ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

БАТАРЕИ ЛИТИЙ-ИОННЫЕ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Оценка жизненного цикла

(ISO 17546:2016, Space systems — Lithium ion battery for space vehicles — Design and verification requirements, MOD)

Издание официальное

М0СЖЖЖ

Сшщчш«ф1ЧИ

20»

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока «РУСБАТ» (Ассоциация «РУСБАТ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4. и Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 «Аккумуляторы и батареи»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 ноября 2020 г. Np 1132-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 17546:2016 «Космические системы. Батареи литий-ионные для космических аппаратов. Требования к конструкции и подтверждению соответствия» (ISO 17546:2016 «Space systems — Lithium ion battery for space vehicles — Design and verification requirements», MOD) путем изменения отдельных фраз (слов, ссылок), которые выделены в тексте курсивом, и исключения отдельных положений, которые дублируются по тексту стандарта.

Внесение указанных технических отклонений направлено на учет целесообразности использования ссылочных национальных стандартов вместо ссылочных международных стандартов.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. No 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официалыюм сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© ISO, 2016 — Все права сохраняются © Стандартинформ. оформление. 2020

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии II

В настоящем стандарте приведены рекомендуемые параметры для квалификационных испытаний. требования по обеспечению гарантии качества летных аккумуляторов.

5.1.2 Терминология

Для понимания требований, предъявляемых при оценке характеристик аккумуляторов, используют следующие термины и определения.

Рабочая зона аккумулятора — условия при заряде и разряде, в которых работает аккумулятор в пределах диапазонов напряжения, тока и температур, установленных изготовителем аккумулятора. Пример графического изображение рабочей зоны аккумулятора представлен на рисунке 2 [1].

Массникл шы й тоемдащ
		щ

Rp&MtMMHp {напркжднно) 7 1 7 i 7 а Г4 7 a

Тмьпарттур« МЭЦУуГЗПТфА (гквврмостъ) Г,—Т2 — диапазон низких темпера»ур; ТТ3 — стандартный диапазон температур. Г3— Г4, Tt— 75 — диапазоны высоких температур

Рисунок 2 — Пример представления рабочей зоны аккумулятора {см. (2])

Максимальный ток заряда с точки зрения обеспечения безопасности — Максимальный ток заряда в рабочей зоне аккумулятора, который установлен изготовителем аккумулятора в целях обеспечения безопасности (см. [2]).

Пределы тока заряда для обеспечения необходимого уровня рабочих характеристик аккумулятора — Пределы тока заряда '> в рабочей зоне аккумулятора, которые установлены изготовителем аккумулятора в целях обеспечения рабочих характеристик. Указанные пределы не должны превышать значения максимального тока заряда.

5.1.3 Требования по обеспечонию гарантии качества

Аккумулятор должен быть изготовлен в соответствии с требованиями программы менеджмента качества, содержание которой регламентируется Рекомендацией ООН (см. приложение Е).

Приемочные испытания на уровне аккумуляторов проводят до их установки в летное оборудование с батарейным питанием.

Программа приемочных испытаний литий-ионных аккумуляторов в качестве обязательного минимума включает в себя следующее:

a)    проверку внешнего вида:

b)    проверку герметичности.

c)    измерение размеров и массы;

d)    измерение НРЦ:

Пределы могут быть разные в разных частях рабочей зоны.

е) испытания на саморазряд, а также определение емкости или энергии;

0 проверку внутреннего сопротивления.

В составе приемочных испытаний должны быть проведены испытания на воздействие внешних факторов, такие как виброустойчивость, циклическое изменение температуры, а также испытания устройств безопасности, таких как УПТ/ПТК и т. п. Критерии соответствия для всех испытаний устанавливает изготовитель батареи.

Анализ тенденций данных испытаний (см. [4])

В процессе проведения приемочных испытаний по всем последовательным партиям производства следует контролировать основные рабочие параметры, такие, как сохраняемость заряда, емкость или энергию, напряжение при максимальной нагрузке и сопротивление с целью выявления возможного ухудшения рабочих характеристик аккумуляторов вследствие непредвиденной замены используемых материалов или изменения процесса производства аккумуляторов (анализ тенденций).

Также проводят дополнительные испытания, например проверку:

a)    напряжения замкнутой цепи;

b)    устойчивости при цитировании и вибрации;

c)    устойчивости к воздействию циклического изменения температуры;

d)    устойчивости к воздействию ионизирующих излучений космического пространства;

e)    внутреннего сопротивления;

0 испытания при входном контроле;

д) электрические испытания на длительное цитирование.

Для проверки применимости материалов необходимо проведение испытаний на дегазацию/газо-поглощение. Любой аккумулятор с любыми признаками утечки электролита считают не прошедшим эту проверку.

Следует проверить дату изготовления аккумуляторов, предназначенных для летного использования. и убедиться в том. что сроки, указанные в перечне сроков хранения для изделий с ограниченным сроком службы, не превышены.

Допуски измерения параметров представлены в приложении А.

5.1.4 Квалификационные испытания аккумуляторов

В соответствии с 5.2.1 стандартные квалификационные испытания аккумуляторов включают в себя функциональные испытания (эксплуатационные, устойчивость при цитировании), испытания на устойчивость к воздействию условий окружающей среды (виброустойчивость, температурные, термовакуумные. воздействие ионизирующего излучения), а также испытания на безопасность, или другие испытания, проведение которых необходимо при использовании определенных видов аппаратуры или для определенных условий использования аккумулятора (см. [5]. [9]. [10]).

Пример квалификационных испытаний аккумуляторов приведен в приложении В.

Для использования аккумуляторов в условиях космоса критически важными являются значения параметров, проверку которых выполняют в процессе проведения испытаний на герметичность, безопасность, устойчивость к воздействию механических внешних факторов, ионизирующего излучения, цитирования, температуры, а также термовакуумных испытаний. Ниже приведено описание типичных методов испытаний и установлены критерии оценки результатов испытаний. Методы оценки данных не ограничиваются приведенным описанием.

Испытания на герметичность (газовыделение)

В рамках проведения приемочных испытаний каждый аккумулятор/батарею подвергают испытанию на герметичность.

Критерии; максимальная эквивалентная скорость утечки гелия не должна превышать 1.0 • 10'⁶ Па м³/с.

Испытания на безопасность

Чтобы исключить возможность ситуации воспламенения или возгорания, каждый аккумулятор проверяют испытаниями на воздействие перезаряда, переразряда и сверхтока (испытание на короткое замыкание).

Температурные/термовакуумные испытания (см. [5])

Испытания аккумуляторов должны проходить в условиях среды, которые максимально приближены к условиям эксплуатации. Температурные условия среды являются фактором, в существенной степени влияющим на работу аккумуляторов. Квалификационный диапазон температур должен охватывать диапазон температур, воздействующих при орбитальном полете, и обеспечивать достаточную

нагрузку на корпус для проверки сохранения герметичности аккумулятора. Для проверки надежности герметичности уплотнения испытания аккумуляторов проводят также в условиях вакуума.

Испытания на воздействие механических внешних факторов

При испытании на воздействие механических внешних факторов, включая испытания на воздействие синусоидальных и случайных вибраций и ударных нагрузок, должны быть учтены все возможные режимы полета.

В таблицах 2—4 представлены примеры уровней воздействия механических внешних факторов в условиях окружающей среды для аккумуляторов.

При задании значений характеристик механических воздействующих факторов применяют величину ускорения свободного падения на поверхности Земли, имеющую обозначение «д». за стандартное значение которой принимают 9.8 м/с².

Таблица 2 — Синусоидальная вибрация

Ось Квалификация Частота. Гц АмплитударУскореиие Все оси 5—22 20 мм (удвоенная) 22—100 20 g

Частота колебаний: 2 октавыУмин.

Таблица 3 — Случайная вибрация

Ось Частота. Гц Уровень По длине аккумулятора. 20—50 +6 дБ/окт. Ось 1 аккумулятора 50—300 0.2 д2/Гц 300—450 +12 дБ/окт. 450—700 1.0 д2УГц 700—1000 -19.43 дБ/окт. 1000—2000 -3 дБ'окт. Всего (С КЗ) 23.68 g В плоскости аккумулятора. 20—50 +6 дБ/окт. Поперечное сечение. Оси X и У для прямоугольной формы 50—100 0.1 д%ц 100—150 +17.1 дБ/окт. 150—250 1.0д2/Гц 250—284 -12 дБ/окт. 284—500 0.6 д2/Гц 500—783 -12 дБ/окт. 783—1000 0.1 д2УГц 1000—2000 -3 дБ/окт. Всего (СКЗ) 21.19 д

Продолжительность: 180 с для каждой оси.

Таблица 4 — Ударная нагрузка

Ось Частота, Гц Ускорение, ы/с2 Все оси 200 24 g 1400 4.200 g 4000 4.200 g

Три раза для каждой оси в обоих направлениях''.

Испытания на воздействие ионизирующего излучения

Аккумуляторы должны быть подвергнуты воздействию суммарной дозы поглощенного ионизирующего излучения, по величине не менее ожидаемой во время полета.

Испытание на долговечность при цитировании

Испытание на долговечность при цитировании проводят с целью проверки рабочих характеристик партии и определения срока службы в условиях полета.

Испытания на долговечность при цитировании для проверки рабочих характеристик партии должны быть включены в анализ тенденций партий. Изготовитель обязан предусмотреть проведение репрезентативных ресурсных испытаний с применением ускоренных условий для тока и длительности циклов. Значение снижения общей энергоемкости (или емкости) аккумулятора должно быть определено после установленного числа циклов. Ниже приведен пример методики испытаний.

Для приемки партии: 100 % ГР:

1)    температура Тб», • °с.

(Т’окрсред/Т’бат)- определяется изготовителем батареи (как правило, при температуре окружающей среды);

2)    ПТ—ПН: ток заряда 0.5С. А/НКЗ: V_y В. определяется изготовителем,

3)    ПТ; ток разряда 0.5 С, А. до НКР: V_p. В. определяется изготовителем.

До начала ресурсных испытаний и после каждого 100-го цикла выполняют стандартное измерение емкости.

5.1.5 Модели для анализа

Изготовитель аккумулятора обязан предоставить сборщику батарей полную информацию по всем нижеперечисленным параметрам, основанную на информации для оценки конструкции батареи от изготовителя аккумуляторов (при наличии).

Модели должны быть соотнесены с экспериментальными данными, полученными при наземной отработке и на орбите (при наличии).

a)    Тепловыделение и тепловая модель

Предназначена для оценки конструкции батареи с точки зрения распределения и отвода тепла²'.

b)    Структурная модель

Предназначена для оценки прочности и устойчивости конструктивного исполнения батареи.

c)    Модель долговечности (старения)

Предназначена для оценки сохранения рабочих характеристик батареи на определенном уровне на протяжении всего срока службы.

5.2 Безопасность

5.2.1 Общие положения

В данном подразделе приведена информация о явлениях, представляющих опасность для незащищенных аккумуляторов, а также снабженных устройствами безопасности. Регламентированы параметры. проверку которых проводят в процессе проведения испытаний на безопасность.

Испытания на безопасность, которые должны подтвердить устойчивость ЛИАБ к одновременным отказам двух элементов, защищающих от катастрофической опасности, выполняют в рамках программы квалификационных испытаний и повторяют для каждой новой приобретенной партии той же батареи (см. (5J).

'' «В обоих направлениях» добавлено в связи с тем. что испытания на воздействие должны охватывать все возможные режимы полета.

Тепловая модель включает в себя распределение градиента температур внутри аккумуляторной батареи в зависимости от режимзв заряда-разряда и выделение тепла на конструктив КА.

5.2.2 Определения и контроль потенциальных опасностей

Виды потенциальных опасностей

В настоящем пункте приведены возможные потенциальные опасности для одиночных аккумуляторов. подвергаемых обработке {см. приложение С).

К потенциальным опасностям в настоящем стандарте согласно ГОСТ Р МЭК 62133-2 (см. также [11]) отнесены:

a)    возгорание:

b)    разрыв,''взрыв:

c)    утечка электролита аккумулятора:

d)    сброс давления;

e)    прогорание вследствие воздействия чрезмерно высоких внешних температур;

0 образование разрывов корпуса ЛИАБ. приводящее к утрате защиты ее внутренних компонентов;

9) Дым.

Защитные устройства как средства контроля опасностей

Для контроля опасностей аккумулятор должен быть оснащен определенными защитными устройствами. Несмотря на то. что эти устройства представляют собой надежную защиту для отдельных аккумуляторов. необходимо провести оценку возможности их использования в составе многоэломентных батарей. Для многоэлементных батарей установку защитных устройств реализуют на уровне модуля или батареи. Далее представлены типичные примеры защитных устройств контроля потенциальных опасностей.

Плавкий электрический предохранитель

Плавкий электрический предохранитель — защитное устройство, имеющее металлическую вставку. расплавляющуюся под воздействием тепла, выделяемого при чрезмерном повышении тока в цепи, что вызывает запирание ограничителя(ей) тока. и. таким образом, приводит к разрыву или открытию цепи (см. [7]). Блокирующие ограничители тока (внешне сбрасываемые) также могут быть защитными устройствами вместо предохранителей.

Устройство прорывания тока (УПТ)

УПТ активируется при образовании избыточного давления внутри аккумулятора, что, как правило, происходит в случае перезаряда аккумулятора и повышения значений напряжения до 5 В и более.

Устройство с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ПТК)

Полимерный или керамический элемент, который имеет очень низкое сопротивление и проводит электричество с очень небольшими потерями, пока не будет достигнут критический диапазон температуры или тока. При достижении установленного критического диапазона внутреннее сопротивление ПТК^ увеличивается экспоненциально, препятствуя прохождению тока от приложенного напряжения. Увеличение сопротивления, как правило, составляет пять-шесть порядков в диапазоне температур 25 °С. При охлаждении ниже критического температурного диапазона сопротивление устройства ПТК восстанавливается до своего прежнего значения (см. [7]).

Тепловой предохранитель

Тепловой предохранитель — электрический элемент с плавкой вставкой, который проводит ток. пока его температура ниже критической пороговой температуры. Как только эта пороговая температура превышена, тепловой предохранитель необратимо перестает проводить ток. как правило, из-за плавления элемента автоматического выключателя, что приводит к высвобождению пружинки, размыкающей цепь (см. [7]).

Шунтирующее устройство

Шунтирующее устройство используют для необратимого шунтирования блока или секции аккумуляторов на уровне батареи при выходе значений напряжения или температуры за пределы рабочих диапазонов.

Вентиляционная пробка/разрывная мембрана

Для предотвращения резкого механического разрушения корпуса батареи большинство аккумуляторов оснащены механизмом (клапаном) щадящего сброса внутреннего давления. Как правило, этот

Ч Особенностью П ТК. которую следует учитывать при использовании, является то. что при прохождении тока сверх определенного значения ПТК начинает разогреваться, что приводит к аналогичным последствиям прерывания тока, как и при превышении температуры окружающей среды. В связи с этим ПТК может быть использован как предохранитель по току, но с низкими временными характеристиками.

клапан представляет собой специально ослабленную часть корпуса аккумулятора, которая взламывается до появления разрывов. Организацию утечки до разрыва, также используют для предотвращения риска резкого механического разрушения корпуса аккумулятора.

Отключающий сепаратор

Активация отключающего сепаратора происходит при нагреве аккумулятора до определенной температуры, что приводит к расплавлению среднего полиэтиленового слоя трехслойного разделителя.

В аккумуляторах больших размеров в качестве уровней защиты применены отключающие сепараторы. клапаны и плавкие перемычки от электрода. Активация отключающего сепаратора происходит при достижении температуры приблизительно 130 “С. Расплавление плавкой перемычки происходит при определенных значениях тока, что позволяет исключить риск возникновения опасной ситуации в условиях внешнего короткого замыкания. Срабатывание клапана, как правило, происходит при давлении более 1.03 МПа. и в некоторых случаях клапан может служить уровнем защиты от возникновения аварийной ситуации, при этом, как правило, после сброса давления аккумуляторы утрачивают свою работослособ ность.

5.2.3 Испытание на безопасность

Обязательные испытания на безопасность на уровне аккумуляторов проводят для обеспечения соответствия условиям международных перевозок батарей, установленных [1]. В руководстве по испытаниям и критериям указаны цель и аспекты испытаний.

При квалификационных испытаниях, применяемых для КА, некоторые испытания на безопасность, такие как вибрация и удар, представленные в [1]). объединяют или включают в качестве эквивалентных условий испытания. Поскольку для проверки и оценки безопасности системы на уровне батареи или целиком КА. требуются оценка и отчет по токсикологии, необходимо проведение разрушающего физического анализа (РФА) с анализом электролитов (см. (9]).

Важные аспекты проведения испытаний

Некоторые ЛИА или ЛИАБ могут взрываться в процессе проведения испытаний, если параметры испытаний находятся вне пределов значений параметров, заложенных в конструкции аккумулятора: в основном при перезаряде или превышении температурных диапазонов.

Особое значение имеет обеспечение защиты персонала от разлетающихся фрагментов, воздействия силы взрыва, неожиданного выброса тепла, шума, являющихся последствиями таких взрывов.

Площадки для испытаний следует надлежащим образом проветривать для обеспечения защиты персонала от возможного воздействия вредных испарений и газов.

В качестве дополнительной меры предосторожности во время проведения испытаний следует осуществлять постоянный мониторинг температуры на поверхности корпуса аккумуляторной батареи.

Весь персонал, участвующий в проведении испытаний ЛИАБ. должен пройти инструктаж и знать, что никогда не следует приближаться к литиевой батарее, если ее температура достигает 90 °С. и прикасаться к ней. если температура поверхности превышает 45 °С.

Для обеспечения гарантии защиты все испытания следует проводить в защищенном помещении. отделенном от операторов (см. [2]).

Испытание при пониженном атмосферном давлении (Т1)

Испытание проводят с целью определения прочности акхумулятора'батареи к воздействию низкого давления во время транспортирования воздушным транспортом путем оценки целостности и герметичности. В случае использования в КА данное испытание должно быть объединено с термовакуумными испытаниями.

Температурное цитирование (Т2)

Испытание проводят с целью проверки прочности аккумулятора/батареи к воздействию температур от минус 40 °С до 72 ⁵С при транспортировании. Для батарей, предназначенных для использования в КА (поскольку используется более широкий диапазон температур, чем диапазон температур квалификационных испытаний), температурное циклирование проводят отдельно от квалификационных испытаний.

Испытание на виброустойчивость (ТЗ)

Испытание проводят с целью оценки прочности аккумуляторных батарей к воздействию вибраций при транспортировании.

Для квалификации батарей, предназначенных для использования в условиях космоса, требуется применение гораздо более жесткого уровня вибронагрузок. Поэтому испытание на виброустойчивость в соответствии с требованиями (см. [1]) проводят совместно с квалификационными испытаниями на виброустойчивость. Для определения длительности испытания требуется провести расчет допустимых усталостных напряжений.

При проверке батарей, предназначенных для использования в КА. испытание на виброустойчивость также выполняет функцию отбраковочного испытания, предназначенного для исключения риска внутреннего короткого замыкания. Данное испытание проводят, как правило, на уровне конфигурации аккумуляторной батареи с применением условий внутренней среды КА с учетом коэффициентов усиления. приведенных в [10].

Испытание на ударное воздействие (Т4)

Испытание проводят на уровне конфигурации батареи с целью оценки прочности к воздействию тряски при транспортировании. Для квалификации батарей, предназначенных для использования в условиях космоса, требуется применение гораздо более высокого уровня ускорения ударной нагрузки. Поэтому испытания на виброустойчивость (см. [1]) проводят совместно с квалификационными ударными испытаниями.

Испытания на внешнее короткое замыкание (Т5)

Типичные отказы: случайное закорачивание на токовыводах; сильный удар/отказ защитных устройств, если используют.

Уровень аккумулятора: воздействие на аккумулятор внешнего жесткого короткого замыкания при контролируемых условиях.

Условия проведения испытаний на внешнее короткое замыкание установлены правилами [1] (например. сопротивление внешней цепи менее чем 0.1 Ом при (55 ± 2) X).

Испытания на внутреннее короткое замыкание (воздействие вибрации/ раздавливание) (Тб)

Наличие загрязнений (металлических заусенцев, частиц, пыли), попадающих внутрь аккумуляторов (дефект изготовления), как правило, является причиной внутреннего короткого замыкания вследствие вибрации, моделируемого посредством грубого механического воздействия путем тряски или раздавливания аккумуляторов. Условия испытаний выбирают в зависимости от формы корпуса или размера аккумулятора.

Если сборку батарей производят из ЛИА. изготовленных в других странах, то следует использовать только аккумуляторы, прошедшие испытания на соответствие (1] у оригинального изготовителя аккумуляторов.

Испытание (Т7) избыточно, допускается не проводить

Испытание на переразряд (Т8)

Типичные отказы: отказ (в оборудовании) отключения по низкому напряжению; отказ платы защиты.

Условия испытания: каждый аккумулятор следует подвергнуть принудительному разряду при температуре окружающей среды путем последовательного подключения его к источнику питания с начальным током, равным максимальному току разряда, указанному изготовителем.

Необязательные испытания

Нижеперечисленные испытания являются рекомендуемыми и необязательными.

a)    Испытания при высокой температуре и нагреве до сброса давления

Определение допуска на температуру аккумулятора, а также температур теплового разгона.

Следует оснастить испытуемые аккумуляторы контрольно-измерительными приборами для измерения температуры и давления.

b)    Испытания на сброс давления и на воздействие разрывного внутреннего давления (только для аккумуляторов, оснащенных системой сброса давления)

Требования к конструкции: отношение величины внутреннего давления, вызывающего сброс, к величине внутреннего давления, вызывающее разрыв, должно быть не менее 3.0.

0 Перечень всех испытаний Т1—Т8 для обеспечения безопасности при транспортировании приведен в [1]. Ряд испытаний допускается проводить только на отдельных аккумуляторах или только на батареях определенных конфигураций. Например, проводить испытание на перезаряд (Т7) для аккумуляторов лишено смысла, т. к. подобная ситуация на стадии транспортирования может произойти только при наличии параллельно соединенных аккумуляторов или секций (т. в. батареях) при повреждении одного из аккумуляторов. 14

Испытание на сброс давления проводят на двух корпусах аккумуляторов, прошедших циклические испытания под давлением, и одном корпусе аккумулятора, для которого циклические испытания под давлением не проводились.

1)    Повышают давление внутри корпусов аккумуляторов до значения Р_иач, МПа (изб.)Ч где Р_нач — начальное давление.

2)    Выдерживают корпусы аккумуляторов 1 мин.

3)    Проверяют отсутствие разрушения разрывных мембран.

4)    Увеличивают давление в корпусах аккумуляторов на 0,05 МПа (изб.)^т>.

5)    Выдерживают корпусы аккумуляторов 1 мин. Если в течение этого времени на разрывных мембранах образуется разрыв, то фиксируют значение давления как Р_{с б} МПа (изб.)^.

6)    При отсутствии разрывов повторяют действия 4) и 5) до срабатывания разрывных мембран.

7)    Фиксируют значение давления в момент срабатывания разрывных мембран.

Критерии оценки: на разрывной мембране должно отсутствовать образование разрывов при давлении менее или равном 0.5 МПа. Давление срабатывания разрывных мембран Р_с6р должно более чем в три раза превышать Р_иач

5.3 Логистика

5.3.1    Общие положения

В настоящем подразделе установлены требования, регламентирующие обработку, хранение, обслуживание и транспортирование аккумуляторов во время наземных работ, предшествующих предпусковым операциям.

Данные требования должны быть определены в спецификации аккумулятора и/или процедуре хранения и обработки, чтобы минимизировать ухудшение перед полетом.

Способы хранения, обращения и технического обслуживания должны соответствовать требованиям правил, позволяющих максимально снизить угрозу опасности для персонала, оборудования и летной аппаратуры (см. [4]).

Следует учитывать, что небрежное обращение приводит к короткому замыканию или повреждению аккумуляторов. Это вызывает утечку, разрыв, взрыв или пожар согласно ГОСТ Р МЭК 62281.

Правила, касающиеся международных перевозок ЛИАБ или ЛИА. разработаны на основе рекомендаций Комитета экспертов ООН по перевозке опасных грузов.

В каждой стране или регионе действуют законы или нормативы и/или директивы. Поэтому перед транспортированием необходимо ознакомиться с последними редакциями этих правил согласно ГОСТ Р МЭК 62281.

Изготовители аккумуляторов (и батарей) обязаны обеспечить изготовителей оборудования и, в случае прямых поставок, конечных пользователей соответствующей информацией, необходимой для максимального сокращения и предотвращения потенциальных опасностей.

Информирование конечных потребителей о потенциальных опасностях, связанных с использованием оборудования, в состав которого входят аккумуляторы и аккумуляторные батареи, является обязанностью изготовителя оборудования (см. приложение С ГОСТ Р МЭК 62133-2).

5.3.2    Производство, обращение, хранение, техническое обслуживание и проведение испытаний аккумуляторов

При производство, обращении, хранении, техническом обслуживании и проведении испытаний аккумуляторных батарей необходимо руководствоваться следующим:

a)    Способы обращения, хранения и технического обслуживания аккумуляторов, проверенные в ходе испытаний на стадии разработки и/или квалификационных испытаний, должны быть зафиксированы в процедуре обращения и хранения аккумуляторов (см. [4]).

b)    Способы хранения, обращения и технического обслуживания должны соответствовать требованиям правил, позволяющих максимально снизить потенциальные опасности для персонала, оборудования и летной аппаратуры (см. {4]).

c)    Максимальный срок годности должен быть определен для аккумуляторов с учетом максимального времени воздействия температурных условий окружающей среды.

Необходимо документировать время воздействия температур и (периодически) степень эаряжен-ности на уровне аккумуляторов для летного оборудования (см. [4]).

МПа (изб.) означает избыточное давление над атмосферным.

При длительном хранении аккумуляторов должны быть обеспечены физические средства защиты (см. [4]).

d)    При выполнении визуального контроля рекомендуется обеспечить соблюдение следующих условий:

1)    осмотр аккумуляторов проводят с целью определения отсутствия на них видимых загрязнений. таких как отпечатки пальцев, частицы, продукты коррозии, металлические стружки, окалина, масло, смазка, защитные покрытия, клей и других посторонних материалов:

2)    в качестве средств проведения визуального контроля допускается применять приборы ультрафиолетовой дефектоскопии, специальные источники света и зеркала.

3)    работы с компонентами и моющими средствами выполняют только в чистых полимерных перчатках;

4)    поверхности соприкосновения аккумуляторов друг с другом и с корпусом отделяют друг от друга с помощью изолирующих материалов (пленок, специальных насадок и т. д.); непосредственно перед упаковкой для отгрузки внешние поверхности подлежат тщательной очистке изопропиловым спиртом (ИПС);

5)    упаковочный материал, непосредственно контактирующий с аккумуляторами, должен быть стерильным или пройти тщательную очистку ИПС непосредственно перед использованием (см. [5]).

e)    Для максимального увеличения срока эксплуатации и предотвращения конденсации влаги аккумуляторы всегда должны находиться в условиях контролируемой температуры и влажности (см. [4]).

Воздействие высокой температуры или высокой влажности вызывает ухудшение рабочих характеристик батареи и/или коррозию ее поверхности согласно ГОСТ Р МЭК 62281.

В процессе производства и проведения испытаний летных аккумуляторов следует соблюдать общие требования к чистоте и контролю уровня загрязнений. Кроме того, на завершающем этапе сборки аккумуляторов следует соблюдать особые меры предосторожности для ограничения количества микрочастиц. которые могут попасть и застрять внутри аккумуляторов.

f)    Для предотвращения ухудшения характеристик во время хранения аккумуляторы следует хранить в условиях низкой температуры в соответствии с рекомендациями изготовителя, а также, если это практически выполнимо, при уровне СЗ. значение которого указано в спецификации изготовителя (см.

[41)-

5.3.3    Меры безопасности при обращении с аккумуляторными батареями

При обращении с ЛИАБ должны быть обеспечены меры безопасности, приведенные в приложении D.

5.3.4    Транспортирование аккумуляторов

Правила транспортирования на протяжении всего жизненного цикла аккумуляторов приведены в приложении Е.

6 Батарея

6.1    Рабочие характеристики

6.1.1    Общие положения

В настоящем подразделе приведен минимальный перечень рабочих характеристик ЛИАБ. которые должны удовлетворять основным требованиям для их применения в КА. поддерживая космическое качество. В настоящем подразделе приведена терминология, применяемая для аккумуляторных батарей, предназначенных для КА. Приведены данные для оценки состояния аккумуляторной батареи с точки зрения обеспечения задач полета.

6.1.2    Терминология

Ниже представлены термины и определения, использование которых необходимо для понимания требований, предъявляемых к рабочим характеристикам ЛИАБ.

Ток заряда или разряда С/л (см. [4]— [6])

Постоянный ток заряда или разряда аккумуляторной батареи определяют как С/л (С — нормированная емкость на уровне аккумуляторов. А ч (значение, указанное в спецификации изготовителя по его критериям), а л — любое значение времени работы аккумулятора ч].

'/л — время разряда до установленного изготовителем конечного напряжения разряда полностью заряженного аккумулятора.

Пример — Ток разряда 02 для аккумулятора с номинальной емкостью 20 А ч — ток разряда, равный 10 А.

Напряжение отключения — конечное значение напряжения, указанное а спецификации изготовителя. при котором разряд останавливают.

Цикл

Как правило, один цикл представляет собой одну последовательность полного заряда и полного разряда аккумулятора или батареи (см. (7]). Такой цикл используют в основном для проверки полной энергоемкости или емкости. С другой стороны, один цикл работы батареи, например, цикл работы на НОО. представляет собой последовательность неполного заряда (предел НКЗ) и ограниченного разряда (на малую ГР), определяемая как один неполный цикл (например, разряд от СЗ = 100 % до 80 % и заряд от СЗ = 80 % до 100 %).

Цикл — набор операций, выполняемых на аккумуляторе или батарее и регулярно повторяемых в одной и той же последовательности.

Эти операции состоят из последовательности разряда с последующим зарядом, или заряда с последующим разрядом, выполняемой в соответствии с заданными условиями. Данная последовательность должна включать в себя перерывы (периоды отдыха) по ГОСТ Р МЭК 62281.

Глубина разряда (ГР) аккумуляторной батареи (см. (2/—[4], [9])

Отношение количества ватт-часов, снятых с батареи, заряженной по определенному профилю напряжение—ток. при разряде по определенному профилю нагрузки и при определенном профиле температуры. к паспортной энергии Е (Вт ч). умноженное на 100. Для ЛИАБ ГР должна быть определена в ходе процедуры по установлению СЗ или напряжения, относящегося к установлению СЗ.

ГР батареи - ■ ^£°^т?^а~^,0° -100 %.    (1)

^паспьртмоо

Примечание — Для частично подзаряженных батарей, т. е. для батарей, не заряженных до полностью заряженного состояния. ГР представляет собой процент энергии, отданной в процессе разряда от точки завершения подзаряда. Например, для батареи, подзаряженной до СЗ 70 %. а затем разряженной до СЗ 40 %. считается, что ее СЗ уменьшилась на 30 % энергии, и, таким образом. ГР составляет 30 %.

Напряжение конца заряда

Максимальное значение напряжения заряда в рабочей зоне аккумулятора. Данное значение устанавливает изготовитель аккумуляторной батареи с учетом требуемого срока службы. В некоторых случаях в целях ограничения деградации характеристики емкости бывает необходимо задать более низкое значение напряжения конца заряда, чем установленное изготовителем аккумуляторов для паспортной емкости.

Энергоемкость

Энергоемкость аккумуляторной батареи равна интегралу произведения тока и напряжения разряда. где положительная величина /_d представляет собой ток разряда, а положительная величина V_a — напряжение разряда. Пределы интегрирования указывают от начала разряда до минимального значения напряжения батареи или до того момента, когда первый аккумулятор достигнет нижнего предела напряжения аккумулятора или до момента истечения заданного периода времени. Данная контрольная точка времени для значения энергии, которое измерено для батареи, заряженной по определенному профилю напряжение—ток. при разряде по определенному профилю нагрузки и при определенном профиле температуры. Разряд аккумуляторной батареи выполняют током разряда постоянной величины; однако, предпочтительным способом разряда является разряд при постоянной мощности, поскольку это позволяет более точно имитировать мощность, потребляемую аппаратурой КА. Данную величину такжо называют ватт-часовой емкостью'^.

Энергоемкость =J{l_aV_a )•<#•    (2)

Удельная энергия (удельная энергоемкость)

Количество энергии, которая может быть запасена аккумулятором или батареей, отнесенное к единице веса или объема. Стандартными единицами измерения являются ватт-часы на килограмм

Указанное наименование не является рекоглвндуемым.

Содержание

1    Область применения.................................................................1

1.1    Жизненный цикл.................................................................1

1.2    Рабочие характеристики.................................. 2

1.3    Безопасность....................................................................2

1.4    Логистика.......................................................................2

2    Нормативные ссылки.................................... 3

3    Термины и определения.................................. 3

4    Обозначения и сокращения............................................................7

5    Аккумулятор........................................................................7

5.1    Рабочие характеристики...........................................................7

5.2    Безопасность...................................................................11

5.3    Логистика......................................................................15

6    Батарея...........................................................................16

6.1    Рабочие характеристики..........................................................16

6.2    Безопасность...................................................................25

6.3    Логистика......................................................................31

7    Батарея на борту космического летательного аппарата....................................32

7.1    Рабочие характеристики.............................. 33

7.2    Безопасность...................................................................34

7.3    Логистика......................................................................34

8    Установка аккумуляторных батарей....................................................35

8.1    Рабочие характеристики.............................. 36

8.2    Безопасность....................................... 36

8.3    Логистика....... 36

9    Работа аккумуляторных батарей на орбите и окончание срока службы.......................39

Приложение А (обязательное) Допуски измерения параметров...............................40

Приложение В (справочное) Пример квалификационных испытаний аккумуляторов..............41

Приложение С (справочное) Метод оценки риска..........................................42

Приложение D (обязательное) Меры безопасности при обращении с батареями................45

Приложение Е (обязательное) Транспортирование.........................................47

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов

международным стандартам, использованным в качестве ссылочных

в примененном международном стандарте..................................50

Библиография.......................................................................51

(Вт ч/кг) для обозначения массовой удельной энергоемкости и ватт-часы на литр (Вт ч/л) для объемной удельной энергоемкости ^г> (см. (7)).

Резерв энергии (см. [4]. (5])

Полное количество доступной энергии, выраженное в ватт-часах, оставшееся в аккумуляторной батарее, которое может быть отдано при нормальных условиях работы при разряде до допустимого значения ГР или до предельного значения напряжения подсистемы батарейной подсистемы питания, или до момента, когда первый аккумулятор достиг своего минимального предела напряжения.

Полностью заряженный (см. [7] ГОСТ Р МЭК 62281).

Аккумулятор или батарея, электрически заряженные до значения напряжения конца заряда, указанного в спецификации изготовителя и по установленной им методике заряда.

Полностью разряженный (см. (7] ГОСТ Р МЭК 62281).

Аккумулятор или батарея, электрически разряженные до значения конечного напряжения, указанного в спецификации изготовителя.

Паспортная емкость

Значение емкости, А ч. определенное изготовителем модуля батареи с учетом номинальной емкости и минимальной гарантированной емкости.

С целью информирования потребителей, изготовитель аккумуляторных батарей обязан указывать значение паспортной емкости вместе со значением нормированной емкости и перечнем соответствующих условий для ее определения.

Номинальная емкость

Номинальная емкость должна быть определена по стандартному методу измерения емкости, установленному в настоящем стандарте (см. 6.1.3).

Паспортная энергоемкость (см. (5] ГОСТР МЭК 62133-2)

Значение энергоемкости. Вт ч. определенное изготовителем модуля аккумуляторной батареи с учетом номинальной энергоемкости и минимальной гарантированной энергоемкости.

С целью информирования потребителей изготовитель аккумуляторных батарей обязан указывать значение паспортной энергоемкости вместе со значением номинальной энергоемкости, а также предоставлять описание соответствующих условий ее определения.

Паспортную энергоемкость. Вт ч, вычисляют по формуле

Паспортная энергоемкость = Паспортная емкость Номинальное напряжение    (3)

Паспортную энергоемкость в соответствии с требованиями Рекомендаций ООН наносят на корпус модуля аккумуляторной батареи несмываемым способом.

Примечание — Значение номинального напряжения устанавливает изготовитель аккумуляторной батареи.

Номинальное напряжение (см. [7])

Приблизительное значение напряжения, используемое в качестве идентификационной характеристики аккумулятора или батареи.

Номинальное значение напряжения определяет изготовитель аккумуляторов на базе измерения емкости с условиями напряжения конца заряда и конца разряда.

Номинальное напряжение представляет собой среднее напряжение разряда, полученное в ходе проведения испытаний номинальной емкости.

Степень заряженности

Значения емкости. Ач. или энергоемкости. Вт ч. батареи, заряженной по определенному профилю напряжение—ток. при разряде по определенному профилю нагрузки и при определенном профиле температуры, отнесенное к нормированному значению ее энергоемкости Е. А ч. или Вт ч, умноженное на 100 (см. [4\).

СЗ батареи = —^£,с<?'^щаа— -100-^моеыирааамиаа

*7 Для величины энергоемкости, отнесенной к единице объема, рвкошндуемым наименованием является «плотность энергоемкости» или аплотность энергии».

ГОСТ Р 59196-2020 (ИСО 17546:2016)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БАТАРЕИ ЛИТИЙ-ИОННЫЕ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ Оценка жизненного цикла

Lithium ion battery for space vehicles. Life cycle assessment

Дата введения — 2021—03—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на литий-ионные (включая полимерные литий-ионные) аккумуляторные батареи (ЛИАБ) для космических аппаратов (КА) и устанавливает требования к оценке жизненного цикла, включая обеспечение безопасности и верификацию необходимого уровня рабочих характеристик. В настоящем стандарте установлены термины и определения понятий «рабочие характеристики», «безопасность» и «логистика» применительно к ЛИАБ.

Настоящий стандарт распространяется на вторичные (перезаряжаемые) литий-ионные электрохимические системы, в составе положительных и отрицательных электродов которых использованы ин-твркалированныв соединения лития (интеркалировамный литий находится в атомной решетке электродного материала в форме ионов или в квазиатомном виде).

Настоящий стандарт распространяется на аккумуляторную батарею в сборе, аккумулятор как составляющий аккумулятор, которые должны соответствовать требованиям, установленным в нормативных документах на конкретный вид ЛИАБ.

Настоящий стандарт не рассматривает вопросы удаления и переработки ЛИАБ. но содержит рекомендации по их удалению.

1.1 Жизненный цикл

Жизненный цикл батареи начинается с момента активации аккумуляторов и продолжается в течение всех последующих этапов изготовления, приемочных испытаний, обслуживания, хранения, транспортирования. предпусковых испытаний, запуска и работы во время полета.

В настоящем стандарте жизненный цикл батареи, начиная с момента активации аккумуляторов до момента запуска, рассмотрен с учетом срока годности, т. к. расчет срока службы и оценка батареи на земле необходимы для обеспечения требуемого уровня рабочих характеристик и безопасности на протяжении всего жизненного цикла, включая эксплуатацию в космосе.

В каждом разделе настоящего стандарта рассмотрены понятия «рабочие характеристики», «безопасность» и «логистика» с учетом специфики каждой стадии жизненного цикла (ш. рисунок 1).

Примечание — Стадии 3 и 5 включают в себя период хранения, предусматривающий выполнение проверок некоторых рабочих характеристик.

Издание официальное

ними, а также изменение параметров батареи (статус и состояние аппаратуры, рекомендуемые условия окружающей среды) в соответствии с заданными требованиями на каждом этапе жизненного цикла.

В логистику также включены меры предосторожности, применяемые на стадиях изготовления, сборки, обработки, испытаний, хранения, упаковки и транспортирования.

В логистику включены различные меры предосторожности и обоснование их применения для поддержания эксплуатационных характеристик и безопасности ЛИАБ для КА. с учетом соответствующих стандартов и правил. Каждый пункт, в котором приведено описание требований, изложенных в других документах, содержит ссылки на эти документы, так как каждый документ или правило подлежат рассмотрению в отдельном порядке.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52925 Изделия космической техники. Общие требования к космическим средствам по ограничению техногенного засорения околоземного космического пространства

ГОСТ Р 57149-2016/1SO/1 ЕС Guide 51:2014 Аспекты безопасности. Руководящие указания по включению их в стандарты

ГОСТ Р МЭК 62133-2 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности портативных герметичных аккумуляторов и батарей из них при портативном применении. Часть 2. Системы на основе лития

ГОСТ Р МЭК 62281 Первичные и вторичные литиевые элементы и батареи. Безопасность при транспортировании. Требования и методы испытаний

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылха, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, го положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссыпку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    ускоренные испытания (accelerated test): Испытания, разработанные в целях сокращения времени испытаний на воздействие условий окружающей среды по сравнению с обычной эксплуатацией путем увеличения частоты, амплитуды, продолжительности воздействий или комбинации параметров этих воздействующих во время эксплуатации, факторов окружающей среды.

Примечание —См. [3].

3.2    активация (activation): Процесс приведения собранного аккумулятора в рабочее состояние в процессе производства на предприятии-изготовителе путем заливки электролита, который используется для определения начала срока годности батареи.

Примечание —См. [4}—[7].

3.3    старенио (aging): Непрерывная потеря емкости вследствие повторяющегося цитирования или прохождения времени от момента активации.

Примечание —См. [6].

3.4    батарея (battery): Два или более аккумуляторов, электрически соединенные друг с другом, оборудованные устройствами, необходимыми для их использования, например корпусом, выводами, содержащие маркировку и оснащенные защитными устройствами.

Примечания

1    Батарею, состоящую из одного аккумулятора, рассматривают как «аккумулятор».

2    Батарея также может включать в себя некоторые другие комплектующие, такие как устройства электрического шунтирования, электронные устройства контроля заряда, нагреватели, датчики температуры, тепловые выключатели и элементы терморегуляции (см. [4]. [5]).

3    Блоки, которые, как правило, называют «батарейными блоками», «модулями» или «батарейными сборками», главная функция которых служить источниками питания для других частей оборудования, в тексте настоящего стандарта рассматривают как батареи (см. (?]).

4    См. [1].

3.5    календарная потеря (calendar loss): Ухудшение электрических характеристик с течением времени после активации.

3.6    аккумулятор (cell): Единичное электрохимическое устройство в корпусе (с одним положительным и с одним отрицательным электродом)^, обладающее разностью потенциалов между двумя его выводами.

Примечание —См. [1].

3.7    потенциальная опасность (dangerous phenomenon): Возгорание, разрыв/взрыв, утечка электролита аккумулятора, сброс давления, прожоги от чрезмерно высоких температур наружной среды, образование разрывов корпуса батареи с выходом внутренних компонентов, а также образование дыма.

3.8    разрушенио аккумулятора (disassembly): Сброс давления или разрыв аккумулятора, при котором твердое вещество любой части аккумулятора или батареи проникает за экранирующую сетку (сетка из отожженного алюминия с диаметром проволоки 0.25 мм и плотностью сетки от шести до семи проволок на 1 см), размещенную на расстоянии 25 см от аккумулятора или батареи.

Примечание — См. [1].

3.9    разлив (effluent): Выделение жидкости или газа при сбросе аккумулятором давления или протечке.

Примечание —См. [1].

3.10    взрыв (explosion): Условие, при котором происходит резкое вскрытие корпуса аккумулятора или батареи и принудительный выброс основных компонентов, вследствие чего происходит разрыв или раскол корпуса аккумулятора или батареи.

Примечание — См. ГОСТ Р МЭК 62133-2. а также [2].

3.11    внешнее короткое замыкание (external short circuit). Прямое соединение между положительным и отрицательным токовыводами аккумулятора или батареи проводником с сопротивлением менее 0.1 Ом.

Примечания

1    — Внешнее короткое замыкание происходит в том случав, если прямое соединение между положительным и отрицательным выводами имеет сопротивление настолько низкое, что через аккумулятор протекает ток. превышающий нормированный.

2    —См. [1].

3.12    деградация (fading): Ухудшение электрических характеристик вследствие цитирования^{1 2}^

Примечание — Оценку проводят посредством проведения ресурсных испытаний при цитировании.

3.13    возгорание (fire): Выброс пламени из аккумулятора или батареи.

Примечание — См. [1]. а также ГОСТ РМЭК62133-2.

3.14    выделение газа (gassing): Образование газа на одном или более электродах аккумулятора.

Примечание —См. [6].

3.15    вред (harm): Нанесение телесных повреждений или ущерба здоровью людей, причинение ущерба имуществу или окружающей среде.

3.16    опасность (hazard): Потенциальный источник вреда.

Примечание — Термин «опасность» приведен с целью определения происхождения или характера потенциального вреда (например, опасность поражения электрическим током, опасность раздавливания, опасность порезов, опасность отравления, опасность возникновения пожара, опасность утопления).

3.17    герметичное уплотнение (hermetic seal): Постоянное уплотнение, непроницаемое для компонентов среды.

Примечание —См. [3].

3.18    интеркаляция (intercalation): Процесс, при котором ионы лития обратимо встраиваются в принимающий материал или удаляются из него, не вызывая существенных изменений в структуре этого материала.

Примечание —См. [7].

3.19    использование по назначению (intended use): Использование изделия, процесса или услуги в соответствии со спецификацией, инструкциями, а также информацией, предоставленной поставщиком.

Примечание —См. ГОСТРМЭК62133-2.

3.20    внутреннее сопротивление (internal resistance): Сопротивление протеканию электрического тока в аккумуляторе или батарее, представляющее собой сумму электронного и ионного сопротивления. что в совокупности с индуктивными/емкостными составляющими дает общее полное сопротивление.

3.21    уточка (leakage): Визуально заметное выделение электролита или другого материала из аккумулятора или батареи, либо потеря материала из аккумулятора или батареи (за исключением корпуса батареи, устройств или этикеток) в массе, превышающей значения, указанные в таблице 1.

Примечания 1 Потеря массы означает утиеньшение массы, превышающее значения, указанные в таблице 1. Таблица 1 — Таблица предельных значений потери массы

Масса аиумулятора М. г Предел потерь массы. % М< 1 0.5 1 S М S 75 0.2 М> 75 0.1

2 Количественное определение потери массы. %. вычисляют по формуле

Потеря массы = ^{l Ml}" ^Л'^;1 100.

М,

где М, — масса до испытаний;

М₂ — масса после испытаний.

Если значение потери массы не превышает значений, указанных в таблице 1, то это следует рассматривать как «отсутствие потери массы» (см. [1)).

3.22    ресурс (life): Долговременность поддержания требуемых рабочих характеристик (например, уровня емкости не менее 50 % от значения в начале эксплуатации) в годах (календарный срок службы) или в числе циклов заряда-разряда.

Примечание —См. [6J.

3.23    литий-ионная батарея (lithium ion battery): Электрохимический аккумулятор или батарея, в которой и положительный и отрицательный электроды представляют собой интеркаляционные со-

единения (ионы лития в ионной или квазиатомной форме встроены в решетку материала электрода), и который не содержит металлического лития ни в одном из электродов.

Примечание —См. 11].

3.24    профиль нагрузки (load profile): Отображение количества энергии, требуемой от батареи для поддержания работоспособности используемой системы, как правило, выраженное в форме графической зависимости требуемого тока от времени.

Примечание —См. [7].

3.25    партия (lot): Изделия, выпускаемые в течение продолжительного периода времени без нарушения цикличности производства и без изменения процесса производства или конструкции.

Примечание —См. [5].

3.26    напряжение разомкнутой цепи; НРЦ (open circuit voltage): Разность напряжения между выводами аккумулятора или батареи, измеряемая в состоянии разомкнутой цели (при отсутствии какого-либо внешнего тока).

Примечание —См.[1],[6].

3.27    порезаряд (overcharge): Заряд сверх максимального предела напряжения, рекомендованного изготовителем.

3.28    переразряд (over discharge): Разряд аккумулятора или батареи после достижения значения напряжения, установленного поставщиком аккумуляторов, при котором полная емкость отдана.

Примечание — Непрерывный разряд аккумулятора или батареи ниже нуля вольт, приводящий к смене полярности напряжения, определяется как принудительный разряд.

3.29    вероятность наступления события (probability of occurrence): Теоретическая количественная оценка возможности наступления определенного события.

Примечание —См.]3].

3.30    защитные устройства (protective devices): Устройства, такие как предохранители, шунты, диоды и ограничители тока, которые прерывают прохождение тока, блокируют прохождение тока в одном направлении или ограничивают величину тока в электрической цепи.

Примечание —См. [1].

3.31    обоснованно прогнозируемое неправильное использование (reasonable foreseeable misuse): Использование изделия, процесса или услуги способом, не предусмотренным поставщиком, но который является результатом легко предсказуемого поведения человека.

Примечание — См. ГОСТРМЭК62133-2.

3.32    разрыв (rnpture): Механическая неисправность корпуса аккумулятора или батареи, вызванная внутренней или внешней причиной и приведшая к выходу газов или разливу электролита, но не выбросу твердых материалов.

Примечание —См. [1].

3.33    саморазряд (self-discharge): Явление снижения степени заряженности в условиях разомкнутой внешней цепи аккумулятора и/или батареи из-за токов утечки или побочных электрохимических процессов.

3.34    продол срока годности (shelf life limit): Максимально допустимое время с момента активации аккумулятора до запуска КА. которое включает любое время хранения, независимо от температуры и условий хранения.

Примечание —См. [4]. [5].

3.35    космическое качество (space quality): Высокая надежность, необходимая для космических аппаратов и оборудования, предназначенных для использования в космосе.

3.36    адаптация (tailoring): Процесс выбора характеристик/допусков и условий проведения испытаний. методов, процедур, последовательностей и условий, а также изменения критических проектных и испытательных значений, критериев условий отказа и т. д., для учета влияния конкретных факторов

воздействия окружающей среды, которым материал, как правило, подвергается в течение своего жизненного цикла.

Примечание —См. 13].

3.37    тепловой разгон (thermal runaway): Неконтролируемое состояние, при котором в течение короткого промежутка времени (секунды) происходит разогрев аккумулятора или батареи и достижение очень высоких температур за счет внутреннего тепловыделения, вызванного внутренним коротким замыканием или ненадлежащим состоянием

Примечание —См. [6].

3.38    сброс давления (vent): Сброс избыточного внутреннего давления аккумулятора или батареи способом, предусмотренным их конструкцией для предотвращения образования разрывов или разрушения батареи.

Примечание — См. [1]. [7]. а также ГОСТР МЭК 62133-2.

4    Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:

С — емкость, А ч;

АВПКО — анализ видов последствий и критичности отказов (см. (8)):

АДО — анализ дерева отказов;

ГР — глубина разряда (см. [б]);

ГСО — геосинхронная земная орбита:

ИПС — изопропиловый спирт;

КА — космический аппарат;

ЛИА — литий-ионный аккумулятор:

ЛИАБ — литий-ионная батарея;

НВО — наземное вспомогательное оборудование;

НКЗ — напряжение конца заряда (см. [в]);

НКР — напряжение конца разряда (см. [8]);

НОО — низкая околоземная орбита;

НРЦ — напряжение разомкнутой цепи,

ПМ — постоянная мощность:

ПН — постоянное напряжение;

ПТ — постоянный то*г,

ПТК — положительный температурный коэффициент сопротивления.

ПТ-ПН — постоянный ток — постоянное напряжение;

РФА — разрушающий физический анализ;

СЗ — степень заряженности;

СКЗ — среднеквадратическое значение;

УПТ — устройство прерывания тока.

5    Аккумулятор

5.1    Рабочие характеристики

5.1.1    Общие положения

В настоящем подразделе приведено описание электрохимических рабочих характеристик одиночного аккумулятора с учетом требований других стандартов.

В каждом пункте установлены требования, соответствие которым следует проверять, когда конкретные аккумуляторы предназначены для применения в батареях для КА.

Аккумулятор, который входит в состав батареи, определяют как составляющий аккумулятор. Размеры аккумулятора, например малого или большого формата, определяют с учетом [7] и ГОСТ РМЭК 62281.

1

V Наборы электродов, соединенных электрически внутри корпуса аккумулятора, рассматриваются как один электрод.

2

) Деградация является следствием не только цитирования, но и просто временных изменений в материалах аккумулятора, носящего название «старение».