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