Boeing 787 darf nicht starten wegen Lithium-Ionen Akkus

[hotte1111]

Grade bei WDR5 "Leonardo" klärte eine netter und sachkundiger Reporter zu den Startverboten der großen, neuen Boeing auf.

Hier haben wir nun nochmal den Beweis der Gefährlichkeit selbst von hochkarätigen Fachkräften entwickelter Elektronik. Sicher sind es qualitative 18650er - trotzdem brandgefährlich
(Obwohl die Firma der Zellen mir nicht bekannt ist)

http://www.elektronikpraxis.vogel.d...ermanagement/stromversorgung/articles/391172/

Mit Fotos der Zellen!

 

[Waldschrat]

Uff, scheinbar haben die Maschnen, Crews und Passagiere nochmal Glück gehabt. Wäre wirklich interessant zu erfahren was die Ursache oder die Ursachen waren.


G Waldschrat

 

[light-wolff]

(Obwohl die Firma der Zellen mir nicht bekannt ist)
Flugverbot für Boeing 787 wegen schmorender Akkus
Mit Fotos der Zellen!

GS Yuasa Lithium Power beliefert wohl hauptsächlich "Spezialkunden" (Luftfahrt, Militär) - ich kannte Yuasa bisher auch hauptsächlich als Bleiakkuhersteller.

Die Akkus sind im Flieger sicher enormen Belastungen ausgesetzt, insbesondere Temperatur- und Druckschwankungen, wie es sie bei Bodenanwendungen nicht gibt. Vibrationen gibt's bestimmt auch.
Und dann gehen sie trotz zweier jeweils doppelt vorhandener Überwachungssysteme (also 4-fach!) hoch. Bin gespannt, was bei der Untersuchung herauskommt (falls die Öffentlichkeit das Ergebnis erfährt).

Die Hauptbatterie soll verfärbt gewesen sein und Anzeichen einer Leckage gezeigt haben.

Und am 7. Januar ist sogar eine Batterie explodiert, allerdings am Boden ohne Passagier an Bord.


Nachtrag:
Gemäß dieser Quelle sind in der 787 Lithium-Kobalt-Zellen (LiCoO2) verbaut, also "Standardchemie", keine "sichere" wie LiMn2O4 oder LiFePO4.
Es sollen prismatische LVP 10-65-Zellen sein, keine Rundzellen, 10Ah, sehr niederohmig, mit 5C entladbar.

Artikel auf technologyreview zum Thema.

 

[hotte1111]

GS Yuasa Lithium Power beliefert wohl hauptsächlich "Spezialkunden" (Luftfahrt, Militär) - ich kannte Yuasa bisher auch hauptsächlich als Bleiakkuhersteller.
...

Wenn man den Link anklickt, kommt man sofort auf die Startseite, auf der mit der Boeing und ihren Zellen wird geworben
Sollten die mal schnell entfernen...hehe

 

[BlackFly]

Die Ladegeräte kommen von Securaplane, wundert mich jetzt das die nicht auf die Batterien herstellen da die diese auch im Angebot sind...

Achja, diese Batterie:

ist übrigends die die am 07.01. abgefackelt ist...

 

[meckisteam]

... wundert mich jetzt das die nicht auf die Batterien herstellen da die diese auch im Angebot sind...

Na ja, sowas kommt durch die Tatsache das Lieferanten oftmals durch Ausschreibungen die Verträge bekommen. Man beschreibt möglichst detailiert was man haben will und alle können Angebote abgeben. Die einzige Einschränkung bei der Luftfahrtindustrie ist das man eine Zulassung als Lieferant sowie eine Zulassung der jeweiligen Bauteile benötigt.

Mich wundert ein wenig das diese Probleme jetzt erst auftreten. Denn bei der Erprobung der Vorserienmuster wurden die Flugzeuge wesentlich härter rangenommen als heute im nrmalen Flugbetrieb. Auch der Stromverbrauch dürfte ohne die ganzen Messgeräte an Bord eher niedriger sein.

 

[light-wolff]

Detaillierterer Bericht über den Vorfall mit der JAL-Maschine hier, mit weiteren Bildern.
Anscheinend war Überladung die Ursache für die Überhitzung und das daraus folgende "Venting".
Wieso die 4 Überwachungssysteme ein Überladen nicht verhindern konnten, wundert mich schon.

Die Ladegeräte kommen von Securaplane, wundert mich jetzt das die nicht auf die Batterien herstellen da die diese auch im Angebot sind...

Es ist sogar die Regel, dass der Batteriehersteller die Zellen zukauft und nicht selbst herstellt.

Thales liefert wohl an Boeing das "power conversion system", zu dem Yuasa die Batterien liefert (mit BMS??) und die Meggit-Tochter Securaplane das Ladesystem.

Securaplane hat wohl nur Bleibatterien als Serienprodukt im Angebot.
Lithium-Batterien (nicht -Zellen!) bauen sie anscheinend auch, es sind aber keine Produkte auf der HP zu finden.
Und: da steht, ihre Li-Batterien verwenden Lithium-Eisenphosphat, wg. Sicherheit. Die 787-Akkus sind aber Lithium-Kobalt. Das passt nicht so recht zusammen.
Hier schreiben sie selbst, dass sie den Lader für die 787-Batterien bauen.
Und Hier steht ne weitere Info.

Mod on:
Zitat eines forenexternen Textes entfernt.
Mod off

Mich wundert ein wenig das diese Probleme jetzt erst auftreten. Denn bei der Erprobung der Vorserienmuster wurden die Flugzeuge wesentlich härter rangenommen als heute im nrmalen Flugbetrieb. Auch der Stromverbrauch dürfte ohne die ganzen Messgeräte an Bord eher niedriger sein.

Da gab es wohl auch schon kleinere Probleme mit den Akkus. Ein interessanter Bericht dazu findet sich hier.

Aber jetzt sind halt viel mehr Flieger unterwegs, und non-stop. Da ist die Eintrittswahrscheinlichkeit einfach höher.
Von den Sony-Notebookakkus sind um 2005 auch nur ganz wenige von zig Millionen hochgegangen.

 

[Simon]

Bei Sony war das Problem aber Verunreinigungen in den Zellen, oder?

 

[light-wolff]

Bei Sony war das Problem aber Verunreinigungen in den Zellen, oder?

Ja, Metallpartikel, die bei der Produktion in die Zellen gelangt sind und den Separator "durchstoßen" haben.

Was ich damit sagen wollte: sporadisch auftretende Probleme bemerkt man oft erst dann, wenn große Stückzahlen unterwegs sind.
Wenn eine von 1 Mio Notebookzellen betroffen ist, kann man 10.000 Zellen testen und nichts finden. Dann geht man in Serie, baut 2 Mio Zellen pro Jahr und hat plötzlich ein Problem.

Wenn die Fehlerwahrscheinlichkeit 1 pro 10 Mio Flugkilometer ist, kann man mit 3 Jets 3 Mio Testkilometer fliegen und nichts passiert. Fliegen aber 50 Jets ein Jahr im Liniendienst, werden diese sporadischen Fehler plötzlich ein Problem. Kinderkrankeiten nennt man das.

PS: alle eben genannten Zahlen sind willkürlich.

 

[light-wolff]

Update: Überspannung soll es nun doch nicht gewesen sein.
US-Behörden untersuchen weiter Akku-Probleme; elektroniknet

 

[BlackFly]

Achtung, die Webseiten vertauschen zum Teil die Flugzeuge!

Es gab insgesamt in den letzten 2 Monaten 4 Vorfälle die mit der elektrik in Verbindung gebracht wurden (neben diversen anderen die aber nicht mit der elektrik/Baterie in verbindung zu bringen sind):
04.12.12 UA-1146 (United): Hier gab es elektrische Probleme mit Verdacht auf Überhitzung was sich aber scheinbar als mechanisches Problem herausstellte
08.12.12 A7-BCA (Qatar): Hier gab es Probleme mit einem Generator
07.01.13 JA829J (JAL): Hier brannte die APU Batterie (Batterie für das Hilfstriebwerk im Heck, wird hauptsächlich dafür benutzt um dieses zu starten)
16.01.13 JA804A (ANA): Hier gab es eine Warnmeldung im Cockpit das es zu Problemen mit der Batterie gekommen sei und das Rauch im Elektronikcompartment (in dem die Batterie eingebaut ist) sei, die Crew berichtete ebenfalls von Brandgeruch. Dies führte zu der Notlandung und letztendlich dann zum Flugverbot

Die Bilder der verbrannten Batterie und auch die Untersuchungsergebnisse (Flugschreiber und Röntgenaufnahmen) stammen von dem Fall mit der brennenden Batterie am 07.01.13, nicht wie in dem einen oder anderen Bericht geschrieben wird von dem letzten Fall

 

[BlackFly]

Es gibt wieder neues von der NTSB (die US Flugunfallbehörde) zu berichten:

An der JA804A der ANA enstand kein Feuer aber Rauch an der Hauptbatterie. Die 787 hat 2 identische Batterien, eine für die APU die andere als Hauptbatterie. Die APU Batterie ist vollkommen intakt gewesen, die Hauptbatterie sah aber nicht viel anders aus als die APU Batterie der JA829J (JAL) wobei es bei der JAL zu einem "rihtigen" Feuer gekommen ist.


In dem Artikel des AV Herald zu dem Zwischenfall gibt es auch weitere Bilder, für diejenigen die dem englisch nicht so mächtig sind:
Die Hauptbatterie der JA804A (ANA) ist links und die APU Batterie ist rechts.
Auch sehr schön sichtbar sind die Rauchspuren von dem Elektronik kühlluftauslass

 

[BlackFly]

Die NTSB hat scheinbar erste Ergebnisse:
An der APU Batterie der JA829J (JAL) wurde ein Kurzschluss an einer Elektrode sowie Anzeichen von Feuer gefunden. In meinen Augen keine wirkliche Überraschung damit war zu rechnen, aber nun ist diese Vermutung zumindest offiziell bestätigt.

Ein Bild davon gibt es wieder bei AV Herald

 

[light-wolff]

Die NTSB hat scheinbar erste Ergebnisse:
An der APU Batterie der JA829J (JAL) wurde ein Kurzschluss an einer Elektrode ... gefunden.

Das wäre dieses Foto.
Wenn das stimmt, war es ein interner Zellenschluss. Da hilft keine Schutzschaltung der Welt mehr, das geht dann ab, thermal runaway.
Und das würde bedeuten, dass die Zellen an sich das Problem sind. Das will Boeing ganz bestimmt nicht hören. Weil dann müsste man das Akkukonzept von Grund auf neu durchdenken. Oder andere Zellen nehmen, die eigensicher sind (LiMn oder LiFePO4). Oder das Abrauchen der Batterie mit einkalkulieren und die Umgebung entsprechend absichern.
Auf jeden Fall wäre es nicht damit getan, dass man an den bestehenden Akkus irgendwas nachrüstet oder im BMS nur ein Software-Update macht.

Panasonic hat übrigens gegen die Ausweitung von Fehlstellen in seinen NNP-Akkus (NCR18650x) ein HRL (Heat Resistant Layer) eingebaut.

 

[BlackFly]

Der AV Herald ist eine sehr zuverlässige Quelle, ich habe keinen Grund anzuzweifeln was die schreiben, ich gehe sogar weiter und sage wenn 5 Zeitungen was anderes schreiben glaube ich immernoch dem AV Herald!

Der Thermal runway mit feuerentwicklung ist auch angesprochen worden. Die frage ist aber woher kam der Kurzschluss? Vielleicht ist ja bei der Produktion was falsch gelaufen oder die müssen nur das Design der Batterie etwas verbessern und alles ist wieder gut...

Ein umschwenken auf einen anderen Batterietypen halte ich für sehr schwierig. "Normale" Flugzeuge arbeiten mit 28V, somit würde eine "normale" Batterie wegfallen...
Auch arbeiten "normale" Flugzeuge deutlich weniger mit Strom. Bei der 787 sind verbraucher die bei "normalen" Flugzeugen mit heißer Druckluft betrieben werden ebenfalls mit Strom betrieben und da sind ein paar wirklich wichtig aber gleichzeitig heftige Verbraucher dabei! Normalerweise wird z.B. die Flügelvorderkannte mit heißer Luft beheizt um ein Vereisen zu verhindern, dies passiert bei der 787 mit Strom und muss letztendlich auch im Notfall funktionieren wenn alle Triebwerke aus sind (z.B. wenn Sprit alle ist) und das Flugzeug nur noch ein Segelflugzeug ist. Ich habe kein Lehrgang auf der 787, kann somit nicht mit Sicherheit sagen was da alles an verbrauchern dran ist, aber ich kann sagen das es zulassungsvorschrift ist ein Flugzeug 10 oder 15min steuerbar sein muss wenn z.B. der Sprit alle ist und die gesammte elektrische Versorgung von der Batterie kommt.

Ich denke mal hier wird es zu einem Problem kommen da das Flugzeug für diese Batteriegröße ausgelegt ist und man niht einfach eine nehmen kann mit der doppelten Baugröße damit man die Leistungsdaten erhält

 

[light-wolff]

... Die frage ist aber woher kam der Kurzschluss? Vielleicht ist ja bei der Produktion was falsch gelaufen oder die müssen nur das Design der Batterie etwas verbessern und alles ist wieder gut...

Das war auch das Problem bei den Sony-Notebookakkus: Metallpartikel aus dem Produktionsprozess. Das scheinen sie mittlerweile im Griff zuhaben.
Panasonic hat gegen die Ausweitung solcher Fehlstellen das HRL eingeführt.

Wenn ein Fremdkörper die Ursache war und Yuasa durch zusätzliche QS-Maßnahmen sicherstellen kann, dass das nicht wieder passiert, müsste man am Konzept nicht viel ändern. Der eigentliche Produktionsprozess bleibt gleich, Batterie auch, Requalifizierung vermutlich überflüssig. Rückruf und Austausch aller bisher verbauten Batterien - fertig. Aber auch das wird Wochen bis Monate dauern.

Wenn das Batteriekonzept geändert wird (andere Chemie), kann das nur bedeuten: das Batterievolumen nimmt um 50-100% zu. Und es ist eine Neuentwicklung. Änderungen am Flugzeug wg. Platzbedarf. Das dauert Jahre...

Ich orakle, dass herauskommen wird, dass es ein Fremdkörper im Zellenwickel war, und dass Yuasa selbiges künftig durch erweiterte Kontrollmaßnahmen 100%ig ausschließen kann. Neue produzierte Batterien in die Flieger, fertig.

 

[Megalodon]

Moin,

was ich als erstes mal los werden möchte, ich weiß nicht, welcher Nachrichten-Seite man vertrauen kann und welcher nicht.
Nur wenn in den Nachrichten (Fernsehen, Zeitung) wieder ein Thema behandelt wird, wo ich ziemlich sicher weiß, wie die Sachlage ist, ist meine Erfahrung, dass die Medien die Bevölkerung manipulieren möchten und ihnen eine Meinung vorgeben, und sie die Sachlage nicht richtig darstellen. Aber da dies OT möchte ich darauf nicht weiter eingehen.


Aus diesem Grund bin ich ein wenig skeptisch, was die Berichterstattung zu dem Dreamliner angeht.

Was mir bis jetzt aufgefallen ist:
Auf der Seite zu dem Akku Yuasa LVP65 sieht man ein kleines Bild, wie der Akku aussehen sollte, auf dem Datenblatt, befindet sich nochmal ein größeres Bild von dem Akku und weiter untern sieht man dann, wie der Akku aufgebaut ist, natürlich schematisch.

Aber wenn ich mir dieser Seite anschaue, habe ich den Eindruck, dass dieser Akkus nicht so aussieht, wie auf der Seite von Yuasa, sondern ich habe eher den Eindruck, dass der Akku auf diesem Bild aus einzelnen Zellen (eventuell 18650) besteht.
Wenn man nun nach LVP65 googlet, stoße ich auf dieses Dokument keine Ahnung wie aussagekräftig dies ist, aber auf Seite zwei ist der LVP65 und der LVP10 abgebildet und der Aufbau vom LVP65, wie auf der Seite von dem Akku selbst, soweit so gut.
Wenn man allerdings weiter runter blättert auf Seite 5, kommen dort nochmals zwei Akkus zum Vorschein, die sich ebenfalls LVP65, LVP10 nennen allerdings
ist die genaue Bezeichnung LVP10-7 und LVP65-8
Zudem sehen diese "Kisten" dem Akku vom den obigen Links ähnlicher als der LVP65.

Welcher Akku nun genau im Dreamliner verbaut ist kann ich nicht sagen, und was für Bilder die Medien verwenden weiß ich auch nicht.

Ich lasse nur eine gewisse Skepsis walten.

Megalodon

 

[light-wolff]

Wenn man nun nach LVP65 googlet, stoße ich auf dieses Dokument keine Ahnung wie aussagekräftig dies ist, aber auf Seite zwei ist der LVP65 und der LVP10 abgebildet und der Aufbau vom LVP65, wie auf der Seite von dem Akku selbst, soweit so gut.
Wenn man allerdings weiter runter blättert auf Seite 5, kommen dort nochmals zwei Akkus zum Vorschein, die sich ebenfalls LVP65, LVP10 nennen allerdings
ist die genaue Bezeichnung LVP10-7 und LVP65-8
Zudem sehen diese "Kisten" dem Akku vom den obigen Links ähnlicher als der LVP65.

Man muss unterscheiden zwischen den Zellen und der aus mehreren Zellen zusammengebauten Batterie.

In der 787 scheint die Batterie Yuasa LVP65-8 verbaut zu sein. Siehe hier, Seite 18 unten rechts, Fig. 10 (danke für den Link zu diesem Dokument, hatte ich noch nicht gefunden).
In dieser Batterie sind 8 Zellen von Typ LVP65 verbaut in einer 8S1P-Konfiguration, also 65Ah und maximal 33,6V, geladen wird wohl nur bis 4,0V pro Zelle, also 32V insgesamt. Praktisch leer sind sie bei 8x3,5V=28V.

Was man in der verkokelten Batterie (oben links) als 18650er Einzelzellen ansehen könnte, sind die Schraubanschlüsse der Zellen.
Bei der intakten Batterie (gleiches Bild oben rechts) sieht man ganz gut die 8 Zellen unter der Abdeckung durchscheinen.

 

[Megalodon]

Man muss unterscheiden zwischen den Zellen und der aus mehreren Zellen zusammengebauten Batterie.

In der 787 scheint die Batterie Yuasa LVP65-8 verbaut zu sein. Siehe hier, Seite 18 unten rechts, Fig. 10 (danke für den Link zu diesem Dokument, hatte ich noch nicht gefunden).
In dieser Batterie sind 8 Zellen von Typ LVP65 verbaut in einer 8S1P-Konfiguration, also 65Ah und maximal 33,6V, geladen wird wohl nur bis 4,0V pro Zelle, also 32V insgesamt. Praktisch leer sind sie bei 8x3,5V=28V.

Was man in der verkokelten Batterie (oben links) als 18650er Einzelzellen ansehen könnte, sind die Schraubanschlüsse der Zellen.
Bei der intakten Batterie (gleiches Bild oben rechts) sieht man ganz gut die 8 Zellen unter der Abdeckung durchscheinen.

Naja gut, daran hatte ich nicht gedacht, aber dies erklärt nun einiges, danke für Deine Ausführungen

Megalodon

 

[Wetterleuchte]

GS Yuasa hatte übrigens auch mal einen Versuch mit einem Eneloop-Konkurrenten, ich meine, der hieß "enitime". Nach ziemlich vernichtenden Kritiken sind sie sang- und klanglos vom Markt verschwunden. Bleiakkus bauen die zumindest wohl recht erfolgreich und problemarm. Wäre aber trotzdem nicht gerade meine erste Wahl für Hochleistungsakkus in dem Anwendungs-Bereich. Das waren wahrscheinlich die einzigen, die gesagt haben "klar, machen wir, kein Problem, wir garantieren alles, Tests kosten nur Zeit!"

 

[BlackFly]

Ich bin selber Fluggerätmechaniker (aber nein, an der 787 schraube ich nicht) und kann aus Erfahrung sagen das der AV Herald als eine von ganz wenigen Quellen vertrauenswürdig ist (wenn man fakten will schaut man dort, möchte man Gerüchte "aus stets gut unterrichteten Kreisen" gibts noch andere Anlaufstellen). Die Bilder der einen Batterie stammen von der NTSB und das ist das National Transportation Safety Board und damit das staatliche Organ das für Flugunfalluntersuchungen und sonstige Sicherheitsfragen zuständig ist (und ist auch die Behörde die dafür sorgte das die 787 momentan nicht mehr fliegen darf). Die anderen Bilder stammen von der JTSB und die sind die Japanische Behörde verbleichbar mit der NTSB. Diesen Bildern kannst Du also vertrauen!

Hier der link zur NTSB.gov mit Bildern
Und hier ein bericht der JTSB mit Bildern, text allerdings nur in Japanisch
Offizieller und Vertrauenswürdiger dürfte es nicht mehr gehen

Den Berichterstattungen in Fernsehen und Zeitung würde ich auch weniger trauen, nach meinen Erfahrungen sind diese Berichte von Leuten die sich nicht oder nur minimal mit der Materie auskennen und einfach mal was schreiben...

 

[light-wolff]

Hier der link zur NTSB.gov mit Bildern

Da ist man direkt an der Quelle, danke!
Untersuchungsbericht, Stand 24.01., Fotos der Batterien, Erklärung des Zellenaufbaus.
Die komplette Pressekonferenz, 24.01., danach ist man rundum informiert über den Stand der Ermittlungen.

 

[BlackFly]

Der AV Herald "sammelt" nur die Informationen aus den verschiedenen Quellen (offizielle wie NTSB & JTSB in dem Fall) und zusätzlich hat der noch viele "freiwillige Helfer" auf allen Flughäfen dieser Welt und ich habe noch nie eine Ente dort bekommen.

Wenn ich allerdings gewusst hätte das der link zur offiziellen Seite lieber ist hätte ich das schon vorher gepostet

Die restlichen Medien lesen auf diesen diesen Seiten, verstehen meist nur die hälfte und machen daraus dann einen Artikel oder Bericht...

 

[hotte1111]

Da ist man direkt an der Quelle, danke!
Untersuchungsbericht, Stand 24.01., Fotos der Batterien, Erklärung des Zellenaufbaus.
Die komplette Pressekonferenz, 24.01., danach ist man rundum informiert über den Stand der Ermittlungen.

Hier ist ja alles drin. Super Links!

Auch das Akkupack ist super gezeigt.

 

[Maiger]

Ja, danke für die Links!

Wenn ich mir das Bild von der guten Zelle auf Seite 9 ansehe frage ich mich, was es bringt wenn man die selbe Stelle 6x mit dünnen Drähten abgreift, z.B. der Plus- und Minus-Pol des Packs.

Hat die Einheit überhaupt einen Balancer? Das Querschnittsverhältnis zwischen den Hauptstromschienen und Drähten an den Zwischenpunkten ist ja extrem und ich denke mal, dass der Ladestrom auch nicht so niedrig sein dürfte.

 

[light-wolff]

Wenn ich mir das Bild von der guten Zelle auf Seite 9 ansehe frage ich mich, was es bringt wenn man die selbe Stelle 6x mit dünnen Drähten abgreift, z.B. der Plus- und Minus-Pol des Packs.

Da sind pro Zelle 3 Zellenwickel drin, jeder mit 2 Stromsammelschienen pro Elektrode kontaktiert. Redundanz ist sicher auch ein Thema.

Hat die Einheit überhaupt einen Balancer? Das Querschnittsverhältnis zwischen den Hauptstromschienen und Drähten an den Zwischenpunkten ist ja extrem und ich denke mal, dass der Ladestrom auch nicht so niedrig sein dürfte.

Genau das habe ich mich auch gefragt. Zwischen den Zellen sind jeweils 3 "Messleitungen" (evtl. auch Temperatursensoren?): direkt an jedem beteiligten Zellenpol, und dann nochmal in der Mitte des Verbindungsstücks. Aber mehr als 1-2A wird man darüber nicht balancieren können. Wenn man balanciert. Bei einem 65Ah Akku ziemlich wenig.

Die Zellen werden nur bis 4,0V geladen, maximal 4,025V. Bei LiCoO2 kann man aber eigentlich bis 4,2V gehen, und erst ab 4,3V wird es langsam kritisch. Da ist also sehr viel Reserve nach oben.
Aber die ENTladung erfolgt bis 2,5V lt. Datenblatt. Das kommt mir wenig vor, da ist SEHR wenig Luft nach unten.
Wie wir wissen, können sich bei Tiefentladung Kupferbrücken bilden -> Zellenschluss.
Wenn es kein Produktionsfehler war (Fremdkörper o.ä.), tippe ich eher auf Ziefentladung einzelner Zellen, als Überladung.
Das sollte eigentlich überwacht und unter allen Umständen verhindert werden, ich könnte mir aber vorstellen, dass bei hoher Last der Zellenwickel ungleichmäßig belastet wird, d.h. ein Wickel in Teilen bereits entladen ist, während ein der anderer Teil noch Strom liefert. Quasi eine "Schieflast" innerhalb eines Zellenwickels.

Bin mal gespannt, was uns Chair"man" Hersman als nächstes zu berichten hat.

Update 27.01.2012:
Die "Bostoner" 787 wurde am 20.12.2012 an JAL geliefert und hatte zum Zeitpunkt des Vorfalls (07.01.2013) 169 Flugstunden mit 22 Zyklen. Die Batterie wurde im September 2012 von Yuasa produziert.
Bisher hat man außerhalb der Batterie noch nichts außergewöhnliches gefunden.

 

[sma]

Zwischen den Zellen sind jeweils 3 "Messleitungen" (evtl. auch Temperatursensoren?): direkt an jedem beteiligten Zellenpol, und dann nochmal in der Mitte des Verbindungsstücks. Aber mehr als 1-2A wird man darüber nicht balancieren können. Wenn man balanciert. Bei einem 65Ah Akku ziemlich wenig.

Denkbar, daß wegen Selektion nur dieser geringe Strom erforderlich sein darf und das BatterieMgmt sich andernfalls meldet und sowieso getauscht werden muß?

Die Zellen werden nur bis 4,0V geladen, maximal 4,025V. Bei LiCoO2 kann man aber eigentlich bis 4,2V gehen, und erst ab 4,3V wird es langsam kritisch. Da ist also sehr viel Reserve nach oben.
Aber die ENTladung erfolgt bis 2,5V lt. Datenblatt. Das kommt mir wenig vor

Wären 2.5V als "Abschalt-Spannung" unter Last noch o.k.?
(wäre es hilfreicher als die Leerlaufspannung? und ist's überhaupt denkbar, daß die Angabe so gemeint sein könnte?)

Hat jmd eine Idee, was die lustigen Kringel auf Seite 12 der Präsentation bedeuten könnten? Die Sprecherin sagt nichts dazu. "This right side intentionally left blank"?

 

[light-wolff]

Die restlichen Medien lesen auf diesen diesen Seiten, verstehen meist nur die hälfte und machen daraus dann einen Artikel oder Bericht...

Deswegen gehe ich gern direkt an die Quelle. Besonders wenn sie so angenehm anzusehen und -hören ist wie in diesem Falle

Denkbar, daß wegen Selektion nur dieser geringe Strom erforderlich sein darf und das BatterieMgmt sich andernfalls meldet und sowieso getauscht werden muß?

Denkbar. Aber ein Designziel war ganz sicher hohe Verfügbarkeit und Wartungsarmut. Ist ja nicht ohne, die Batterie zu tauschen. Da ist es eng, das Teil wiegt 30kg, ist fest montiert, muss ab- und angeklemmt werden (was bestimmt nicht so ohne weiteres geht und danach noch einige Checks erfordert). Das Ding soll fliegen und Geld verdienen und nicht andauernd am Boden stehen, weil eine von 8 65Ah-Zellen mal wieder um 1Ah abgedriftet ist.

Wären 2.5V als "Abschalt-Spannung" unter Last noch o.k.? (wäre es hilfreicher als die Leerlaufspannung? und ist's überhaupt denkbar, daß die Angabe so gemeint sein könnte?)

Gute Frage. LiCoO2 werden normalerweise bis 2,75V unter Standardlast (0,2C) entladen. Könnte sein, dass die 2,5V die absolute Untergrenze unabhängig vom Lastfall sind. Ich denke, dass man nur im absoluten Ausnahmefall so weit runter geht, dann opfert man lieber ein paar Prozent Lebensdauer, als dass wichtige Systeme ohne Strom sind. Wenn man wie hier einen LiCoO2 im Interesse der Lebensdauer nur bis 4,00V lädt (also 15-20% Kapazität verschenkt), wird man ihn sicher nicht "zum Ausgleich" regelmäßig auf 2,50V Leerlaufspannung entladen. So dumm ist keiner.
Gefährlich soll es erst unter 2,0V werden (man liest unterschiedliches darüber).

Hat jmd eine Idee, was die lustigen Kringel auf Seite 12 der Präsentation bedeuten könnten? Die Sprecherin sagt nichts dazu. "This right side intentionally left blank"?

Das sollen wohl die Zellenwickel sein. Dazu müsste es aber eine Spirale sein. Den Zellenaufbau erklärt sie ab 7:47 (aber nicht die Kringel). Übrigens ist jeder der 3 Wickel pro Zelle 10m lang, also 30m Wickel pro Zelle.

 

[BlackFly]

Ein Batteriewechsel ist normalerweise in ein paar Minuten erledigt. Wie gesagt, ich schraube selber nicht an der 787, dafür aber an diversen anderen Boeing und Airbus Flugzeugen. Die Batterien haben normalerweise 1 dicken Stecker für den Anschluss und einen kleinen Stecker für die Überwachung und sind dann (je nach Hersteller oder Flugzeugmodell) mit Klammern oder (Flügel)Muttern befestigt.
Je nachdem wie man die Batterie wechselt oder wie das Flugzeug technisch aufgebaut ist muss man danach einmal kurz einen Test machen der aus ein paar mal knöpfchen drücken besteht (dauer max 3 min weil man etwas wartezeit hat da die Batterie etwas entladen werden muss um den (ent-)Ladestrom zu testen) und ggf muss man danach die Uhr einstellen (wenn die Zeit nicht gepuffert ist oder über GPS kommt was eigentlich heute Standart ist).
Insgesammt macht man das also recht locker in 15min und sollte damit kein Argument sein.

Was viel mehr ein Argument ist: Das Gewicht und die Leistung. Die Größe ist denk ich auch eher zweitrangig bei der entwicklung da man eigentlich immer genug Platz im Flugzeug hat (wenn man nicht gerade im General Aviation/Learjet bereich ist, da ist Platz ein Problem). Wenn Airlines allerdings schon ausrechnen lassen was es kostet ein Zuckerpäckchen "unnötig" ein Jahr lang durch die gegend zu fliegen, dann merkt man was für einen Stellenwert das Gewicht hat!

PS: Wenn technische Hintergründe interessieren kann ich ja mal schauen ob ich auf der Arbeit an Wartungsunterlagen herankomme

 

[light-wolff]

Ein Batteriewechsel ist normalerweise in ein paar Minuten erledigt....
Insgesammt macht man das also recht locker in 15min und sollte damit kein Argument sein.

Super Info, danke.

Was viel mehr ein Argument ist: Das Gewicht und die Leistung. Die Größe ist denk ich auch eher zweitrangig bei der entwicklung da man eigentlich immer genug Platz im Flugzeug hat...

Im Untersuchungsbericht auf S. 6 sieht man den Einbauort der APU-Batterie. Das sieht mir in der Tat noch recht luftig aus.

Gewicht (Masse): ca. 30kg pro Batterie, 2 davon an Bord. Wenn man nun doppelte Masse, also 60kg mehr hätte, ist das nicht mal ein Passagier. Fällt das wirklich so "ins Gewicht"? Das ist doch im Sub-Promille-Bereich. Klar, man kann es hochrechnen, aber wären +50kg überhaupt messbar in Bezug auf Treibstoffverbrauch, Steigrate o.ä.?


Eine Frage, die in der Mittagspause aufkam:
Wenn man ein Flugzeug abstellt, wie ist da der "Ruheverbrauch"? Muss das permanent an eine Ladesteckdose gehängt werden, oder kann das mehrere Tage oder gar Wochen ohne Fremdstrom auskommen? APU aus, natürlich.

Und wenn man in einer 787 beide Batterien ausbaut (oder beide mal völlig leer sind), kann man dann mit frischen Batterien einfach neu starten, oder ist das ein schwieriger Prozess?

 

[BlackFly]

Diesen Einbauort würde ich für eine APU Batterie jetzt nicht als typisch bezeichnen, aber es wäre ein typischer Einbauort für die "normale" Flugzeugbatterie. Wie man sehen kann, der Platz bzw die Größe spielt da eher weniger die Rolle

Und ja, auf das Jahr hochgerechnet macht das recht viel aus, die Airlines rechnen auch damit! Ich weiss das die Lufthansa schon Berechnungen angestellt hat was 1 Päckchen Zucker (wieviel das wohl wiegen mag?) aufs Jahr gerechnet für Spritkosten verursacht!
Ein anderes imposantes Beispiel (wobei die Zahlen nur als Grobe Richtwerte zu sehen sind, das ändert sich natürlich mit der Entfernung sowie dem Flugzeugtyp und noch ganz vielen anderen Faktoren): Wenn man auf einem Langstreckenflug am Ende des Fluges 1.000kg Sprit mehr übrig haben möchte muss man 3.000kg mehr tanken, die 2000kg Differenz sind der Mehrverbrauch den man wegen dem erhöhten Gewicht hat!
Ich denke mal auf Steigleistung oder ähnliches hätten ~60kg kaum auswirkungen, wenn man das allerdings in Spritverbrauch aufs Jahr hochrechnet wird schon einiges zusammenkommen (vorallem wenn man den "zinseszins-Gedanken" weiter spinnt, für die 60kg mehr Gewicht braucht man xxkg mehr Sprit und wegen dem xxkg mehr Sprit braucht man nochmal xxkg mehr Sprit wie oben angesprochen).

Bei der Mittagspausenfrage würde ich jetzt mal einen Vergleich zum Auto ziehen. Natürlich braucht ein Flugzeug genauso wie ein Auto auch im geparkten Zustand Strom aus sehr ähnlichen Gründen. Es gibt beim Flugzeug einen sogenannten "HOt Battery Bus", dieser ist immer mit Strom versorgt und an diesem hängen Verbraucher die permanent eine Stromversorgung benötigen. Natürlich sind das nur sehr wenige und sehr kleine Verbraucher wie z.B. Uhren oder auch Einrichtungen für den Notfall, dies sind aber wirklich nur sehr wenige und sehr kleine Verbraucher so das ein laden zwar nötig ist aber nicht permanent und das Flugzeug auch mal für 2 Wochen (oder länger) geparkt sein kann ohne das etwas gemacht werden muss.
Für alles hat der Flugzeughersteller irgendwelche Richtlinien eingerichtet, so auch für das längerfristige Abstellen von Flugzeugen, diese beinhalten z.B. das das Flugzeug immer wieder mal bewegt werden muss (oder einfach nur die Räder gedreht) damit kein Höhenschlag entsteht durch die lange Standzeit und auch der Reifendruck muss aus diesem Grund erhöht werden. Ein Bestandteil dieser "Standzeitkontrollen" ist dann auch in regelmässigen Abständen das einschalten des Stroms (entweder mit der APU oder mit Bodenequipment) um die Batterien zu laden um zu verhindern was ganz vielen Motorradfahrern im Frühling passiert: Das die Batterie leer ist. Auswendig kann ich es jetzt z.B. nur für die MD11 sagen, da muss nach 14 Tagen für min 2h Strom eingeschaltet werden (zwischen Weihnachten und Sylvester saß ich selber mit einem Buch in einem ar***kalten Flugzeug und habe dies gemacht ), bei der 737 bewegt sich der Zeitraum irgendwo zwischen 7 und 14 tagen, da kann ich aber kein genaues Intervall nennen.

Und zu der 787 spezifischen Frage kann ich (erstmal) nichts konkretes sagen. Ich kann aber sagen das bei anderen Flugzeugtypen (Airbus wie Boeing) sagen das es kein Problem darstellt das Flugzeug in Betrieb zu nehmen nachdem es Stromlos gewesen ist. Dies kommt in der Wartung auch gelegentlich vor da bei bestimmten Arbeiten das Flugzeug komplett stromlos sein muss. Je nach Flugzeugtyp müssen danach dann evtl die Uhren gestellt werden (eher nur bei den älteren, die neueren holen sich das über GPS) oder es müssen vor dem Ausbau Sicherungen geöffnet werden die dann danach wieder geschlossen werden müssen (ggf muss dabei eine bestimmte reihenfolge gemäß Herstellervorgaben eingehalten werden). Alles in allem kein Hexenwerk und wird von der Flugzeugwartung auch öfters betrieben. Was ich jetzt aber leider nicht exakt beantworten kann ist der exakte Umfang bei der 787 und ob die aufgrund der "besonderen Batterien" auch "besondere Arbeitsschritte" hat, ich gehe aber mal davon aus das es (wenn überhaupt) nur kleinigkeiten sein werden...

 

[BlackFly]

Ahja, weil ich es gerade gesehen habe: In dem Bericht auf Seite 5 sieht man die verbrannte Batterie an der noch mindestens einer der beiden Stecker drauf sind.

Auf dem Foto sieht man das es tatsächlich dieselben Anschlüsse wie bei jeder anderen Flugzeug Batterie auch sind.
Auf dem linken Bild ist ein Klebeband ähnlich dem Malerkrepp darüber.
Oben ist ein kleiner runder Stecker, dieser ist für die überwachung usw zuständig.
Unten ist dann auf der rechten Batterie noch der verkogelte Stecker und abgeschnittene Kabel zu sehen. Dies ist ein zweipoliger stecker (die Pole haben einen durchmesser von geschätzt 1cm) und darauf ist normalerweise ein Drehrädchen mit dem der Stecker "angeschraubt" wird

 

[light-wolff]

Danke für die ausführliche Antwort zum Ruhestrom

Unten ist dann auf der rechten Batterie noch der verkogelte Stecker und abgeschnittene Kabel zu sehen. Dies ist ein zweipoliger stecker (die Pole haben einen durchmesser von geschätzt 1cm) und darauf ist normalerweise ein Drehrädchen mit dem der Stecker "angeschraubt" wird

Das war der Feuerwehr wohl verständlicherweise "zu heiß", den Stecker ordnungsgemäß abzuschrauben - genau so wie die Batterieabdeckung, die wurde abgerissen oder -gehebelt, sie ist rechts unten im Bild noch zu sehen. Da sind auch 2 Löcher drin, durch die vermutlich die beiden Stecker auch bei geschlossener Abdeckung zugänglich sind.

 

[BlackFly]

Leider habe ich auf der Arbeit keinem Zugriff auf die unterlagen der 787, gerade engem probiert und dabei Hütte hüte hätte ich heute zeit...

 

[Maiger]

Anscheinend gab es schon vor dem Unfall Probleme mit den Akkus.
Hier ein Artikel in der New York Times (Kurzform in Deutsch auch auf aero.de).

In dem Artikel der Seattle Times schreiben sie von 100 bis 150 Batterien die vorher schon bei der 787 getauscht worden sind.

Wenn ich die Artikel lese, komme ich immer mehr zum Schluß, das das Ganze Problem auf Tiefentladungen beruht und nicht auf Überladungen. Der Preis von $ 16.000,-- je Batterie ist auch nicht ohne. Und wenn ich dann noch lese, die Batterien waren tot und konnten nicht wieder geladen werden, dreht sich mir der Magen um. Ich hoffe die haben nicht wirklich versucht, die tiefentladenen Zellen weiter zu verwenden.

 

[light-wolff]

Zwei sehr interessante Links, danke.

Wenn man also beim abgestellten Flugzeug bei "Zündung aus" den Tankdeckel aufmacht, springt die Batterie an, damit die Tankanzeige den Füllvorgang verfolgen kann. Macht man den Deckel nicht wieder richtig zu oder es gibt irgendein Problem, was den Abschluss des Vorgangs verhindert, ist schon nach 1 Stunde die Batterie leer. Na toll.

Wenn ich die Artikel lese, komme ich immer mehr zum Schluß, das das Ganze Problem auf Tiefentladungen beruht und nicht auf Überladungen. ...

Sehe ich auch so. Wie weiter oben geschrieben: nach oben haben sie locker 0,2V Luft pro Zelle, nach unten nichts.

. Und wenn ich dann noch lese, die Batterien waren tot und konnten nicht wieder geladen werden, dreht sich mir der Magen um. Ich hoffe die haben nicht wirklich versucht, die tiefentladenen Zellen weiter zu verwenden.

Tot, weil das BMS das Laden tiefentladener Zellen verhindert. Und das ist gut so (Stichwort Kupferbrücken). Die Batterien müssen dann zum Hersteller eingeschickt werden. Ich verstehe aber nicht, warum das BMS derart tiefe Entladung nicht von vornherein verhindert.

Hier noch ein Artikel zum Thema: EaglePicher bauen ihre Batteriegehäuse so, dass selbst beim thermischen Durchgehen und einer Explosion der Batterie nichts nach außen dringt. Das macht dann höchstens "Pffft" und wird ein Bisschen warm. Siehe Video.
Für die 787 kam dieses Konzept zu spät, da war das Design schon abgeschlossen, man konnte/wollte nichts mehr ändern. Man wollte durch äußere Maßnahmen das Auftreten des Fehlerfalls verhindern. Bei einem Zellenschluss helfen aber kein äußeren Maßnahmen. Da wird man jetzt wohl die Risikoanalyse nochmals überdenken müssen.

Aber wie kann es zu einem "unerklärlich niedrigen Ladezustand" kommen?
Selbstentladung? Durch inneren Kurzschluss wg. Separatordefekt/Produktionsfehler oder Kupferbrücken?

Egal was schlussendlich die Ursache war: ich glaube nicht, dass die 787 innerhalb der nächsten 3 Monate wieder fliegen kann.

 

[bemymonkey]

Wenn man also beim abgestellten Flugzeug bei "Zündung aus" den Tankdeckel aufmacht, springt die Batterie an, damit die Tankanzeige den Füllvorgang verfolgen kann. Macht man den Deckel nicht wieder richtig zu oder es gibt irgendein Problem, was den Abschluss des Vorgangs verhindert, ist schon nach 1 Stunde die Batterie leer. Na toll.

Cool, ich weiß, wie man die 787 reparieren kann!

Flex + Schraubendreher +

http://www.musik-produktiv.de/pic-002106028l/e-teknik-kaltgeraetebuchse-male.jpg

 

[BlackFly]

Wenn man also beim abgestellten Flugzeug bei "Zündung aus" den Tankdeckel aufmacht, springt die Batterie an, damit die Tankanzeige den Füllvorgang verfolgen kann. Macht man den Deckel nicht wieder richtig zu oder es gibt irgendein Problem, was den Abschluss des Vorgangs verhindert, ist schon nach 1 Stunde die Batterie leer. Na toll.

Ich habe ehrlich gesagt die beiden Links noch nicht angeschaut, aber zu dem Sachverhalt kann ich etwas beitragen

Normalerweise wird (jedes Flugzeug das ich kenne) mit Strom von der APU oder externe Stromquelle betankt. Für den Fall das man allerdings mal beides nicht zur verfügung hat gibt es am Tankanschluss einen Schalter um die Stromversorgung auf die Batterie umzuschalten. Dies braucht man z.B. wenn man ohne Crew tanken will oder wenn etwas defekt ist, also muss dieser Schalter auch am "HOt Battery Bus" hängen da sonst wieder jemand im Cockpit auf den batterieschalter drücken müsste. Zusätzlich geht noch ein Licht als Beleuchtung an sobald man die Klappe aufmacht, auch dies ist oftmals am Hot Batterie Bus damit die beleuchtung auch geht wenn die Batterie im Cockpit nicht eingeschaltet ist.
Hier ziehe ich wieder den Vergleich zum Auto bei dem die Innenbeleuchtung auch direkt an der batterie hängt und nicht an der Zündung und damit natürlich auch die Batterie geleert werden kann. Natürlich könnte man nun auch wieder sagen das bei neuen Autos das auch alles überwacht wird und das Licht ausgeschaltet wird bevor die batterie leer ist, dies ist aber bei Flugzeug nicht gewollt da man während dem tanken unbedingt den Strom braucht und wenn man ihn einfach abschalten würde könnten ernsthafte beschädigungen auftreten

 

[BlackFly]

Heute sind übrigens 2 787 der Air India geflogen. Allerdings ohne Passagiere (ein sogenannter "ferry flight" und beide Flugzeuge sind "nach Hause" nach Bombay geholt worden.
Ich gehe davon aus das auch andere Airlines früher oder später diesem Beispiel folgen werden. Von der ANA stand z.B. auch ein Flieger in Frankfurt, spätestens wenn an diesem Flieger größere Arbeiten fällig werden (die oben angesprochenen Standzeitkotrollen oder auch die "nachbesserung/umrüstung") kann es schnell passieren das an dem Standort nicht die entsprechenden möglichkeiten vorhanden sind und das Flugzeug dann "nach Hause" geholt wird (mich wundert ja sowieso das nicht alle Flugzeuge sofort nach Hause geholt worden sind)...

 

[Maiger]

Airbus denkt anscheinend beim neuen A350XWB auch schon über einen Plan-B nach, da das Thema LiIon-Akkus und Passagiermaschinen durch Boeing nun "belastet" ist/wird.

Interessant auch die Airbus-Präsentation bei der Flugsicherheits-Konverenz im März 2012 (PDF-Datei mit 11,5MByte).