CATL 350 Wh/kg aviacijos baterija atlaikė gretimų elementų šiluminio nestabilumo bandymą
Gamintojas teigia vienu metu sužadinęs dviejų gretimų elementų gedimą be šilumos išplitimo, tačiau šis rezultatas dar nėra viso eVTOL orlaivio sertifikatas.
Nuotraukos informacija„Hello Green“ redakcinė iliustracija
CATL rugpjūčio 9 d. paskelbė, kad keleiviniam elektrinio vertikalaus kilimo ir tūpimo orlaiviui kuriama baterijos sistema išlaikė bandymą, per kurį vienu metu buvo sužadintas dviejų gretimų elementų šiluminis nestabilumas. Gamintojo teigimu, 350 Wh/kg savitosios energijos prizminiai elementai neperdavė grandininės reakcijos likusiai sistemai. „CnEVPost“ šį pranešimą iškėlė kaip reikšmingą ženklą elektrinės aviacijos baterijų saugai, tačiau pats techninis rezultatas remiasi CATL paskelbta informacija.
Bandymas buvo kartojamas parenkant skirtingas gedimo vietas, įskaitant elementus baterijos viduryje ir kampe. CATL nurodo, kad elementų bei sistemos gamybą, patikrą ir bandymą stebėjo Kinijos civilinės aviacijos administracijos paskirti atstovai. Tai svarbiau nei vien laboratorinis demonstravimas už uždarų durų, bet viešai nepaskelbta visa bandymo metodika, temperatūrų kreivės, išsiskyrusių dujų duomenys ar nepriklausoma galutinė ataskaita. Todėl rezultatą tikslu vadinti gamintojo paskelbtu inžineriniu etapu, o ne užbaigtu orlaivio tinkamumo skraidyti patvirtinimu.
Bendrovė teigia, kad sistema jau parengta serijinei gamybai ir pirmiausia bus naudojama „AutoFlight“ keleiviniame eVTOL orlaivyje. CATL ir „AutoFlight“ apie bendrą aviacinių baterijų kūrimą paskelbė dar 2024 m., kai susitarė didinti energijos tankį, našumą, saugą bei stabilumą. Dabartinis bandymas rodo tos partnerystės pažangą, tačiau dar neatsako, kokia bus viso baterijos paketo talpa, masė, ciklų skaičius, aušinimo architektūra ar komercinio orlaivio skrydžio nuotolis.
Svarbiausias rezultatas yra ne rekordas, o gedimo izoliavimas
Aviacijoje didesnė savitoji energija leidžia tam pačiam energijos kiekiui skirti mažiau masės ir daugiau naudingojo krovinio. Vis dėlto 350 Wh/kg rodiklis apibūdina atskirą elementą, o ne visą skrydžiui parengtą baterijos sistemą. Pakete dar reikia korpuso, aušinimo, kontaktorių, laidų, jutiklių, valdymo elektronikos, priešgaisrinės izoliacijos ir konstrukcijos, kuri atlaikytų vibraciją bei avarinę apkrovą. Dėl šių dalių sistemos savitoji energija visada bus mažesnė už elemento skaičių.
Šiluminio nestabilumo metu pažeisto elemento temperatūra gali sparčiai kilti, o šiluma, karštos dujos ir degios medžiagos gali sužadinti gretimų elementų gedimą. Elektriniame automobilyje tai pavojinga; ore pasekmės dar griežtesnės, nes orlaivis negali paprasčiausiai sustoti šalikelėje. Todėl gebėjimas lokalizuoti gedimą yra viena svarbiausių apsaugos grandžių. CATL pasirinko vienu metu sužadinti du gretimus elementus, tad bandymas vertina sudėtingesnį scenarijų nei vieno elemento gedimas.
Vis dėlto vienas sėkmingas bandymo tipas neapima viso baterijos gyvenimo. Reikia vertinti pasenusius ir daug ciklų patyrusius elementus, smūgius, vibraciją, slėgio bei temperatūros pokyčius, drėgmę, gamybos nuokrypius ir skirtingas įrengimo vietas orlaivyje. Taip pat svarbu ne vien tai, ar užsidega gretimas elementas, bet kur nukreipiamos dujos, ar išlieka valdymo bei įspėjimo funkcijos ir kiek laiko įgula gali saugiai tęsti skrydį ar nusileisti.
Europos sertifikavimas reikalauja visos sistemos įrodymų
Europos Sąjungos aviacijos saugos agentūros eVTOL atitikties gairėse šiluminės reakcijos neišplitimas nagrinėjamas kaip platesnės orlaivio saugos sistemos dalis. EASA dokumentuose numatyta vertinti blogiausius realistiškus gedimo scenarijus, skirtingas baterijos įrengimo sąlygas ir galimybę po gedimo saugiai tęsti skrydį bei nusileisti. Tai reiškia, kad sėkmingas elementų ar paketo bandymas yra reikalingas įrodymas, bet ne visas sertifikavimo procesas.
CATL pranešime minimas Kinijos civilinės aviacijos administracijos atstovų dalyvavimas savaime nereiškia EASA patvirtinimo. Jeigu bateriją naudojantis keleivinis eVTOL būtų siūlomas Europos rinkai, orlaivio gamintojas turėtų pateikti priimtinus sistemos, jos integravimo, programinės įrangos, aušinimo, apsaugos ir avarinių procedūrų duomenis. Reguliuotojai taip pat vertintų, ar bandymo mėginys atitinka galutinę serijinę konstrukciją ir ar gamyba nuosekliai pakartoja tą patį saugos lygį.
Šis skirtumas apsaugo nuo dviejų kraštutinumų. Nereikėtų nuvertinti bandymo vien todėl, kad tai dar ne tipo sertifikatas: dviejų gretimų elementų gedimo suvaldymas yra konkretus techninis žingsnis. Tačiau taip pat nederėtų gamintojo frazės apie pasirengimą masinei gamybai paversti pažadu, kad keleiviniai skrydžiai gali prasidėti nedelsiant. Tarp baterijos bandymo ir reguliaraus keleivių vežimo lieka orlaivio integracija, sertifikavimas, gamybos priežiūra bei realių skrydžių duomenys.
Ką stebėti toliau Europoje ir Lietuvoje
Aviacinės baterijos verčia vienu metu spręsti didelio energijos tankio, šilumos valdymo ir patikimumo užduotis. Dalis šių sprendimų ilgainiui gali būti pritaikyta automobiliuose ar stacionariuose kaupikliuose, bet toks perkėlimas nėra automatinis. Automobilių rinkai dažnai svarbesnė maža kaina, ilgas ciklų skaičius ir greitas įkrovimas, o aviacijoje didesnę kainą gali pateisinti sutaupyta masė bei sertifikuotas gedimo valdymas.
Europos baterijų ir aviacijos tiekėjams ši kryptis kuria nišas ne tik elementų gamyboje. Reikės terminių barjerų, jutiklių, galios elektronikos, sertifikavimo bandymų, duomenų analizės ir lengvų korpusų. Lietuvos įmonėms realiausios galimybės taip pat gali būti šiose specializuotose grandyse, o ne milžiniškoje elementų gamykloje. Artimiausi patikrinami CATL istorijos etapai bus konkrečios baterijos integravimas į keleivinį „AutoFlight“ prototipą, paskelbti sistemos lygio bandymų duomenys, gamybos apimtis ir pažanga gaunant Kinijos bei, jei bus siekiama Europos rinkos, EASA sertifikatus.
