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Fornecer energia : Lançamento e pós –lançamento; Durante os eclipses; Controle de atitude; Picos de consumo.
Painéis Solares (SA)
Baterias
Regulador (PRU)
Distribuição (PDU)
Unidade de controle de Energia
(PCU)
Unidade de Controle de Carga e Descarga
da Bateria (BCCU)
Unidade de Controle de Bateria (BCU)
Bateria PRIMÁRIA: Não são muito utilizadas; Não são recarregáveis; Aplicação: nível de tensão específico; Missões curtas.
Bateria SECUNDÁRIA: Mais utilizadas; Podem ser recarregadas; Missões longas.
Baterias ESPECIAIS: Vida curta; Construção. Missão Rosetta;
Li/MnO2: Lítio / Dióxido de Manganês Zinco/Óxido de Prata Lítio
NiCd NiH2
Li-ion
Silver Zinc
Bateria Nome
Aplicações
Mísseis Outros
Veículos
Lançadores (baterias
primárias) Satélites Armas
Li-ion (Cobalt) Lithium-ion (Cobalto) x x x x
Li-ion (Nickel) Lithium-ion (Níquel) x x x
Li / SOCl2 (primary) Lítio / Cloreto de Tionila x x
Li / SO2 (primary) Lítio / Dióxido de Enxofre x
Li / MnO2 (primary) Lítio / Dióxido de Manganês x x
Ni / H2 (rechargeable) Níquel / Hidrogênio x
Ni / Cd (rechargeable) Níquel / Cádimo x x
AgO / Zn (rechargeable) Óxido de Prata / Zinco
AgO / Al (primary) Óxido de Prata / Alumínio
AgO / Zn (primary) Óxido de Prata / Zinco x x x
AgCI / Mg (primary) Cloreto de Prata / Magnésio x
Fonte: SAFT, 2008
O determinante para escolha do tipo de bateria é a MISSÃO.
? A bateria pode ser considerada um limitante para missão, por quê? 1.Tem um tempo de vida limitado; 2. Possui massa e volume significativos;
Deve ser especificada de acordo com as características de end of life do salétite, pois deverá fornecer energia para carga útil realizar a missão.
Levar em consideração a capacidade de carga elétrica, recarga, profundidade de descarga, tempo de vida, temperatura e massa.
Década de 50 – Início da Corrida Espacial
Até 1980 – As baterias mais
utilizadas foram de Níquel –
Cádmio (NiCd)
A partir de 1980 começaram a surgir baterias que eram
uma opção ao uso de NiCd, em missões de mais longa duração, como por exemplo a bateria de Níquel-
Hidrogênio.
A partir dos anos 2000 os satélites passaram a
utilizar baterias de Lítio-íon.
Química Níquel-Cádmio. Cada célula Ni-Cd produz ~1,25 V. Bateria é formada pela associação série de células. Bastante robusta. Relativamente pesada. Suporta longa vida em ciclos (~ 4 anos de vida LEO e ~ 10 anos GEO).
Características da XMM (ESA) 22 células; Tensão de Saída: 28 V 42kg; Potência de Saída (Eclipse): 1680W
Cada célula produz ~ 3,6 V. Vem substituindo Ni-Cd e Ni-H2 após anos
2000 em várias aplicações. Não tão robusta quanto Ni-Cd e Ni-H2. Muito mais leve do que Ni-Cd e Ni-H2 (1/3 da
massa para a mesma energia armazenada). Tem demonstrado vida em ciclos similar a Ni-
Cd e Ni-H2.
ImertSAT(Boeing): 2 baterias Li-ion;
SMART 1 4,1 V 5 células; 7,75 kg; 130Ah;
Telescópio Hubble 6 baterias; 22 células; 93 Ah ~420 kg
NiH2 Li-Ion
IPV CPV SPV
Densidade de Energia [Wh/kg]
44 51 60 146
Tensão Nominal [V] 1,25 2,5 28 3,6
28 V
22 células de NiH2
8 células de Li-Ion
Bateria Tensão da Célula [V]
Temperatura de Operação [°C]
Wh/kg Wh/L Vantagens Limitações Vida útil [ciclos]
Chumbo-ácido
2 -40 @ 55 35 70 Custo Baixo; opera em baixas temperaturas;
Ciclo de vida pequeno; retenção de carga ruim
200 @ 700
NiCd 1,2 -40 @ 45 35 100
Longo ciclo de vida; opera em baixas temperaturas
Efeito memória
300 @ 700
Silver-Zinc 1.5 -20 @ 60 105 180 Densidade de energia alta
Custo elevado; ciclo de vida pequeno
50 @ 100
NiH2 1.4 0 @ 50 64 105 Tolerante a sobrecarga
Custo elevado
1500 @ 6000
Li-ion 4 -20 @ 50 150 400
Longo ciclo de vida, alta energia específica e densidade de energia,
+1000
Fonte: Catálogo SAFT,2006
Química Wh/Kg
SuperCap 7
Chumbo ácido 20
NiCd 45
NiMH 75
HP Li-ion 115
HE Li-Ion 160
Mais potência e energia para menos massa...
8 DEC-2013
x20
$ +160 milhões
% +50% em
órbitas GEO Fonte: << http://www.satellitetoday.com/technology/2013/12/24/saft-li-ion-batteries-launched-on-100th-satellite>>
Agradecimento: M Sc. Mario Celso Padovan de Almeida
Torp , Michael; Hansen, Magnus Møberg; Hagedorn, Jon; Fjallheim, Elmar Reinart; Löfstedt ,Malte Rasmus Østergaard - AAUSAT-II Electrical Power System Preliminary Design Document Power Subsystem Design << http://www.satellitetoday.com/technology/2013/12/24/saft-li-ion-batteries-launched-on-100th-satellite>> Jackson, B. - XMM’s Electrical Power Subsystem Catálogo SAFT: Rechargeable Li-ion battery systems Light energy storage for space applications Satellite Battery Technology - A Tutorial And Overview Apresentação EPS: Electrical Power Systems Thales Alenia Space
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