Eine Übersicht über Sicherheitsaspekte von Batterien in Flugzeugen mit elektrischer Antriebstechnik

Zusammenfassung Moderne Flugzeugdesigns für „mehr elektrische“ und „voll elektrische“ Flugzeuge verfügen über große Batteriespeicher, die von mehreren Dutzend kWh im städtischen Luftverkehr bis hin zu Hunderten oder Tausenden von kWh in der kommerziellen Luftfahrt reichen. Solche großen Batteriespeicher erfordern eine sorgfältige Berücksichtigung der sicherheitsrelevanten Aspekte, die für die Luftfahrt einzigartig sind. Die relevantesten Sicherheitsbedenken in Bezug auf Batterien können in zwei große Bereiche unterteilt werden: Exotherme Wärmeereignisse (thermische Probleme) und partieller oder vollständiger Verlust der sicherheitskritischen Stromversorgung (funktionale Probleme). Die Degeneration während des Betriebs einer Batterie kann zu Kapazitätsverlust, erhöhtem Innenwiderstand, Leistungsabfall und internen Kurzschlüssen führen, was zu einem Verlust oder einer Verringerung der schubgenerierenden Leistung führt. Wenn Batterien die primäre Quelle für an Bord verfügbare Energie und Strom sind, ist es entscheidend, ihren Gesundheitszustand hinsichtlich Kapazität und Leistungsfähigkeit zu schätzen. Interne Kurzschlüsse und andere Quellen übermäßiger Wärmeentwicklung können zu hohen Temperaturen innerhalb der Zellen eines Batteriespeichers führen, was Sicherheitsbedenken und thermische Ereignisse mit sich bringt. Einer der größten Risikofaktoren für Batterien, die in der Luftfahrt verwendet werden, ist das Potenzial für thermisches Durchgehen, bei dem Temperaturen den Flammpunkt eines der Zellkomponenten erreichen, wodurch mehrere Zellen in eine Kettenreaktion geraten, die zu einem systemweiten Versagen des Batteriespeichers und einem Brandrisiko führen kann. Dieser Artikel überprüft das aktuelle Verständnis der Sicherheitsbedenken im Zusammenhang mit Batterien im Kontext der städtischen und regionalen elektrischen Luftfahrt.