Strona 1 z 3

Akumulatory litowo-jonowe w samolotach Dreamliner

: czwartek 17 sty 2013, 20:16
autor: RAMA
W sumie wkład używany przez nas wiec wrzucam :)

LINK

Obrazek

"Globalne uziemienie najnowszego dzieła koncernu Boeing wywołały bardzo niepozorne części, akumulatory litowo-jonowe. Decyzja o ich umieszczeniu w dreamlinerach od początku była traktowana jako potencjalnie ryzykowna, bowiem mogą one ulec samozapłonowi, a gdy już to się stanie, bardzo trudno je ugasić.
B787 mają dwa zestawy feralnych akumulatorów. Jeden umieszczony w głównym przedziale elektroniki pod kabiną pilotów, drugi w ogonie samolotu, w podobnym przedziale elektronicznym.
W miniony poniedziałek na pokładzie B787 linii Japan Airlines stojącego na płycie lotniska w Bostonie zapalił się zestaw ogniw w przednim przedziale. Całkowite opanowanie ognia zajęło służbom lotniskowym 40 minut.
W środę jeden z zestawów akumulatorów na pokładzie innego japońskiego B787 też uległ awarii i w kabinie pojawił się dym. Po wylądowaniu stwierdzono, że z jednego z ogniw wylały się chemikalia i zaszła reakcja chemiczna, ale nie było pożaru.
Zapasowe źródło energii
Zadaniem akumulatorów jest przede wszystkim dostarczanie prądu niezbędnego do uruchomienia tak zwanego APU (Auxiliary Power Unit), czyli generatora, który podczas postoju na lotnisku zasila maszynę.
Ponieważ dreamliner ma niezwykle rozbudowaną elektronikę, potrzebuje odpowiednio dużego APU. To wymusza jednocześnie zabudowanie analogicznie dużych ogniw, aby te były w stanie uruchomić duży generator.
Akumulatory mają też zastosowanie w sytuacji awaryjnej w locie. Gdy zawiedzie normalny system generowania prądu, akumulatory muszą podtrzymać działanie niezbędnych systemów elektronicznych, bez których dreamliner nie byłby w stanie wykonać awaryjnego lądowania.
Dreamliner z potrzebami
Ponieważ B787 jest pierwszym całkowicie "elektrycznym" samolotem i ma wielkie zapotrzebowanie na prąd, inżynierowie Boienga musieli w nim umieścić wyjątkowo duże akumulatory. Gdyby miały to być tradycyjnie stosowane w lotnictwie ogniwa niklowo-kadmowe (NiCd) musiałby być ciężkie i zająć dużo miejsca.

Boeing zdecydował się więc wykorzystać akumulatory nowej generacji, czyli litowo-jonowe, takie jakie praktycznie każdy z nas ma w telefonie komórkowym czy laptopie.
Są one znacznie lżejsze i wydajniejsze od tych dotychczas stosowanych. Produkuje je dla Amerykanów japońska firma Yuasa, która zaopatruje też w swoje wyroby między innymi Międzynarodową Stację Kosmiczną.
Decyzja Boeinga o użyciu akumulatorów litowo-jonowych wywołała pewne pytania wśród części ekspertów, którzy twierdzili, że ta technologia jest jeszcze nie dość dopracowana i nie należy podejmować ryzyka. Koncern z Seattle uznał jednak, że potencjalne problemy są do przezwyciężenia.
Potencjał do tragedii
Ogniwa litowo-jonowe mają jednak wrodzoną poważną wadę, przez którą przemysł lotniczy i linie lotnicze patrzą na nie "krzywo". Mianowicie w pewnych sytuacjach mają skłonność do samozapłonu i wywołania groźnego pożaru. Ogień podsycany chemikaliami z baterii jest trudny do ugaszenia.

Do samozapłonu może dojść, jeśli akumulator mocno się przegrzeje, dojdzie do jej przebicia lub ma jakąś wbudowaną wadę. Są to niezwykle rzadkie przypadki, ale czasem mają miejsce.
Linie lotnicze patrzą niechętnym okiem na ogniwa litowo-jonowe, bowiem prawdopodobnie ich samozapłon doprowadził do poważnych pożarów i katastrof na pokładzie dwóch samolotów transportowych.
Wstępne dochodzenia wykazały, że z tego powodu rozbił się B747 firmy UPS w Dubaju w 2010 roku i być może B747 firmy Asiana, który wpadł do morza opodal Korei Południowej. Załogi obu maszyn raportowały pożar w ładowni, w której przewoziły duże ilości baterii litowo-jonowych. W reakcji wprowadzono ostrzejsze zasady dotyczące pojemników, w których należy transportować takie ogniwa.
Nieciekawe prognozy
Usterki akumulatorów dreamlinerów bada przede wszystkim amerykańska Narodowa Rada Bezpieczeństwa Transportu, która obecnie dogłębnie analizuje spalone ogniwa wymontowane z B787 Japan Airlines w Bostonie. Kluczowym zadaniem ekspertów jest ustalenie, co właściwie spowodowało samozapłon i opracowanie rozwiązania, które pozwoli uniknąć takiej sytuacji w przyszłości.
Nie wiadomo, ile mogą potrwać analizy, ani ile czasu dreamlinery będą musiały spędzić na ziemi. Jest możliwe, że Federalna Agencja Awiacji (FAA), nakaże Boeingowi przebudowę systemu elektrycznego w B787. Byłoby to bardzo kosztowne i zajęło miesiące.
Autor: Maciej Kucharczyk//kdj / Źródło: tvn24.pl "

: czwartek 17 sty 2013, 21:07
autor: Nightmare
Ja bym im zwrócił z tytułu rękojmi :P Polska zawsze była dziwnym krajem kupującym różny szrot z USA, czasem mam wrażenie że jesteśmy złomowiskiem i poligonem doświadczalnym dla USA. A z wizami to już magia jest ale polskie władze to jedna wielka skorumpowana mafia

: czwartek 17 sty 2013, 23:08
autor: amisiek
Akumulatory litowo jonowe od początku sprawiały problemy w lotnictwie - dlatego wprowadzono limity na maksymalną energię przechowywaną w nich przy przewożeniu w bagażu podręcznym i inne ograniczenia w bagażu rejestrowanym oraz procedury do cargo. Problem jest poważny, bo nie każde ogniwo to wytrzyma.
Należy jednak dodać fakt (tu za forum lotnictwo.net.pl), że goście chcieli odpalić APU z tych akumulatorów na postoju w taki sposób, jak to się robiło w poprzednich benkach. Niestety 788 ma to do siebie, że procedura uruchamiania generatora APU wygląda inaczej i mechanicy na ziemi po prostu wykazali się niewiedzą. Tak przynajmniej twierdzą ci, którzy mają większą wiedzę ode mnie. Polskie 788 mają już poprawione kilka spraw w zabezpieczeniu zasilania i wprowadzone odpowiednie modyfikacje. Tak twierdzi user na Forum, który powinien mieć o tym pojęcie, bo jest zawodowym pilotem z licencją ATPL.

Co do wiz, to powiem Ci, że akurat jazda do USA z wizą B1/B2 sprawiała mi mniej problemów niż mojemu koledze z Niemiec, który jechał bez wizy, ale po rejestracji w ESTA. Nie wiem dlaczego, ale ludzi z ESTA o wiele bardziej maglują na granicy. Ja NIGDY nie miałem żadnych kłopotów, a w ubiegłym roku byłem 4 razy, w ubiegłym więcej. Urzędnik na granicy pytał się tylko o cel pobytu i kiedy wracam. I raczej nie jest to kwestia gęby, bo moja wygląda na bardziej "zakazaną" ;) Może to kwestia tego, że nie jestem zestresowany. Nie boję się, bo czego mam się bać?
Z uzyskaniem wizy też nie miałem problemów, poszedłem na spotkanie z konsulem, pokazałem dokument zaproszenia, powiedziałem po co chcę się udać i dostałem wizę na dłuższy czas.

: piątek 18 sty 2013, 00:57
autor: joon
Dziwne, auto elektryczne typu roadster tesli nie ma tego problemu, czyżby znowu doniesienia z onetu w których piszą że uruchomianie auta za pomocą drugiego i kabli rozruchowych obu uszkodzi?

: piątek 18 sty 2013, 03:01
autor: lucky
Jakie temperatury wytrzymują typowe akumulatorki litowo-jonowe?

: piątek 18 sty 2013, 22:22
autor: amisiek
To zależy od konstrukcji. Mam garść ciekawych informacji. W załączniku jest whitepaper akumulatorów firmy GS Yuasa stosowanych w benku 788. Krótka odpowiedź - dla modułów z Dreamlinera jest to -18 do +65 stopni Celsiusza. Użyte celki LVP65 mają deklarowaną pojemność 65Ah na sztukę przy napięciu 3,7V (jak zwykle).
Jeśli ktoś jest zainteresowany, mogę wrzucić jeszcze dokument opisujący bardzo dokładnie konstrukcję i ryzyko związane z akumulatorami litowo-jonowymi. Wrzucę wtedy do bazy wiedzy.

: piątek 18 sty 2013, 22:40
autor: ptja
amisiek pisze:Jeśli ktoś jest zainteresowany, mogę wrzucić jeszcze dokument opisujący bardzo dokładnie konstrukcję i ryzyko związane z akumulatorami litowo-jonowymi. Wrzucę wtedy do bazy wiedzy.
pewnie, dawaj!

: piątek 18 sty 2013, 22:42
autor: lucky
amisiek, a takie do naszych latarek np. Panasonici, Sanyo?

: piątek 18 sty 2013, 23:32
autor: amisiek
Zakres temperatur to przeciętnie 0-60 stopni. Przynajmniej tyle znalazłem na szybko.
A więcej dokumentacji jest tu
http://www.swiatelka.pl/viewtopic.php?p=103279#103279

Analiza czynników ryzyka Li-Ion jest tu
http://www.swiatelka.pl/viewtopic.php?t=9776
Załącznik dość konkretny, >4MB PDF po angielsku, ale warto przeczytać.

: sobota 19 sty 2013, 01:32
autor: lucky
amisiek pisze:Zakres temperatur to przeciętnie 0-60 stopni.
Pewnie jest tu jakaś rezerwa bo jak nie to co np. gdy zabezpieczenie w latarce jest ustawione na 65st. Tak jest chyba w latarce na 3x18650, którą midi robił dla jednego z użytkowników. Czy to się nie zaczyna robić niebezpieczne?

Powiedzmy, że trzymając w ręku nie ma problemu bo zanim ta temperatura zostanie osiągnięta to zmienimy tryb na niższy lub wyłączymy latarkę bo nas zacznie parzyć ale jak np. latarkę z zabezpieczeniem ustawioym na 65st. lub więcj zostawimy włączoną to nie ma ryzyka, że akumulatorek wybuchnie?

: sobota 19 sty 2013, 10:04
autor: wikrap1
Ale to jest pomiar temperatury na diodzie lub w każdym razie w głowicy latarki. Akumulatorki są zwykle chłodniejsze.

Przytoczę tu zdjęcie latarki Grega z zabezpieczeniem termo czy bez - widać różnicę temperatur korpusu w poszczególnych częściach.
Obrazek

Widać, że różnica wynosi prawie 5 stopni. Nie wiem o której latarce midiego konkretnie mówisz, ale myślę, że nawet tych 60 stopni ogniwa nie osiągają, a pewnie jest też zapas. To tak jak z datą ważności. Czemu na suchych ciastkach jest data ważności chyba 2 lata, skoro za 10 lat też zwykle da się zjeść? ;)

: sobota 19 sty 2013, 18:49
autor: lucky
wikrap1 pisze:Widać, że różnica wynosi prawie 5 stopni. Nie wiem o której latarce midiego konkretnie mówisz, ale myślę, że nawet tych 60 stopni ogniwa nie osiągają, a pewnie jest też zapas. To tak jak z datą ważności.
To był tylko przykład ale jak już podałeś obrazek to czy jedno z ogniw w latarce której obrazek wstawiłeś nie jest w miejscu gdzie są temp. ~70, 65st.?

Na ile stabilne są takie akumulatorki. Czy jak np. temperatura pracy to 0-60 to są to wartości całkowicie bezpieczne czy np. jak przez długi czas pracuje blisko górnej granicy to może w końcu osłabnąć i paść przy niższej temp.?

Akumulatory litowo-jonowe w samolotach Dreamliner

: sobota 26 sty 2013, 00:30
autor: andrzej_w_k
Witam wszystkich w akumulatorkach Panasonic Li-Ion NNP typu 18650 wstawiana jest warstwa HRL (Heat Resistance Layer ) a testy są od -10°C do +60°C dodaję pdf w załącziku.
Ps.Często wykorzystuję 18650 do budowy i modernizacji latarek ale jeszcze nigdy mi się akumulatorki nawet nie zrobiły ciepłe :wink: nie wiedziałem że to takie coś z funkcją "samozapłonu" :o
Ps2.Ile cell jest w akumulatorze 787 firelinera lub buglinera?

: sobota 26 sty 2013, 08:46
autor: wikrap1
lucky pisze:zy jedno z ogniw w latarce której obrazek wstawiłeś nie jest w miejscu gdzie są temp. ~70, 65st.?
Tak, Punkt pomiarowy 70.1 *C to początek ogniwa. Jest tam jedno. Ale do tego jeszcze samo ogniwo jest w metalowej obudowie, więc jego wnętrze rozgrzewa się jeszcze równomierniej. Myślę, że to 0-60 stopni to wartości całkowicie bezpieczne dla ciągłej pracy dla zapewnienia długiej żywotności, bo im cieplej tym szybciej aku się starzeje. W zastosowaniach latarkowych myślę, że jak będzie 70 stopni na jednym końcu, to żadnych fajerwerków nie zobaczymy. Do zapłonu ogniwo potrzebuje chyba znacznie wyższej temperatury. Z szybkiego googlania nie znalazłem jakiej.

Re: Akumulatory litowo-jonowe w samolotach Dreamliner

: sobota 26 sty 2013, 12:10
autor: amisiek
andrzej_w_k pisze:Ps2.Ile cell jest w akumulatorze 787 firelinera lub buglinera?
Akumulator do APU w 788 zawiera 8 celek GS Yuasa o pojemności 75Ah każda przy napięciu roboczym 3,7V.
Tutaj zdjęcie pochodzące ze wstępnego raportu NTSB:
Obrazek
P.S. W sumie przy tak nowej konstrukcji można było się spodziewać problemów. Patrz Airbus 3xx (tu się sporo działo, historia awarii jest bogata), Boeing 777 (całe mnóstwo awarii), Embraer 1x5 (zwany czasami Embraer E180, bo zawrót o 180stopni zamiast startu), Boeing 737 (słynny problem ze sterem kierunku), że o starszych 747 nie wspomnę.
Wg mnie poprawki inżynierów przy akumulatorach i całej elektronice obok nich załatwią sprawę, ale to trzeba będzie jeszcze przetestować itp, niejedna procedura jest na to.
Ewentualnie zrobią tak, jak ze starszym APU (Honeywell? Nie pamiętam) - gdy było ryzyko rozerwania się turbiny z powodu jakiejś trudnej do wychwycenia awarii, zastosowali bardzo solidną obudowę. Gdyby znaleźli szybki sposób na obudowę, która wszystko wytrzyma i będzie wyposażona w układy gaszenia pożaru, to ryzyko spadnie.