介绍储能锂电池组在航空航天领域的应用
来源：宝鄂实业
2019-12-29 14:24
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储能锂电池组在航空航天领域的应用随着锂离子电池技术的日益成熟，锂电池在航空航天电源领域显示出了广阔的发展前景。在国际上，锂电池技术已广泛应用于微卫星、高轨道卫星、深空探测等领域，成为继镉镍电池、镍氢电池之后的第三代航天储能电源。本文将介绍锂电池在航空航天领域的应用。
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锂电池在航空航天领域的应用
锂电池组在微型卫星中的应用
2000年11月16日发射的strv-1d宇宙飞船首次使用了锂电池组，2001年10月22日发射的PROBA(ProjeconBoardAutonomy)宇宙飞船和2006年发射的NASA st-5纳米球宇宙飞船都使用了锂电池组。
锂电池在高轨道卫星上的应用
由于锂电池的比能高达125wh/kg，远远高于目前使用的60wh/kg的镍氢电池的比能，对于一颗20kw的高轨道卫星来说，用锂电池代替镍氢电池可以节省300公斤以上的重量。
因此，欧洲航天局(ESA)于1996年开始评估锂离子电池在STENTOR高轨道卫星平台上应用的可行性。2003年，Astrium在EUROSTAR3000平台上完成了锂电池应用的综合评估。2004年3月发射的W3A是第一颗使用锂离子电池的高轨道卫星。从那时起，亚马逊、Hotbird8、Skynet5B、SyracusemA和SyracuseIB都使用锂离子电池作为能量储存。
锂电池用于深空探测飞船
在深空探测领域，锂电池由于航天器的长距离飞行，具有高比能和低自放电的优点。近年来，锂电池已被用作深空探测项目的储能电源。例如，欧洲航天局(ESA)发射的智能1号月球探测器、火星快车、美国宇航局发射的勇气号和机遇号探测车等。中国探月工程第二阶段还计划使用锂电池作为路虎和月球车的储能电源。
锂电池在航空航天领域的应用十分复杂
锂电池在民用飞机上的应用一直坎坷不平。2010年4月，cessna在CJ4商用飞机上使用了锂电池。2011年10月，在锂电池在地面起火后，美国联邦航空管理局命令飞机用镍镉电池或酸性电池替换锂电池。但真正触发民用航空锂离子电池停运的是2013年1月7日和1月16日波音787客机的两起火灾。
波音公司在使用大容量、高功率的先进锂电池方面处于领先地位。2011年，波音787将锂电池作为主要电池和辅助动力单元电池，成为世界上第一架在关键飞机系统中使用锂电池技术的民用飞机。
然而，在2013年1月7日至16日的短短10天时间里，波音787发生了7起连续事故(包括电池起火、燃料泄漏、电脑故障、驾驶舱玻璃破裂等)，导致当时投入运营的50架787全部停飞。当时，波音787的累计飞行时间只有5.2万小时。波音公司已经改进了其锂离子电池系统的设计，尽管后续调查尚未确定事故的原因。
波音公司的电池改进包括重新设计充电器;保留原有的两块32V锂离子主电池，但重新设计了电池的布局，并增加了电池之间的间隙，以确保在发生任何电池故障和过热的情况下，都能迅速吸收热量，减少电池因连锁反应引起热击穿的可能性;重新设计了电池的金属外壳，以消除电池过热和着火的可能性。金属外壳上设有排液孔、排气孔，当电池箱内电解液温度过高而产生烟雾时，电解液可及时排出。事实上，波音公司的修改只涉及到防止火灾的蔓延，而根本没有消除火灾的可能性。
由于787电池事故发生时，A350的飞行测试程序已经建立，更换电池为时已晚，所以A350的首次飞行实际上仍然使用锂电池。此外，EASA并没有引用联邦航空管理局关于锂电池的特别规定。
