Анализ отказа аккумуляторов Boeing 787 Dreamliner

После менее чем 100 000 часов полета вышли из строя два основных аккумулятора Boeing 787 Dreamliner. Это противоречит оценке Boeing, сделанной в рамках сертификации, о том, что задымление, связанное с новым литий-ионным аккумулятором, должно случаться лишь один раз на 10 миллионов часов полета. Произошло более одного задымления, и один аккумулятор разрушился в результате теплового взрыва с пожаром и извержением электролита, что повлекло за собой повреждение отсека электроники (Рисунок 1). В результате Федеральное управление гражданской авиации (FAA) приземлило весь парк B-787.

Рисунок 1: Повреждение кормового отсека электроники, вызванное горением аккумулятора в Boeing 787. Инцидент произошел после прибытия к выходам на посадку в Бостоне рейсом из Нариты, Япония. Пожар было трудно потушить; дым и пламя не удалось потушить с помощью сухого химического огнетушителя, и пожарные аэропорта использовали жидкий галотрон.

Изображение предоставлено Национальным советом по безопасности на транспорте, Расследование пожара аккумулятора на самолете B-787 авиакомпании Japan Airlines, 7 января 2013 года.

Причины выбора и риски литий-ионных технологий

Boeing выбрал литий-ионный аккумулятор для большей емкости при том же весе. Основной аккумулятор состоит из восьми элементов GS Yuasa LVP10 и обеспечивает примерно вдвое большую плотность энергии по сравнению с традиционным никель-кадмиевым (NiCd) аккумулятором с затопленными ячейками, который используется в других самолетах. Dreamliner требует дополнительной емкости для работы дополнительных электрических систем, включая электрифицированные гидравлические функции. Еще одной причиной выбора литий-ионного аккумулятора являются низкие затраты на обслуживание. Литий-ионный аккумулятор требует меньше планового обслуживания, чем никель-кадмиевый, который нуждается в регулярных полных разрядах для удаления эффекта памяти, регулировки электролита и очистки от коррозии.

Boeing 787 – первый коммерческий самолет, использующий литий-ионный аккумулятор в качестве основного, и с этим связаны определенные риски. Гибридные автомобили перешли на литий-ионный аккумулятор лишь примерно в 2010 году, имея более стабильный химический состав. Когда литий-ионный аккумулятор был выбран в 2005 году, выбор был ограничен, и, как мы знаем сегодня, выбранный оксид лития-кобальта (LiCoC₂) может быть не лучшей технологией для бортовой авиации. Это тот же химический состав, который стал причиной массового отзыва аккумуляторов для компьютеров и мобильных телефонов в 2006 году, когда один из 200 000 элементов вызвал поломку.

Батарейные мониторы

Отслеживай основные показатели аккумуляторов и будь в курсе состояния твоего АКБ

Аккумулятор LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 12В 50Ач

Батарейный монитор Victron BMV-700

Монитор подходит для AGM, GEL, а также литиевых батарей LiFePO4, и измеряет напряжение, ток, потреблённую ёмкость, время до разряда, а также может опционально отображать температуру батареи.

Купить
Аккумулятор LiFePO4 Sacred Sun 12В 50Ач с BMS

Батарейный монитор Victron SmartShunt 500A

Это интеллектуальный шунт с функциями полноценного батарейного монитора, который подключается к вашему смартфону или GX-устройству через встроенный Bluetooth или VE.Direct порт.

Купить
Аккумулятор Sacred Sun SCIFP1250 LiFePO4 12В 50Ач

Батарейный монитор Victron SmartShunt 500A IP65

Улучшенная версия популярного SmartShunt, разработанная для использования во влажных, пыльных или морских условиях, с полной защитой корпуса по стандарту IP65.

Купить

Компьютерная томография, проведенная на неисправной основной батарее B-787, выявила схожую поломку, которая привела к отзыву в 2006 году: поврежденный электрод в одной из восьми литий-ионных батарей, очевидно, вызвал короткое замыкание, которое спровоцировало тепловой пожар с возгоранием. Оксид лития-кобальта (Li-cobalt) известен своей меньшей стабильностью по сравнению с другими литиевыми системами. Для потребительских товаров, требующих оптимального времени работы, Li-cobalt хорошо подходит, но большие форматы имеют дополнительные проблемы. На рисунке 2 показана поврежденная основная батарея самолета.

Рисунок 2: Батарея с рейса JAL
Обугленные остатки неисправной основной батареи B-787 с 8 литий-ионными элементами GS Yuasa LVP10. Схема безопасности на конце разъема батареи не способна остановить тепловой разгон после его начала.

Предоставлено Национальным советом по безопасности на транспорте, Обновленная информация о расследовании пожара аккумулятора на B-787 авиакомпании Japan Airlines, 7 января 2013 года.

Сравнение распространенных литий-ионных систем

Если американским следователям не удастся найти первопричину возгорания аккумуляторов, технологию можно считать недостаточно зрелой для бортовой авиации. Возможными решениями являются использование других литиевых аккумуляторов или возврат к никель-кадмиевым. В таблице 1 приведены характеристики четырех распространенных литий-ионных систем.

Таблица 1: Характеристики четырех наиболее распространенных литий-ионных аккумуляторов
Спецификации Литий-кобальт (LCO) Литий-марганец (LMO) Литий-фосфат (LFP) NMC¹
Напряжение на ячейку 3,60 / 3,70 В 3,80 В 3,30 В 3,60 / 3,70 В
Лимит заряда 4,20 В 4,20 В 3,60 В 4,20 В
Жизненный цикл² 500–1000 500–1000 1000–2000 1000–2000
Рабочая темп. Средняя Средняя Хорошая Хорошая
Удельная энергия 150–190 Вт·ч/кг 100–135 Вт·ч/кг 90–120 Вт·ч/кг 140-180 Вт·ч/кг
Удельная мощность 10°C, импульс 40°C 35°C непрерывно 10°C
Безопасность Менее безопасно Умеренно безопасно Самый безопасный Умеренно безопасно
Тепловой разгон³ 150°C (302°F) 250°C (482°F) 270°C (518°F) 210°C (410°F)

¹ NMC расшифровывается как никель-марганец-кобальт. NMC, NCM, CMN, CNM, MNC и MCN схожи.
² Применение и среда определяют срок службы; цифры не всегда соответствуют действительности.
³ Полностью заряженный аккумулятор повышает температуру теплового разгона, а частичный заряд снижает ее.

Производительность различных литий-ионных систем лучше всего проиллюстрировать с помощью паутинной диаграммы. График демонстрирует удельную энергию (емкость); удельную мощность (ток отдачи); безопасность; производительность (при высоких и низких температурах); срок службы (продолжительность цикла); и стоимость. Значения являются приблизительными и могут меняться.

Оксид лития-кобальта (LiCoO₂)
Литий-кобальт характеризуется высокой удельной энергией, но умеренной безопасностью, сроком службы и удельной мощностью. Литий-кобальт не следует заряжать и разряжать токами, превышающими номинальный ток в А·ч. Принудительная быстрая зарядка или применение нагрузки свыше 1 C может привести к перегреву. Производитель рекомендует ток заряда 0,8 C, и большинство схем защиты аккумуляторов для этого химического состава ограничивают токи заряда и разряда примерно до 1 C (1 A для аккумулятора емкостью 1 А·ч). Аккумулятор состоит из катода из оксида кобальта и графитового углеродного анода. Литий-кобальт — один из первых литий-ионных аккумуляторов, который используется преимущественно для ноутбуков, мобильных телефонов и цифровых камер. На рисунке 2 обобщены характеристики литий-кобальта.

Рисунок 2: Снимок среднестатистической литий-кобальтовой батареи

Один из первых литий-ионных аккумуляторов; предлагает высокую удельную энергию (емкость), но обеспечивает умеренную производительность по удельной мощности, безопасности и сроку службы. Относительно высокое внутреннее сопротивление приводит к нагреву аккумулятора во время высокой нагрузки и быстрой зарядки.

Оксид лития-марганца (LiMn₂O₄)
Оксид лития-марганца в качестве катодного материала образует трехмерную структуру шпинели, что улучшает поток ионов на электродах. Это приводит к низкому внутреннему сопротивлению для хорошей передачи тока и надежной термостабильности. Недостатками являются короткий срок службы и удельная энергия, которая примерно на треть меньше, чем у литий-кобальтового аккумулятора. На рисунке 3 показана паутинная диаграмма типичного литий-марганцевого аккумулятора.

Рисунок 3: Снимок типичного литий-марганцевого аккумулятора

Умеренные по общей производительности; более новые конструкции предлагают улучшения удельной мощности, безопасности и срока службы.

Литий-железо-фосфат (LiFePO₄)
В 1996 году Техасский университет (и другие исследователи) обнаружили фосфат в качестве катодного материала для перезаряжаемых литиевых аккумуляторов. Литий-фосфат предлагает хорошие электрохимические характеристики с низким сопротивлением. Это стало возможным благодаря наноразмерному фосфатному катодному материалу. Ключевыми преимуществами являются превосходная термическая стабильность, устойчивость к злоупотреблениям, высокий номинальный ток и длительный срок службы. С отрицательной стороны, более низкое напряжение 3,30 В/элемент снижает удельную энергию. Хотя ровное напряжение разряда обеспечивает длительную работу с питанием, оно усложняет измерение состояния заряда. Литий-фосфат не является взаимозаменяемым с другими литиевыми системами; более низкое напряжение элемента требует других настроек зарядного устройства. На рисунке 4 обобщены характеристики литий-фосфата. Типичным применением являются электроинструменты, электрические силовые агрегаты и все чаще также большие системы накопления энергии (ESS).

Рисунок 4: Снимок типичного литий-фосфатного аккумулятора

Литий-фосфатные аккумуляторы являются одной из самых надежных
литий-ионных систем с точки зрения безопасности и срока службы, но предлагают умеренную удельную энергию (емкость). Низкое внутреннее сопротивление обеспечивает охлаждение аккумулятора во время высокой нагрузки и быстрой зарядки.

Аккумуляторы LiFePO4

Надежные литий-железо-фосфатные аккумуляторы для солнечных и резервных систем.

Аккумулятор LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 12В 50Ач

LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Ач)

Компактный аккумулятор с встроенным BMS для безопасной работы в солнечных и резервных системах.

Купить
Аккумулятор LiFePO4 Sacred Sun 12В 50Ач с BMS

 LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг

Современная литий-железо-фосфатная батарея (LiFePO4) со встроенным BMS и защитой от перегрузки

Купить
Аккумулятор Sacred Sun SCIFP1250 LiFePO4 12В 50Ач

LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah 

Высококачественный источник энергии с длительным сроком службы, высокой безопасностью и совместимостью с экосистемой Victron Energy

Купить

Оксид лития, никеля, марганца, кобальта (LiNiMnCoO₂)
NMC использует никель, марганец и кобальт в качестве катодного материала. Никель известен своей высокой удельной энергией, но низкой стабильностью, а марганец образует структуру шпинели для низкого внутреннего сопротивления, но предлагает ограниченную удельную энергию. Сочетание металлов приводит к выигрышной формуле, которая обеспечивает удельную энергию, эквивалентную литий-кобальту, с улучшенной безопасностью и увеличенным сроком службы. Рисунок 5 обобщает эти результаты. NMC-аккумуляторы являются относительно новыми и широко используются в электроинструментах, силовых инструментах и электровелосипедах.

Рисунок 5: Снимок NMC

NMC предлагает хорошие общие характеристики с высокой удельной энергией, низким внутренним сопротивлением и умеренной ценой. Это предпочтительный аккумулятор для электрических силовых агрегатов и промышленного применения.

Оксид лития-кобальта (LCO)

⚡️ Энергия: Высокая
🛡️ Безопасность: Умеренная
🔄 Срок службы: Умеренный

Оксид лития-марганца (LMO)

⚡️ Энергия: Умеренная
🛡️ Безопасность: Улучшенная
🔄 Срок службы: Умеренный

Литий-железо-фосфат (LFP)

⚡️ Энергия: Умеренная
🛡️ Безопасность: Очень высокая
🔄 Срок службы: Длительный

Оксид лития, никеля, марганца, кобальта (NMC)

⚡️ Энергия: Высокая
🛡️ Безопасность: Улучшенная
🔄 Срок службы: Длительный

Паутинная диаграмма перечисляет лишь самые основные атрибуты аккумулятора и опускает другие важные характеристики, такие как токсичность, внутреннее сопротивление, время зарядки, принятие заряда при низких температурах, потеря емкости во время хранения, саморазряд и безопасность в случае неправильного использования и старения.

Соображения безопасности для литий-ионных аккумуляторов в авиации

Авиация имеет одни из самых строгих требований, и это создает трудности при внедрении новых химических составов аккумуляторов для бортовых функций. Давайте рассмотрим эти условия подробнее.

Одно нарушение правил безопасности с негативной реакцией в прессе может настроить общественность против существующего самолета. Два инцидента с аккумуляторами на новом самолете намекают на конструктивный недостаток, и Boeing должен осознать, что литий-ионные аккумуляторы, используемые в качестве основных, могут быть не так хорошо изучены, как никель-кадмиевые и свинцово-кислотные системы.

Объясняя отзыв 6 миллионов литий-ионных аккумуляторов в 2006 году, компания Sony заявила, что в редких случаях микроскопические металлические частицы могут контактировать с другими деталями литий-ионного элемента, что приводит к короткому замыканию. Производители аккумуляторов пытаются минимизировать наличие таких частиц, но признают, что избавиться от всей металлической пыли практически невозможно. Элементы со сверхтонкими сепараторами размером всего 20–25 мкм более склонны к примесям, чем старые модели с более низкими показателями емкости в А·ч.

По данным крупного производителя литий-ионных аккумуляторов, полевые сбои случаются случайным образом примерно в одном из каждых 4-5 миллионов аккумуляторных элементов, сходящих с производственной линии. Современные технологии, использующие обычные оксиды металлов, приближаются к своему теоретическому пределу удельной энергии, а производители аккумуляторов совершенствуют методы повышения безопасности и увеличения срока службы. Но проблема остается, поскольку в редких случаях внутри элемента может возникнуть короткое замыкание. Это подозревается в аккумуляторах B-787.

Незначительное короткое замыкание вызывает лишь повышенный саморазряд, а тепловыделение минимально. Однако, если достаточное количество микроскопических металлических частиц сходится в одном месте, со временем между электродами может развиться значительный ток, и эта область нагревается, вызывая дальнейшие повреждения. Неравномерный сепаратор также может спровоцировать выход из строя элемента. Плохая проводимость, вызванная сухим пятном, увеличивает сопротивление, что может создавать локальные тепловые пятна, которые могут ослабить целостность сепаратора. Когда возникает электрическое короткое замыкание, температура быстро достигает 500°C (932°F), что приводит к тепловому взрыву. Сообщается, что неисправный аккумулятор Boeing 787 достиг 260°C (500°F), температуры, которая вызывает тепловой взрыв.

Во время теплового взрыва повышенное тепло от неисправного элемента может распространяться на соседние элементы, что приводит к их термической нестабильности. Похоже, это произошло с аккумулятором Boeing 787. Цепная реакция может возникнуть, когда каждый элемент разрушается по собственному графику. Литий-ионный аккумулятор может разрушиться за несколько секунд или в течение нескольких часов, поскольку каждый элемент расходуется самостоятельно. Для повышения безопасности аккумуляторы должны иметь разделители, чтобы защитить неисправный элемент от распространения на соседний. (Tesla Roadster, использующий литий-кобальт, содержит каждый элемент в собственном металлическом отсеке.)

BMS для литиевых АКБ

Защищает батареи от перезаряда, глубокого разряда, перегрева и сверхвысокого тока

Victron VE.Bus BMS V2 – система управления литиевыми аккумуляторами LiFePO4 Smart

Victron VE.Bus BMS V2 – система управления литиевыми аккумуляторами LiFePO4 Smart

Умная система управления батареями LiFePO4 Smart от Victron

Купить
SmallBMS – BMS для LiFePO4 Smart аккумуляторов Victron

SmallBMS – BMS для LiFePO4 Smart аккумуляторов Victron

 Компактная система управления батареями Victron Lithium Smart (LiFePO4), обеспечивающая базовую защиту аккумуляторов от глубокого разряда, чрезмерного заряда и перегрева.

Купить
Smart BMS CL 12/100 – интеллектуальная защита LiFePO4 батарей в 12В системах от Victron Energy

Smart BMS CL 12/100 – интеллектуальная защита LiFePO4 батарей в 12В системах от Victron Energy

Совмещает ограничение тока от генератора, Bluetooth-мониторинг, аварийные выходы и модульное взаимодействие с другими устройствами Victron – всё в одном устройстве!

Купить

Горящий литий-ионный аккумулятор трудно потушить. Заливание водой может быть неэффективным, поэтому требуются специальные химикаты. Если возможно, извлеките горящий аккумулятор из легковоспламеняющихся материалов, поместите его на открытое место и используйте воду для охлаждения окружающего пространства. Это невозможно с горящим аккумулятором самолета, и FAA может потребовать, чтобы литий-ионный аккумулятор мог сгореть в самолете, не причиняя вреда. Для сдерживания теплового события требуется пожаробезопасный и взрывобезопасный корпус аккумулятора, и производители аккумуляторов работают над такими моделями.

Вопрос, который ставится, таков: «Когда следует заменить аккумулятор, чтобы соответствовать обязательным требованиям безопасности?» NiCd-аккумуляторы в авионике выводятся из эксплуатации, когда их емкость падает ниже заданного порога. Низкая емкость также может быть использована для определения конца срока службы стареющего литий-ионного аккумулятора, но возможно, что из соображений безопасности требуется более ранняя замена. Лабораторные стресс-тесты могут не точно показать это, но полевое использование покажет.

По мере того, как расследование пожара аккумулятора продолжается, возникают предположения о неправильном подключении, и это очень маловероятно. Если бы это было правдой, схема защиты защитила бы аккумулятор от возможного перенапряжения и перегрузки.

Еще одним подозрением является неправильная зарядка. Существует подозрение, что литий-ионный аккумулятор после полной зарядки находился в режиме поддерживающей зарядки. Литий-ионный аккумулятор не может поглощать перезаряд, и ток заряда необходимо прекратить после полной зарядки. Непрерывная поддерживающая зарядка (буферный заряд) может вызвать образование металлического лития, что может привести к короткому замыканию. Чтобы уменьшить нагрузку, уровень заряда литий-ионного аккумулятора после полной зарядки должен оставаться немного ниже 100%. Подзарядку можно проводить, когда заряд падает, скажем, до 80-90%.

Когда в ядре аккумулятора возникает неисправность, как это вероятно в случае с двумя неисправными аккумуляторными батареями B-787, периферийные схемы безопасности имеют ограниченный эффект; они защищают аккумулятор только от внешнего воздействия. После перегрева ни зарядное устройство, ни схема защиты не могут остановить событие; только защитный корпус аккумулятора может это сделать.

Срок службы отражает количество циклов и долговечность , что определяется условиями окружающей среды и характером использования. Это включает температуру, глубину разряда и токи нагрузки. Поверхностный разряд лучше полных циклов, а медленная трехчасовая зарядка лучше быстрой, но самое главное – аккумулятор следует держать в прохладе. Старение проявляется главным образом через потерю емкости; емкость является главным показателем состояния большинства аккумуляторов.

Тепло – враг аккумулятора, хранение литий-ионного аккумулятора в полностью заряженном состоянии создает дополнительную нагрузку. Худшее состояние – это хранение полностью заряженного литий-ионного аккумулятора при высокой температуре. В таблице 2 оценивается восстанавливаемая емкость свинцово-кислотных, никелевых и литий-ионных аккумуляторов после одного года хранения при различных температурах.

Зависимость сохранения емкости от температуры и уровня заряда

Температура Свинцово-кислотный
при полном заряде
На никелевой основе
при любом заряде
Литий-ионный
40% заряда
Литий-ионный
100% заряда
0°C 97% 99% 98% 94%
25°C 90% 97% 96% 80%
40°C 62% 95% 85% 65%
60°C 38%
(после 6 мес.)
70% 75% 60%
(после 3 мес.)

Таблица 2: Примерная восстанавливаемая емкость при хранении аккумулятора в течение одного года.
Повышенная температура ускоряет необратимую потерю емкости. Литий-ионный аккумулятор также чувствителен к уровню заряда.

Производительность проявляется в обеспечении мощности во время летней жары и при минусовых температурах. Литий-ионные аккумуляторы работают не так хорошо, как никель-кадмиевые, при низких температурах. Хотя никель-кадмиевые аккумуляторы могут выдерживать медленный заряд при низких температурах, литий-ионные не следует заряжать при температуре ниже нуля. Быстрая зарядка допустима только от 5 до 45°C (от 41 до 113°F). Хотя литий-ионные аккумуляторы, кажется, заряжаются, во время зарядки при низких температурах на аноде может образовываться покрытие металлическим литием. Аккумуляторы, подвергающиеся холодной зарядке, более уязвимы к выходу из строя, если их подвергать вибрации или другим стрессовым условиям. (Некоторые литий-ионные элементы предназначены для зарядки до –10°C (14°F), но с пониженной скоростью.)

Удельная энергия показывает, сколько энергии может хранить аккумулятор. Литий-ионные аккумуляторы могут удерживать больше энергии по весу и размеру, чем никелевые и свинцовые системы, однако литий-ионные аккумуляторы для авиации (и других промышленных применений) оптимизированы для безопасности и долговечности, а не емкости. Это отражается в более низкой удельной энергии, чем у потребительских товаров. Кроме того, B-787 заряжает LVP10 лишь до 4,025 В/элемент вместо традиционных 4,20 В. Это продлевает срок службы аккумулятора, но уменьшает емкость с указанных 100% до примерно 75%. Литий-ионные аккумуляторы в спутниках и электрических силовых агрегатах используют аналогичные методы, избегая полных зарядов и ограничивая глубокие разряды.

Литий-ионные аккумуляторы не требуют циклов глубокого разряда для обратного отображения памяти, как никель-кадмиевые; однако периодический глубокий разряд рекомендуется как цикл обучения для калибровки системы управления аккумулятором (BMS). Известно, что BMS со временем теряет точность.

Удельная мощность демонстрирует способность выдавать ток для электрической нагрузки. Согласно таблице 1, литий-кобальтовый аккумулятор, выбранный для B-787, выдерживает лишь 1 C, тогда как литий-марганцевый и NMC могут выдавать токи разряда 10 C, а литий-фосфатный – 35 C; в 10 и 35 раз выше, чем их номинальная емкость в Ач. Благодаря низкому внутреннему сопротивлению эти системы работают холоднее, чем литий-кобальтовые.

Стоимость производства литий-ионных аккумуляторов выше , чем никель-кадмиевых; самым экономичным аккумулятором является свинцово-кислотный. Стоимость материалов не является единственной причиной более высокой стоимости; сложные процедуры сборки повышают цену. Рынок аккумуляторов предсказывал снижение цен на литий-ионные аккумуляторы, но этого еще не произошло. Схема защиты, необходимая для всех литий-ионных аккумуляторов для обеспечения безопасности и долговечности, еще больше увеличивает стоимость.

Заключение

Boeing выбрал литий-ионный аккумулятор, поскольку он соответствует требованиям по производительности и конструкции 787, обеспечивая дополнительные электрические функции при меньшем весе. «Ничто из того, что мы узнали во время проектирования 787 или с тех пор, не заставило нас изменить нашу фундаментальную оценку технологии», – сказал представитель компании. Но поскольку 787 приземлены по всему миру, Boeing пытается понять, почему его многочисленные системы безопасности не смогли предотвратить повреждение аккумулятора.

Учитывая, что аккумулятор служит лишь системой запуска и резервного питания, которой можно пренебречь, когда на работающем самолете становятся доступными другие источники питания, производитель самолетов может придавать большее значение силовой установке, чем аккумулятору, но неконтролируемое возгорание аккумулятора является проблемой. Здесь литий-ионный имеет недостаток по сравнению с традиционными никель-кадмиевыми аккумуляторами. Все аккумуляторы склонны к выходу из строя, и также сообщалось об инциденте, когда автоматический выключатель аккумулятора Boeing 777 пришлось отключить из-за перегрева никель-кадмиевого аккумулятора. В начале 1970-х годов Национальный совет по безопасности на транспорте сообщал о нескольких инцидентах с аккумуляторами в год, связанных с тогда еще новым никель-кадмиевым аккумулятором, но ни один из них не привел к жертвам. В конце концов, модернизация сделала никель-кадмиевые аккумуляторы безопасными, и они стали стандартом для авиалайнеров.

Когда компания Thales, производитель электрической системы, в 2005 году выбрала литий-кобальтовый аккумулятор для B-787, они выбрали доступную систему с высокой емкостью. Тем временем были разработаны более стабильные химические составы, и было бы целесообразно, если бы Boeing рассмотрел одну из этих технологий перед выпуском самолета. В то время как литий-марганец, литий-фосфат и NMC могут выдерживать внутренний нагрев до 200°C (392°F) и выше, литий-кобальт становится нестабильным при 150°C (302°F).

Также пожар 2006 года в компании Securaplane, производителе бортовых зарядных устройств для B-787, не помешал использованию выбранной системы аккумуляторов. Литий-ионный аккумулятор взорвался во время испытаний и сжег административное здание дотла. Securaplane, подразделение британской Meggitt Plc., заявил, что они «внесут свой вклад в процесс расследования», проводимый Национальным советом по безопасности на транспорте США и FAA, но установил, что пожар аккумулятора касался прототипов, которые не были установлены на самолетах Boeing 787. Эту обеспокоенность усиливает тот факт, что литий-ионный аккумулятор также уничтожил самолет Cessna Citation на земле в 2011 году. Cessna сейчас очень осторожна.

Существует вариант вернуться к никель-кадмиевым аккумуляторам, и широкофюзеляжный дальнемагистральный Airbus 350, который разрабатывает европейский производитель самолетов Airbus, может именно это сделать. Для него понадобится другая система зарядки и модифицированная система управления зданием (BMS). Кроме того, более низкая удельная энергия никель-кадмиевых аккумуляторов удвоит количество и вес аккумуляторов, но говорят, что Airbus 350 меньше зависит от электроэнергии, чем Dreamliner.

Литий-ионные аккумуляторы еще не достигли определенного уровня развития, и производителям самолетов целесообразно разрабатывать самолеты, которые будут позволять обновляться до более передовых технологий, когда появятся лучшие аккумуляторы. Сейчас говорят, что модернизация Boeing 787 займет два года. Более гибкие конструкции позволят двигаться в ногу со временем.

Самолеты находятся под давлением на высоте 6000 футов (1830 метров), и разреженный воздух может влиять на литий-ионные аккумуляторы иначе, чем на уровне моря. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы большого формата создают дополнительную механическую нагрузку по сравнению с меньшими. Диагностика аккумуляторов развивается не так быстро, как другие технологии, а скрытые аномалии часто могут оставаться незамеченными, пока не произойдет разборка. Cadex Electronics достигла решающего прогресса в этих областях, но требуются дальнейшие разработки.

Тестирование аккумуляторов является сложным процессом, и ни одно отдельное измерение не может охватить все нарушения. Поскольку врач обучен использовать широкий спектр медицинских инструментов для диагностики заболеваний, то и аккумулятор требует различных технологий для выявления аномалий, которые могут развиться. В то время как разряженный аккумулятор мобильного телефона просто становится неудобством для пользователя, неисправный авиационный аккумулятор может иметь серьезные последствия.

Зарядные устройства Victron Energy

Высококачественные зарядные устройства для долговечной службы и надежной работы

Аккумулятор LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 12В 50Ач

Зарядное устройство Victron Blue Smart IP22 Charger 12/30 (1)

Идеально подходит для использования в мастерских, а также для зарядки аккумуляторов автомобилей, мотоциклов, лодок и кемперов.

Купить
Аккумулятор LiFePO4 Sacred Sun 12В 50Ач с BMS

Зарядное устройство Blue Smart IP65 Charger 12/15

Благодаря классу защиты IP65, устройство устойчиво к пыли и воде, что делает его идеальным для использования в жестких условиях.

Купить
Аккумулятор Sacred Sun SCIFP1250 LiFePO4 12В 50Ач

Зарядное устройство Victron Phoenix Smart IP43 Charger 12/30 (3) 120/240V

Оснащено Bluetooth-интерфейсом для простого настройки и мониторинга через приложение VictronConnect. Высокая эффективность и надежность делают его идеальным решением для коммерческих, промышленных и морских применений.

Купить