輸入內容標題

 

日經技術在線!

機械/製造業資訊化

波音787電池故障,判明原因恐將長期化

2013/02/18 00:00

【日經BP社報導】

美國波音公司的中型客機「波音787」接連發生電池故障,震驚了業界人士。

2013年1月7日,

日本航空公司(JAL)一架停泊在美國波士頓洛根國際機場的787客機

機身後部電氣室裏的鋰離子充電電池模組起火(圖1)。

日航客機發生起火事故(攝影:NTSB)

圖1:日航客機發生起火事故
NTSB從發生起火事故的日航客機中取出的電池模組。右為正常狀態。(攝影:NTSB)

1月16日,全日本航空公司(ANA)一架從山口飛往東京的787客機

因檢測到機身前部的電氣室異常冒煙,在高松機場緊急迫降。

冒煙的原因也是因為鋰離子充電電池模組燒壞。

這兩起事故雖然發生在不同的電氣室,

但出現問題的則是相同型號的鋰離子充電電池模組(圖2)。

圖2:日航客機和全日空客機發生異常的位置不同
787客機有前後兩個電氣室。

其中,日航客機後部電氣室、全日空客機前部電氣室的電池模組出現異常。

(圖由《日經電子》根據波音公司的資料製作)

對此,美國國家運輸安全委員會(NTSB)和日本國土交通省開始展開事故調查,

1月20日進駐電池單元製造商傑士湯淺實施調查。 
發生起火事故的電池單元是傑士湯淺專門面向787客機開發的。

該公司共供貨大小兩種單元,

其中串聯8個大型單元「LVP65」的模組「LVP65-8」出現了異常(表1)。

       傑士湯淺為確保安全性,將充電電壓設定為約4.0V,比通常的充電電壓要低0.2V左右,

而且還配備了對電壓和模組內部的溫度進行監控,

在發生異常時向充電器發送停充信號的功能,以及使各電池單元的電壓均等的平均化電路。

另外,為進一步提高面向飛機用途的安全性,

追加了自我診斷功能、針對過充電等異常模式的獨立雙重保護功能、

在採用電磁接觸器的模組發生異常充電時進行關閉的功能等,

理論上說充分考慮了安全性。

已確認是電池起火

雖然現階段還不能確定事故原因,不過有幾項事實已經明確。

日航客機的電池模組電壓為32V,全日空客機的電池模組為31V,當時兩架飛機均顯示正常。

另外,1月24日發佈中期報告的NTSB表示,對日航客機的電池模組進行調查的結果說明,

電池起火毋庸置疑,發生事故的電池單元有熱失控和內部短路的痕跡。

不過,尚未查明是先出現了熱失控和內部短路,還是先出現某種異常後電池才出現問題的,

估計查明還需要時間。

鋰離子充電電池自身的起火原因包括(1)過充電、(2)內部短路、(3)過熱。

這些原因會導致電池內壓上升,造成單元側面設置的安全閥打開,電解液外漏,

起火的可能性比較高。

其中,

關於(1)過充電,NTSB和日本國土交通省的結論是模組電壓為正常值。

但並不清楚內部各電池單元載入了多大的電壓,

因佈線錯誤和軟體漏洞等造成單元過充電的可能性依然存在。 

關於(2)內部短路,很多電池技術人員一致認為

「在製造流程上是不可能出現這樣的問題」。

因為自從2006年因內部短路導致便攜終端用鋰離子充電電池大規模回收後,

就加強了針對內部短路的試驗方法。

另外,從此次事故後的模組照片等來分析,

電池相關人士均認為「並沒有發生過激烈的反應」、「是比較平穩地燒壞的」。

還有觀點認為,如果是內部短路,

「單元會因為劇烈反應起火燃燒,發生更嚴重的變形也不奇怪」。

還有一點是(3)過熱。

有時會因電氣系統連接部等的設計錯誤等引發異常過熱。

如果發生在電池單元附近就會造成熱失控,可能會導致單元起火。

因此,需要調查模組內部或周邊是否有異常過熱的部分。

此外,還需要對控制方法和軟體漏洞展開調查,

不過787客機的電源系統有很多企業參與製造,探明原因並非容易之事(圖3)。

因為輔助電源單元(APU)的控制器

由美國聯合技術航空航太系統(United Technology Aerospace Systems)製造,

充電器由美國Securaplane Technologies製造,

電池模組由法國泰利斯集團(Thales Group)製造,

電池管理系統由關東航空計器製造,電池單元由傑士湯淺等企業製造。

(記者:狩集 浩志,《日經電子》)

圖3:有很多企業參與其中的電源系統
波音787客機的電源系統由多家企業製造。傑士湯淺負責向泰利斯集團供貨電池單元。

■相關報導

波音787事故匯總:電池冒煙是控制系統故障還是佈線錯誤?
日本國土交通省成立調查組,調查波音787燃油洩漏原因
「波音787」輔助動力裝置的電池起火,美國家運輸安全委員會開始全面調查

■日文原文
相次ぐ787型機の電池事故、原因究明は長期化の恐れ

————————————————————————————————————-

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。