Estudo de avalanche térmica em um sistema de carga e descarga de bateria em satélites artificiais

• Main Author: Renato Oliveira de Magalhães
• Other Authors: Marcelo Lopes de Oliveira e Souza
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2012
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/01.16.14.31

Este trabalho apresenta um estudo de avalanche térmica em um sistema de carga e descarga de baterias em satélites artificiais. Para tanto, desenvolve-se um modelo baseado em princípios macroscópicos, o qual pode ser generalizado para uma ampla variedade de topologias de suprimento de energia e tecnologias de bateria. A partir do modelo obtido, identifica-se a propriedade emergente de avalanche térmica, a qual ocorre no sistema quando todos os equipamentos estão acoplados e interagindo uns com os outros. Mostra-se que esta propriedade é decorrente da interação dos efeitos da eficiência de carga da bateria, degradação de parâmetros do sistema e modo de operação do satélite. Uma vez identificadas as causas dessa instabilidade térmica, desenvolve-se uma nova métrica, baseada em métodos gráficos, obtida a partir do mapa de Poincaré, permitindo estabelecer a margem de estabilidade do sistema e delimitar as regiões seguras daquelas com possibilidade de desencadear avalanche térmica. === In this work, we present a study of thermal avalanche on an artificial satellite battery charging and discharging system. To do so, we develop a model based on macroscopic principles which can be generalized to a wide variety of topologies, power supply and battery technologies. From the model obtained, we identify the emergent property of thermal avalanche in the system which arises when we consider the interactions between equipment. We show that this avalanche effect is due to the interaction of battery parameters such as efficiency or double-layer capacitance, degradation of system parameters and the operational modes of the system. Having identified the causes of thermal instability, we develop a new metric, based on graphical methods, obtained from the Poincaré map, enabling the establishment of a stability margin, as well as the identification of the threshold for triggering a thermal avalanche.