Estudo de Arquitetura e Validação Computacional de Placas de Baterias para EPS de Cubesats

Abstract

O padrão CubeSat de plataformas orbitais ganhou muito destaque nos últimos anos devido a redução significativa de custo e tempo de desenvolvimento dos projetos. No entanto, a utilização de componentes de bancada neste padrão de satélites torna necessário estudos aprofundados com o intuito de aumentar a confiabilidade destas plataformas. Neste contexto, o maior número de falhas críticas após o lançamento de CubeSats está relacionado ao Sistema de Potência Elétrica. Portanto, objetiva-se com este trabalho propor a arquitetura de uma placa de baterias que seja versátil e robusta para integrar um Sistema de Potência Elétrica. Para cumprir este objetivo, foi realizado um levantamento dos requisitos operacionais deste sistema, a seleção criteriosa dos componentes baseada nestes requisitos, e a elaboração de uma arquitetura utilizando estes componentes. Por fim, são apresentadas as simulações de comportamento operacional da arquitetura proposta, que foram realizadas por meio do software LTSpice.

The CubeSat standard of orbital platforms has gained a lot of prominence in recent years due to the significant reduction in cost and project development time. However, the use of components off the shelf in this satellite standard makes it necessary to carry out in-depth studies in order to increase the reliability of these platforms. In this context, the largest number of critical failures after the launch of CubeSats is related to the Electrical Power System. Therefore, the aim of this work is to propose the architecture of a battery board that is versatile and robust for integration into an Electrical Power System. In order to fulfill this objective, a survey of the operational requirements of this system was carried out, the careful selection of components based on these requirements, and the design of an architecture using these components. At the end, simulations of the operational behavior from the proposed architecture are presented, which were built using the LTSpice software.