評(píng)估方法是進(jìn)行地面壽命試驗(yàn),一般充放電考核的次數(shù)達(dá)到上萬(wàn)次,需要消耗巨大的人力、物力。未來(lái)衛(wèi)星對(duì)電源的需求量大、研制周期短,如果沿襲現(xiàn)在的壽命評(píng)估方法,每年進(jìn)行將近6000次的充放電循環(huán),至電池壽命終止需要5年以上的時(shí)間,這在衛(wèi)星研制周期內(nèi)是不允許的。在國(guó)外,數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)是電池壽命快速有效評(píng)估的方法之一,但模型應(yīng)與產(chǎn)品特性相適應(yīng),直接使用國(guó)外模型不能準(zhǔn)確的評(píng)估國(guó)內(nèi)氫鎳蓄

3、電池的壽命情況。需要根據(jù)自己電池的設(shè)計(jì)、制造工藝特點(diǎn),通過(guò)試驗(yàn)、分析現(xiàn)有的、已積累的氫鎳蓄電池壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù),找出電池壽命過(guò)程中引起失效的應(yīng)力因子,提出一個(gè)適合低軌道、實(shí)用的氫鎳蓄電池壽命評(píng)估方法。
　　本文研究設(shè)計(jì)了40％、60%、80%等多個(gè)加速壽命試驗(yàn),以及-12℃、-2℃、9℃、20℃等環(huán)境溫度下的容量測(cè)試,通過(guò)對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、整理,建立起適合小于40%放電深度,工作溫度0~20℃低軌道衛(wèi)星用氫鎳蓄電池的壽命模型,包括