Abstract
Lithium-ion batteries providing high gravimetric energy density are rapidly replacing Ni-Cd and Ni-H2 in aerospace applications. The main advantage is the weight reduction of the battery system. Weight is a major concern in aerospace applications. Also, lithium-ion offer low thermal dissipation, high energy efficiency, and low cell cost. The Onboard battery module for KSLV-I(Korea Space Launch Vehicle) contains 80 Sony US18650 cells configured as 10 strings in parallel, with each string containing 8 series connected cells. This allows to meet voltage and capacity requirements specified for the mission. In this paper design description and specifications of lithium-ion battery developed are presented. Qualification test flow is also shown to make sure the performance in the predicted space environment. Electrical performance was simulated by dedicated program, and verified with electronic load. Lastly, the capacity was proven on real equipment load assembly.
높은 중량에너지밀도로 배터리 무게를 줄일 수 있는 장점을 갖는 리튬이온 배터리는 중량이 중요한 관심사인 많은 항공우주 응용분야에서 빠른 속도로 Ni-Cd, Ni-H2 등의 기존 배터리를 대체하고 있다. 또한 리튬이온 배터리는 낮은 열 손실 특성과 높은 에너지 효율 그리고 저렴한 셀 단가를 갖는다. 80개의 소니 US18650 리튬이온 셀을 사용한 KSLV-I 탑재배터리 모듈은 셀을 8개씩 직렬로 구성한 후 각 열을 병렬로 10개 연결하여 요구되는 전압과 용량을 공급한다. 본 논문에서는 우주발사체용 리튬이온 배터리의 설계 및 그 특성에 대해 소개하며, 예상되는 우주환경에서 배터리가 신뢰성 있게 동작하는지를 검증하는 환경시험 프로그램 절차를 보였다. 배터리 성능은 전자부하기를 이용한 시뮬레이션 시험을 통해 확인하였고 발사체 2단에 장착하여 각 전장품들과의 연계시험을 통해 검증하였다.
