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

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Renato Oliveira de Magalhães
• Orientador(a): Marcelo Lopes de Oliveira e Souza
• Banca de defesa: Paulo Giácomo Milani, Rosângela Meireles Gomes de Leite, Gilberto da Cunha Trivelato, Leonardo de Olivé Ferreira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
• País: BR
• Resumo em Inglês: 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.
• Link de acesso: 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.