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Development and Qualification of a Scalable and Modular COTS-based Li-Ion Battery System for Satellites in Low Earth Orbit

Eilenberger, Marius und Gunasekar, Hariharan und Gomez Toro, Daniel und Gentner, Christoph (2022) Development and Qualification of a Scalable and Modular COTS-based Li-Ion Battery System for Satellites in Low Earth Orbit. In: 73rd International Astronautical Congress, IAC 2022. IAC 2022, 2022-09-18 - 2022-09-22, Paris, Frankreich. ISSN 0074-1795.

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Kurzfassung

This paper introduces a commercial-of-the-shelf (COTS) - based lithium ion battery system for satellites in low Earth orbit (LEO). The aspects of modularity and scalability in system design are outlined. Further, a market study of existing battery systems for satellites was analysed to compare the specifications and functionality. The fundamental building block of the presented battery system is a cell module that consists of eight battery cells. By stacking multiple battery modules either the electrical capacity and current capability or the terminal voltage can be adapted to the satellite’s requirements. This modular approach also makes the battery system redundant. The software is also responsible for communication between battery modules and analysis of the state of the battery cells with sensors for temperature, current and voltage of each cell. The COTS battery system is developed to reduce manufacturing price and increase functionality of future satellites. Development and testing of the battery system are supported by the fundamental knowledge of batteries at the DLR’s Institute of Engineering Thermodynamics. The approach of using mostly COTS components including the battery cells influences system architecture, electronic design, software and the qualification process. The battery system has the ability to measure temperature, voltage and current of each battery cell. This allows for further functions like adaptive cell balancing, state of charge and state of health estimation. The goal of a highly functional battery system is to give the operator knowledge of the remaining useful life of the satellite.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/193246/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Development and Qualification of a Scalable and Modular COTS-based Li-Ion Battery System for Satellites in Low Earth Orbit
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Eilenberger, MariusMarius.Eilenberger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gunasekar, HariharanHariharan.Gunasekar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gomez Toro, DanielDaniel.Gomeztoro (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gentner, ChristophChristoph.Gentner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9821-2559NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2022
Erschienen in:73rd International Astronautical Congress, IAC 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISSN:0074-1795
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Battery Management System, Modularity, Scalability, COTS, Satellite Power
Veranstaltungstitel:IAC 2022
Veranstaltungsort:Paris, Frankreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:18 September 2022
Veranstaltungsende:22 September 2022
Veranstalter :IAF
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt GigaStore, R - DeepBat - Tieftemperaturbatterien für Deep Space Missionen: DLR und NASA-JPL, R - Powermanagement
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Energiesystemintegration
Hinterlegt von: Eilenberger, Marius
Hinterlegt am:12 Jan 2023 20:02
Letzte Änderung:31 Okt 2024 10:06

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