Сатурн аккумуляторы литий ионные

Никель-водородные аккумуляторные батареи

ПАО «Сатурн» с 1986 года разрабатывает и производит аккумуляторные батареи никель-водородной электрохимической системы. За этот период батареями оснащено более 100 космических аппаратов, изготовлено более чем 250 аккумуляторных батарей.

Предприятие является участником большинства российских космических программ и ряда зарубежных. К числу наиболее известных относятся: «Ресурс-ДК», «Экран», «Электро-Л», «Фобос-Грунт», «ГЛОНАСС», «Спектр-Р», серия аппаратов «Экспресс», серия аппаратов «Ямал», «SESAT», «Интербол-1,2» и другие. Аккумуляторные батареи поставляются фирмам Германии, Франции, Китая, Казахстана.

Тип АБ	Напряжение, В	Емкость, А·ч	Масса, кг	Удельная энергия, Вт·ч/кг	Тип орбиты	Тип охлаждения	Элементы управления
19НВ-25	24	27	14	46	НОО	Контактный	СД, ТС, БД
28НВ-40	35	45	27,5	51	НОО, ГСО	Радиационный	АДД, ТС, БД, ЭО
18НВ-50	22	55	26	48	–	ТСО	СД, АДД, ТС, БД
20НВ-35	25	30	14,8	51	НОО	Жидкостный	УКЗА, ДТ
28НВ-50	35	53	37	50	ВКО	Газовый	АДД, ТС, БД
28НВ-70	35	72	48,5	52	ГСО	Жидкостный	СД, АДД, ТС, БД
28НВ-70Р	35	72	54	46	НОО	Жидкостный	СД, АДД, ТС,БД
30НВ-70	37	72	55	49	ВЭО	ТСО	СД, АДД, ТС,БД
30НВ-70А	37	72	65	42	НОО	ТСО	АДД, ТС,БД
40НВ-70	50	72	72	50	ГСО	Жидкостный	СД, АДД, ТС, КЗОД, БД
40НВ-70	50	72	73	49	ВЭО	Жидкостный	СД, АДД, ТС, БД, R
18НВ-80	22	80	34	53	ГСО	Радиационный	АДД, ТС, БД, ЭО, R
17НВ-90	21	90	48	40	НОО	Радиационный	АДД, ТС, БД
27НВ-110	32	105	70,7	48	ГСО	Радиационный	АДД, Т, БД, ЭО
40НВ-35	49	33	28,5	57	ГСО	Радиационный	АДД, ТС, БД, ЭО, R
34НВ-50	47	47	35	58	ВЭО	Радиационный	ЭО, АДД, ТС, БД
27НВ-100	32	95	68	45	ГСО	Радиационный	ЭО, АДД, Т, БД
30НВ-100	36	95	75	46	ГСО	Радиационный	ЭО, АДД, Т, БД
18НВ-70	29,4	84	34,6	55	НОО	ТСО	ЭО, АДД, Т, БД
26НВ-100	39,5	112,5	69,6	55	НОО	ТСО	ЭО, АДД, Т, БД
17НВ-48	28,6	58	27,1	49	НОО	ТСО	ЭО, АДД, Т, БД
17НВ-95	28,6	105	49,8	48	НОО	АСТР	АДД, Т, БД
60НВ-40	100	41	50,4	59	ВЭО	ТСО	АДД, Т, БД, R
18НВ-120К	29,4	110	48	52	ГСО	АСТР	ЭО, АДД, Т, БД, R

АДД — аналоговый датчик давления;

АСТР — автономная система;

БД — байпасный диод;

ВКО — высокая круговая орбита;

ВЭО — высокоэллиптическая орбита;

ГСО — геостационарная орбита;

ДТ — датчик температуры;

КЗОД — короткозамыкатель одноразового действия;

НОО — низкая околоземная орбита;

СД — контактный сигнализатор давления;

Т — термистор; ТС — термометр сопротивления;

ТСО — термостабилизированное основание;

УКЗА — устройство контроля заряда аккумулятора;

ЭО — электрический обогреватель;

R — доразрядное сопротивление терморегулирования (радиационная).

Менеджмент АБ

Основная функция алгоритма управления аккумуляторными батареями – обеспечение максимальной степени заряженности перед началом разряда в тени при минимальном перезаряде, в частности при условии соблюдения заданного суточного теплового баланса. Для обеспечения оптимального управления используются показания:

• аналоговых датчиков давления;
• контактных сигнализаторов давления дискретного типа (в качестве резервных);
• термометров сопротивления;
• поэлементного напряжения НВА.

В некоторых космических аппаратах предусмотрен переход на подзаряд АБ малым током после достижения при заряде штатным током давления в управляющих НВА, соответствующего пороговым значениям при данной температуре. Пороговые установки давления могут корректироваться после проведения тестовых циклов.

Кроме того, менеджмент АБ допускает проведение восстановительных циклов (при необходимости), для чего в состав некоторых АБ включены разрядные сопротивления.

Для уменьшения кабельной сети КА некоторые аккумуляторные батареи могут иметь встроенные блоки первичной обработки информации о состоянии АБ.

Обеспечение надежности АБ

Надежность аккумуляторных батарей обеспечивается резервированием:

• НВА (с помощью байпасных диодов или короткозамыкателей одноразового действия);
• контактных сигнализаторов давления, аналоговых датчиков давления и термометров сопротивления;
• электропроводки..

Таким образом, отказ любого элемента не приводит к отказу аккумуляторных батарей, что подтверждается многолетним опытом эксплуатации. Их надежность обеспечивается также всеобъемлющей квалификацией (в том числе ресурсными испытаниями) и тщательным контролем при изготовлении.

Механический интерфейс

Во всех разработках (кроме аккумуляторной батареи с газовым охлаждением – 28НВ-45 и 28НВ-50) корпус батареи моноблочный. Это обеспечивает его высокую прочность и позволяет крепить батарею в нескольких точках по периметру, а не по всей поверхности днища корпуса.

В случае, когда НВА крепятся в индивидуальных теплосъемных гильзах, силовую нагрузку несет теплосъемное основание, к которому крепятся гильзы. Таким образом, моноблочная конструкция отличается от гильзовой тем, что может быть использована в качестве силового элемента конструкции КА.

В то же время, если режимы эксплуатации теплонапряжены и возникает необходимость увеличения площади аккумуляторной батареи, возможно создание аккумуляторной батареи гильзового типа, в которой НВА в индивидуальных теплосъемных гильзах рассредоточенно компонуются на теплосъемное основание КА требуемой площади.

Тепловой интерфейс

Теплосъем от НВА осуществляется по корпусу аккумуляторной батареи:

• его периметру, далее на корпус КА;
• к боковым поверхностям корпуса аккумуляторной батареи или к его днищу.

Батарея, охлаждаемая газом

Батарея с контурной тепловой трубой

Батарея с теплосъемным основанием

Блок электродов, состоящий из набора электрохимических групп, зажимается между двумя металлическими мостиками.

Расположение блока электродов в корпусе НВА определяется схемой теплосъема в аккумуляторной батарее.

Корпус НВА выполнен из сплава ЭП-915. Необходимый запас прочности корпуса выбирается из условий обеспечения требуемого количества циклов нагружения. Для обеспечения надежности расчет ведется на тройной запас по циклам.

НВА разработки ПАО «Сатурн»

• отличаются высокой удельной энергией до 95 Вт·ч/кг;
• обладают практически неограни ченным сроком службы: гарантируется 15 лет на ГСО и 10 лет на НОО;
• имеют высокую степень отработки: суммарная летная наработка более 400 млн аккумуляторо-часов;
• работоспособны в широком диапазоне температур: от минус 20 °С до 40 °С;
• устойчивы к перезаряду и переразряду;
• имеют небольшое внутреннее сопротивление: разряжаются токами до 2С.

Основные технические характеристики никель-водородных аккумуляторов

Тип НВА	Номинальная емкость, А·ч	Удельная энергия, Вт·ч/кг	Использование в АБ	Использование в КА
НВ-25	27	50	19НВ-25	Гонец
НВ-35	30	65	40НВ-35	Луч-5
НВ-40	45	75	28НВ-40	Монитор, Диалог
НВ-40Л	41	75	60НВ-40	Луч-5А
НВ-45Л	56	84	34НВ-50	Глонасс
НВ-50	54	66	28НВ-50	Глонасс
НВ-55	63	70	18НВ-50	Фобос-Грунт
НВ-70К	72	75	40НВ-70	SESAT, Экспресс-АМ
НВ-70И	72	75	28НВ-70, 28НВ-70Р, 28НВ-70П, 30НВ-70, 30НВ-70А	Экспресс-А, Ресурс-ДК, Аркон-2
НВ-80	89	77	18НВ-80	KazSat
НВ-90	90	80	17НВ-90	БелКА
НВ-95М	102	86	17НВ-95	TIPS
НВ-110	105	70	27НВ-110	APSTAR-VI
НВ-120К	115	72	18НВ-120К	KazSat-2
НВ-120	130	80	18НВ-100	Ямал-200
НВ-140	161	90	18НВ-120	Ямал-300

Емкостный диапазон, А·ч		8…25	20. 40	40. 60	60. 140
Габаритные размеры (D*L), мм		Ø40*(80. 120)	Ø76*(125…190)	Ø76*(190…215)	Ø96*(215…340)
Виды исполнений		А, Б	Б, Г	А, Б, Г, Д	Б, Г, Д, E
Размер резьбы под клеммы	+	М4*0,75	М6*0,75	М6*0,75	М8*1,0
Размер резьбы под клеммы	—	Корпус	Корпус, М6*0,75	Корпус, М6*0,75	М8*1,0

Электрохимическая группа НВА

Окисно-никелевый электрод (ОНЭ) электрохимически пропитан на волоконной никелевой основе.

Структура ОНЭ обеспечивает:

• разряд токами до 2С;
• практически неограниченный срок службы;
• пренебрежимо малая коррозия;
• после приработочных циклов набухания ОНЭ не наблюдается.

Водородный электрод (ВЭ) гидрофобизированный, с Pt-Pd катализатором, на никелевой металлокерамической основе.

Мощность ВЭ обеспечивает:

• замкнутый кислородный цикл при концентрации О2 менее 1 %;
• замкнутый водородный цикл при требуемых перенапряжениях.

Сепаратор – асбестовая матрица.
Газовый экран полипропиленовый.

Источник

Уоррен Баффет поставил на литий-ионные батареи. Как можно заработать вам?

Рынок электромобилей заметно оживился за последние десять лет. На конец 2018 года в мире было уже 5,1 млн электромобилей. А это на 60% больше, чем в конце 2017 года.

Многие автомобилисты перешли на машины с электрической тягой после ужесточения регулирующими органами требований к количеству вредных выхлопов в атмосферу. Это связано с тем, что электромобили считаются более экологичным видом транспорта.

За десятилетие сильно упали и цены на электрокары. Дело в том, что одновременно с ростом продаж электромашин выросло производство аккумуляторных (литий-ионных) батарей, стоимость которых к тому же снизилась на 85%. Аккумуляторы — одна из самых важных, но до недавнего времени чрезвычайно дорогих частей электромобиля. Еще несколько лет назад их стоимость доходила до половины стоимости машины.

Помимо автомобилей, литий-ионные аккумуляторы как накопители энергии используются во многих областях экономики. Так что есть много способов, чтобы заработать на аккумуляторах, считают в CNBC. Наиболее очевидным вложением могут быть бумаги автомобильных компаний — таких как Tesla или Ford.

Когда появились литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы были разработаны еще в 1970-х годах. Но только в 1991 году компания Sony нашла им первое коммерческое применение. Она встроила их в портативный видеорегистратор.

Сейчас такие батареи можно найти почти везде — от айфонов до медицинских приборов, самолетов и международной космической станции. В прошлом году трем ученым, разработавшим литий-ионную батарею, была присуждена Нобелевская премия по химии.

Литий-ионные батареи — это ключ к снижению зависимости от ископаемого топлива, пишет CNBC. По оценкам швейцарского банка UBS, за ближайшее десятилетие рынок накопителей энергии может вырасти до $426 млрд.

Tesla — первопроходец на рынке электромобилей

Первой автомобильной компанией, которая выпустила на рынок электромобиль с питанием от литий-ионной батареи, стала Tesla: в 2008 году был представлен полностью электрический спортивный автомобиль Tesla Roadster.

В то время автопроизводители разрабатывали гибридные модели, сочетающие бензиновый и электрический двигатели. О полностью электрической тяге речь не шла, поскольку такие автомобили стоили недешево. К примеру, Tesla продавала Roadster за $110 тыс.

Сейчас производство электромобилей — уже более выгодный и менее трудозатратный бизнес, чем выпуск машин с бензиновым мотором. Практически все автопроизводители либо уже продают, либо планируют выпускать полностью электрические или по крайней мере гибридные автомобили.

В ноябре Ford сообщил, что начинает прием заказов на Mustang Mach-E. Это полностью электрический автомобиль легендарной модели. Ford разработал Mustang Mach-E одним из первых в линейке 40 электромобилей, которые Ford планирует изготовить к 2022 году.

Volkswagen в марте пересмотрел свои планы по производству электромобилей. К 2028 году компания намеревается выпустить 70 новых моделей электромобилей. Предыдущий ориентир составлял 50 машин.

В прошлом году глава концерна GM Мэри Барра сообщила инвесторам, что в 2021 году компания планирует выйти на безубыточное производство электромобилей. А британский Jaguar Land Rover, принадлежащий индийской Tata Motors, намерен в ближайшее десятилетие превратить компанию в чистого производителя электромобилей.

По данным Международного энергетического агентства, в мире только за 2018 год было продано 1,98 млн электромобилей, заряжаемых от внешнего источника питания. Как мы писали выше, общее количество машин на электрической тяге составило 5,1 млн. Пока это относительно немного, поскольку сейчас на дорогах в совокупности более 1 млрд автомобилей. Однако эксперты ожидают, что доля электромобилей будет расти.

Bloomberg NEF прогнозирует, что к 2040 году из общего объема продаж 57% придется на электромобили.

Кто производит батареи

Как и многие автопроизводители, Tesla отдает производство батарей на аутсорсинг. Специально для Tesla их делает японская Panasonic. Впрочем, самой разработкой батарей производитель занимается сам.

Не так давно аналитики Credit Suisse написали, что отдают должное компании Tesla за разработку батарей. Акции компании демонстрируют наихудшую динамику в секторе, однако у Tesla есть преимущество перед другими производителями электромобилей, считают в банке. И это сфокусированность Tesla на аккумуляторах для электромобилей.

«Мы считаем, что Tesla является лидером в областях, которые могут определить будущее автомобилестроения. Это программное обеспечение и электрификация», — заявил аналитик Credit Suisse Дэн Леви.

Недавно издание Reuters провело исследование, назвав имена крупнейших в мире производителей аккумуляторных батарей для электромобилей. Лидер этого рынка — китайская Contemporary Amperex Technology. Она сотрудничает с такими автопроизводителями, как BMW, Volkswagen, Daimler, Volvo, Toyota и Honda.

Уже упомянутая Panasonic — на втором месте. Компания производит аккумуляторы для электромобилей в Японии и Китае. Однако главная фабрика у Panasonic расположена в Неваде (США). Там производятся батареи для машин Tesla.

В тройку крупнейших в мире производителей батарей для электромобилей вошла и китайская BYD. Она использует батареи в основном для собственных автомобилей и автобусов, но планирует запустить производство в Европе. Примечательно, что в BYD инвестировал деньги знаменитый инвестор Уоррен Баффет . Ему принадлежит 25% компании.

А что с акциями

На данный момент аналитики не верят в рост Tesla. Консенсус, собранный сервисом Refinitiv, ожидает, что в ближайший год акции производителя подешевеют на 33%, до $315 за штуку. Тем не менее эксперты, вошедшие в консенсус, рекомендуют держать бумаги Tesla.

По акциям Ford рекомендация также держать. Но эксперты в среднем полагают, что на горизонте года они вырастут на 11%, до $10,23 за бумагу.

Начать инвестировать можно прямо сейчас на РБК Quote. Проект реализован совместно с банком ВТБ.

Американский бизнесмен и один из известнейших инвесторов в мире. Основной владелец и CEO инвестхолдинга Berkshire Hathaway.

Источник