Чтобы батарея в космосе была долговечной

Специалисты научно-исследовательского института автоматики и электромеханики (НИИ АЭМ) Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) разрабатывают модуль контроля и управления для достижения оптимальных эксплуатационных характеристик и максимально возможного ресурса литий-ионной аккумуляторной батареи космического аппарата.

Разработка модуля контроля и управления для литий-ионной аккумуляторной батареи космического аппарата – первая бортовая работа специалистов НИИ АЭМ ТУСУР.

Аккумуляторные батареи поддерживают непрерывную работу космических аппаратов, обеспечивая их питание, когда аппараты находятся в тени Земли и солнечные лучи не могут попасть на солнечные батареи.

Разработка выполняется ТУСУР по заказу ПАО «НПО «Сатурн» - известного в России предприятия, разрабатывающего и изготавливающего солнечные элементы и аккумуляторные батареи космического применения. Модуль контроля и управления представляет собой устройство, которое в составе литий-ионной аккумуляторной батареи будет устанавливаться на борт космического аппарата. Он обеспечит выравнивание напряжения на всех элементах аккумуляторной батареи.

В настоящее время специалисты НИИ АЭМ ТУСУР разрабатывают модуль для батареи из 23-х элементов, общее ее напряжение должно поддерживаться в диапазоне от 23 до 34 вольт. Как поясняют разработчики, выравнивание и поддержка одинакового напряжения каждого элемента в диапазоне от 2,7 до 4,2 вольт обеспечит батарее максимальную выработку мощности и увеличение срока эксплуатации, поскольку преждевременное старение и разрушение аккумуляторной батареи возникает как раз из-за того, что отдельные элементы имеют разное напряжение, а также могут полностью разрядиться. Устройство НИИ АЭМ способно автоматически определять напряжение отдельных элементов и, в случае необходимости, подзарядить их или снизить напряжение до нужного диапазона.

Согласованный с производителем батареи вес готового модуля контроля и управления не превышает четырех килограммов. Кроме того, разработчикам удалось добиться того, что потребление энергии самим прибором минимально и не влияет на качество работы и срок службы аккумуляторной батареи. В составе батареи модуль контроля и управления может обеспечить нормальное функционирование космического аппарата сроком не менее 15 лет.

В настоящее время в НИИ АЭМ в рамках опытно-конструкторской работы завершился этап разработки конструкторской документации устройства, также завершена процедура патентования: был получен патент на полезную модель на данное изобретение. В начале апреля специалисты института приступили к изготовлению, сборке и настройке. К августу 2016 года планируется создать два технологических образца модуля, в декабре – сдать заказчику два лётных прибора.  

***

Входящий в состав ТУСУР Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики более 30 лет специализируется на разработке и производстве наземного испытательного оборудования, с помощью которого осуществляется полный цикл испытаний, функциональный контроль и настройка аппаратуры при производстве космического аппарата на предприятии, а также его подготовка непосредственно перед стартом. С ПАО «НПО «Сатурн» НИИ АЭМ сотрудничает более 10 лет. НИИ АЭМ ТУСУР изготавливает и поставляет по заказу предприятия зарядно-разрядные комплексы для осуществления функционального контроля, диагностики и заряда-разряда литий-ионных и никель-водородных аккумуляторных батарей при наземных испытаниях.