Перевод названия: Hybrid energy storage device in power supply system for prospective spacecraft
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2018
Ключевые слова: Power-to-weight ratio, Rechargeable lithium-ion battery, Energy Storage Device, prospective spacecraft, power supply system, flywheel, ionistor, литий-ионный аккумулятор, накопитель энергии, энерговооруженность, перспективный космический аппарат, система электропитания, маховик, ионистор
Аннотация: Система генерирования электроэнергии одна из важнейших бортовых систем космических аппаратов с позиции энергообеспечения и надежности. Выход из строя этой системы влечет за собой выход из строя всего аппарата. Для повышения энерговооружённости космических аппаратов в качестве возможного варианта предложен гибридный накопитель энергПоказать полностьюии. Данное устройство позволит поддержать необходимое электропитание бортовой аппаратуры и компенсировать пиковое потребление энергии на борту. В его состав включены химический и кинетический накопители, а также ионисторы. Ионисторы предназначены для компенсации быстрых переходных процессов в различных электрических схемах. Описан принцип работы данной установки в режиме накопления энергии и в режиме отдачи ее в систему потребителям. The article presents the improved version of spacecraft power supply system by rational selection of the hybrid power plant basic elements. Power supply system is the most important onboard system from the viewpoint of energy supply and reliability. Failure of this system entails failure of the whole spacecraft. The main types of power plants, such as a combination of solar and chemical batteries, installations based on various physical phenomena, and electrodynamic tether systems, as well as nuclear ones are known. Rational selection of the power-plant basic elements to solve specific problems allows improve technical, mass-and-size and cost characteristics of a spacecraft in total. The improvement of the power supply system energy efficiency is achieved by special schematic architecture and joint application of chemical and kinetic energy storage devices. The hybrid energy storage device will allow maintain the required energy supply of the onboard equipment and compensate peak energy consumption onboard a spacecraft. This energy storage device includes ionistors. Ionistors serve to compensate fast transients while the installation start-up in orbit. Compensation of the occurring kinetic moment is realized by installing two energy storage devices operating in antiphase. Application of contactless, magnetic, high-temperature super-semiconductor suspension in the flywheel allows significantly reduce mechanical losses and increase the storage time of the stored kinetic energy. The principle of the above said installation operation in both energy storing mode and energy return to the system to consumers' mode is described. The hybrid energy storage device operation in the process of energy return takes place with rotation speed changing, which leads to the necessity of solving the problem of obtaining the AC of stable frequency at the output. This problem is being solved directly by rotating converter or a specialized inverter. Smoothing the peak loads on the battery by ionistors and the lack of brush gear increase the lifespan of the hybrid energy storage device. & Indicative computations show that application of the hybrid energy storage device allow improve mass-and-size characteristics of the power supply system by 24%. The suggested approach will be employed in further activities associated with enhancing the energy-mass perfection of the spacecraft power supply system.
Журнал: Вестник Московского авиационного института
Выпуск журнала: Т. 25, № 2
Номера страниц: 202-209
ISSN журнала: 08696101
Место издания: Москва
Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)"