VO<sub>2</sub>系PCMを活用した超小型衛星用電源の熱制御および搭載を想定したPCMブロック組成の検討

脇田悠利名; 宮田喜久子; 鶴田佳宏; 山縣雅紀

文献

J-GLOBAL ID：202402279739895530 整理番号：24A0308895

VO₂系PCMを活用した超小型衛星用電源の熱制御および搭載を想定したPCMブロック組成の検討

APPROPRIATE VO₂-BASED PCM BLOCK CONFIGURATIONS FOR THERMAL MANAGEMENT OF ELECTRICAL POWER SURCES IN MICRO/NANOSATELLITES

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資料名：
巻： 44th ページ： ROMBUNNO.B132 発行年： 2023年
JST資料番号： X0031B ISSN： 0911-1743 資料種別：会議録 (C)
記事区分：短報発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

二酸化バナジウム(VO₂)ベースの相変化材料(PCM)を利用したキューブサット電源用の新しい熱制御システムを研究している。この研究の焦点は,軌道上で市販の18650円筒形リチウムイオン電池(LiBs)を安定に動作させるために最適なVO₂ベースのPCMを特定することである。3種類のタングステンドープVO₂(VWO₂)について,その熱物理特性とそれぞれのPCMブロックの温度保持特性を評価した。注目すべきことに,これらのPCMブロックのうち2つは,VWO₂粉末のDSC結果と比較して,真空条件下での冷却/加熱中の相転移温度に大きな相違を示した。さらに,0°C以上で相転移したVWO₂ベースのPCMブロックでも,加熱時に15°C以上の相転移温度の上昇が見られた。軌道上で運用されるキューブサットに搭載される電源の熱環境を考慮すると,本報告書で評価したVWO₂のサンプルはいずれもバッテリーの温度制御に適していないことは明らかである。それにもかかわらず,本研究で得られた知見は,キューブサット電源の温度制御に適したPCM材料の明確な設計ガイドラインを提供した。(翻訳著者抄録)

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宇宙飛行体 , 恒温・昇温装置一般

引用文献 (4件)：

T. Tanaka, Y. Kawamura, T. Tanaka, Development and operations of nano-satellite FITSAT-1 (NIWAKA), Acta Astronaut. 107 (2015) 112-129.
S.V. Martinez, E.M. Filho, L.O. Seman, E.A. Bezerra, V. de P. Nicolau, R.G. Ovejero, V.R.Q. Leithardt, An integrated thermal-electrical model for simulations of battery behavior in cubesats, Appl. Sci. 11 (2021) 1-25.
M.R. Yamagata, Y. Wakita, Y. Tsuruda, K. Miyata, Feasibility study of low-temperature operable electric power supply for CubeSats using passive thermal control with VO₂-based solid-solid phase change material, Therm. Sci. Eng. Prog. 37 (2023) 101601.
脇田悠利名, 鶴田佳宏, 宮田喜久子, 山縣雅紀, 日本機械学会年次大会論文集, 2022, J191-02; DOI: 10.1299/jsmemecj.2022.J191-02.

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