Trabalho apresentado na disciplina "Introdução à Tecnologia de Satélites" do curso de Engenharia e Tecnologia Espaciais. Work presented in Space Engineering and Technology discipline "Introduction to Satellite Technology".

2. Fornecer energia :
 Lançamento e pós –lançamento;
 Durante os eclipses;
 Controle de atitude;
 Picos de consumo.
Painéis
Solares (SA)
Baterias
Regulador
(PRU)
Distribuição
(PDU)
Unidade de
controle de Energia
(PCU)
Unidade de Controle
de Carga e Descarga
da Bateria (BCCU)
Unidade de Controle
de Bateria (BCU)

3. Bateria PRIMÁRIA:
 Não são muito utilizadas;
 Não são recarregáveis;
 Aplicação: nível de tensão específico;
 Missões curtas.
Bateria SECUNDÁRIA:
 Mais utilizadas;
 Podem ser recarregadas;
 Missões longas.
Baterias ESPECIAIS:
 Vida curta;
 Construção.
 Missão Rosetta;
Li/MnO2: Lítio / Dióxido de Manganês
Zinco/Óxido de Prata
Lítio
NiCd
NiH2
Li-ion
Silver Zinc

4. Bateria Nome
Aplicações
Mísseis
Outros
Veículos
Lançadores
(baterias
primárias)
Satélites Armas
Li-ion (Cobalt) Lithium-ion (Cobalto) x x x x
Li-ion (Nickel) Lithium-ion (Níquel) x x x
Li / SOCl2(primary) Lítio / Cloreto de Tionila x x
Li / SO2 (primary) Lítio / Dióxido de Enxofre x
Li / MnO2 (primary) Lítio / Dióxido de Manganês x x
Ni / H2 (rechargeable) Níquel / Hidrogênio x
Ni / Cd (rechargeable) Níquel / Cádimo x x
AgO / Zn (rechargeable) Óxido de Prata / Zinco
AgO / Al (primary) Óxido de Prata / Alumínio
AgO / Zn (primary) Óxido de Prata / Zinco x x x
AgCI / Mg (primary) Cloreto de Prata / Magnésio x
Fonte: SAFT, 2008

5. O determinante para escolha do tipo de bateria é a MISSÃO.
?
A bateria pode ser considerada um limitante para missão,
por quê?
1.Tem um tempo de vida limitado;
2. Possui massa e volume significativos;
Deve ser especificada de acordo com as características de
end of life do salétite, pois deverá fornecer energia para
carga útil realizar a missão.
Levar em consideração a capacidade de carga elétrica,
recarga, profundidade de descarga, tempo de vida,
temperatura e massa.

6. Década de 50 – Início
da Corrida Espacial
Até 1980 – As
baterias mais
utilizadas foram
de Níquel –
Cádmio (NiCd)
A partir de 1980
começaram a surgir
baterias que eram
uma opção ao uso de
NiCd, em missões de
mais longa duração,
como por exemplo a
bateria de Níquel-
Hidrogênio.
A partir dos anos 2000
os satélites passaram a
utilizar baterias de
Lítio-íon.

8.  Química Níquel-Cádmio.
 Cada célula Ni-Cd produz ~1,25 V.
 Bateria é formada pela associação
série de células.
 Bastante robusta.
 Relativamente pesada.
 Suporta longa vida em ciclos (~ 4 anos
de vida LEO e ~ 10 anos GEO).

9. Características da XMM (ESA)
 22 células;
 Tensão de Saída: 28 V
 42kg;
 Potência de Saída (Eclipse): 1680W

10.  Cada célula produz ~ 3,6 V.
 Vem substituindo Ni-Cd e Ni-H2 após anos
2000 em várias aplicações.
 Não tão robusta quanto Ni-Cd e Ni-H2.
 Muito mais leve do que Ni-Cd e Ni-H2 (1/3 da
massa para a mesma energia armazenada).
 Tem demonstrado vida em ciclos similar a Ni-
Cd e Ni-H2.

11. ImertSAT(Boeing):
2 baterias Li-ion;
SMART 1
 4,1 V
 5 células;
 7,75 kg;
 130Ah;

12. Telescópio Hubble
 6 baterias;
 22 células;
 93 Ah
 ~420 kg

13. NiH2
Li-Ion
IPV CPV SPV
Densidade de Energia
[Wh/kg]
44 51 60 146
Tensão Nominal [V] 1,25 2,5 28 3,6
28 V
22 células de NiH2
8 células de Li-Ion

14. Bateria
Tensão da
Célula [V]
Temperatura de
Operação [°C]
Wh/kg Wh/L Vantagens Limitações
Vida útil
[ciclos]
Chumbo-
ácido
2 -40 @ 55 35 70
Custo Baixo;
opera em baixas
temperaturas;
Ciclo de
vida
pequeno;
retenção de
carga ruim
200 @
700
NiCd 1,2 -40 @ 45 35 100
Longo ciclo de
vida; opera em
baixas
temperaturas
Efeito
memória
300 @
700
Silver-Zinc 1.5 -20 @ 60 105 180
Densidade de
energia alta
Custo
elevado;
ciclo de vida
pequeno
50 @ 100
NiH2 1.4 0 @ 50 64 105
Tolerante a
sobrecarga
Custo
elevado
1500 @
6000
Li-ion 4 -20 @ 50 150 400
Longo ciclo de
vida, alta
energia
específica e
densidade de
energia,
+1000

15. Fonte: Catálogo SAFT,2006

16. Química Wh/Kg
SuperCap 7
Chumbo ácido 20
NiCd 45
NiMH 75
HP Li-ion 115
HE Li-Ion 160
Mais potência e energia para menos massa...

17. 8
DEC-2013
x20
$
+160 milhões
%
+50% em
órbitas GEO
Fonte: << http://www.satellitetoday.com/technology/2013/12/24/saft-li-ion-batteries-launched-on-100th-satellite>>

18. Agradecimento: M Sc. Mario Celso Padovan de Almeida
Torp , Michael; Hansen, Magnus Møberg; Hagedorn, Jon; Fjallheim, Elmar Reinart;
Löfstedt ,Malte Rasmus Østergaard - AAUSAT-II Electrical Power System Preliminary Design
Document Power Subsystem Design
<< http://www.satellitetoday.com/technology/2013/12/24/saft-li-ion-batteries-launched-
on-100th-satellite>>
Jackson, B. - XMM’s Electrical Power Subsystem
Catálogo SAFT: Rechargeable Li-ion battery systems Light energy storage for space
applications
Satellite Battery Technology - A Tutorial And Overview
Apresentação EPS: Electrical Power Systems Thales Alenia Space