О статической точности одного класса зарядно-разрядных устройств для электрических испытаний литий-ионных аккумуляторов большой ёмкости

Перезаряжаемые накопители энергии являются одними из основных компонентов систем электропитания космических аппаратов. Характеристики таких накопителей существенно влияют на продолжительность жизненного цикла космического аппарата на орбите. В последние годы разработчики систем электропитания широко применяют литий-ионные аккумуляторы в качестве перезаряжаемых накопителей энергии. Это обусловлено тем, что удельные энергетические характеристики литий-ионных аккумуляторов заметно выше, чем у аккумуляторов других типов при аналогичном количестве циклов заряда-разряда. Для верификации заданных для аккумулятора требований изготовитель батареи проводит ряд квалификационных испытаний, в частности, специально разработанные ресурсные испытания, которые позволяют оценить предельное количество циклов заряда-разряда аккумулятора. Проведение таких испытаний занимает несколько месяцев (точный срок зависит от конкретной модели аккумулятора), что отрицательно сказывается на общей длительности и стоимости разработки космического аппарата в целом. Проведение ресурсных испытаний по принципам проведения динамических стрессовых тестов даёт возможность существенно сократить общее время разработки и производства аккумуляторных батарей, что, в свою очередь, позволяет снизить стоимость проектирования и отработки энергосистем космических аппаратов. Динамические стрессовые тесты представляют собой вид нагрузочных испытаний, которые позволяют оценить, способен ли аккумулятор обеспечить потребителя требуемой мощностью во всех ожидаемых режимах работы. Основные принципы динамических стрессовых тестов: заряд и разряд аккумулятора токами большой величины и разряд аккумулятора постоянной мощностью согласно специальной программе. Проведение стрессовых испытаний требует наличия специальных зарядно-разрядных устройств, позволяющих проводить полный цикл электрических испытаний аккумуляторов, включая ресурсные испытания. Обеспечение требуемой точности измерения и стабилизации определённых атрибутов режимов эксплуатации литий-ионных аккумуляторов является одной из проблем, которые возникают при разработке таких зарядно-разрядных устройств. Наибольший интерес представляют следующие атрибуты: токи заряда и разряда, мощности разряда, напряжения аккумулятора. Анализ зарядно-разрядного устройства как системы автоматического управления даёт возможность оценить статическую ошибку стабилизации рассматриваемых атрибутов разрабатываемого устройства. Кроме того, использование цифрового интегратора в системе управления зарядно-разрядного устройства позволяет обеспечить заданную величину статической погрешности стабилизации требуемых атрибутов в различных режимах испытаний.