锂离子蓄电池组

孙佳伟

[摘 要]本文對民用航空领域的新型锂离子蓄电池的应用进行分析。首先简要描述了几种民用航空领域的传统蓄电池和锂离子蓄电池的构成以及优缺点。其次，对传统镍镉蓄电池与新型锂离子蓄电池就各方面因素进行对比。并对锂电池在B787飞机上的应用进行分析。最后得出锂离子蓄电池相较于传统蓄电池的优缺点，对锂离子蓄电池的应用提出建议。

[关键词]锂离子蓄电池，民用航空，电源

中图分类号：TM33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0127-01

1 引言

航空蓄电池是民用飞机不可或缺的电源之一，通常在应急情况下使用，即当飞机的主要电源（发电机）无法供电时。此外，航空蓄电池还作为启动电源来支持飞机主发和辅助发电机的启动等。因此，航空蓄电池在保证飞机飞行安全方面其具有重要的意义。

铅酸电池是最早出现并应用的航空蓄电池类型之一，但是随着科技的发展，该类型电池的缺点逐渐暴露：功率密度较低，自身放电情况严重，低温性能较差等。因此铅酸电池的应用逐步减少。镍镉蓄电池因其相对成熟的技术和较高的安全性，镍镉蓄电池是目前民用航空领域的主流蓄电池。在A320，A330，A380，B737，B747，B777等机型上均有应用。

锂离子蓄电池是新型绿色环保能源。其优点显著，具有优秀的电气特性：高电压、高功率密度等。目前，国际上使用锂离子蓄电池作为飞机蓄电池的机型有：B787，F35等。但因B787于2013年初相继出现的锂离子蓄电池过热失火问题导致飞机停飞整改，也使人们意识到其安全性问题不容小觑。

2 新型锂离子蓄电池与传统蓄电池特性对比

锂离子蓄电池作为潜力巨大的新型蓄电池，现将其与应用最为广泛的传统镍镉蓄电池进行各项特性对比。

2.1 电气特性对比

锂离子蓄电池与镍铬蓄电池的电气特性对比如表1。通过对数据的对比分析，可以看出锂离子蓄电池的额定电压高于镍镉蓄电池，且放电电压范围也大于镍镉蓄电池，但是综合分析不难得出，二者的电气特性均可以满足民用客机的需求。

2.2 功率密度及重量对比

锂离子蓄电池与镍铬蓄电池的功率密度及重量对比如表2。通过对数据的对比分析，可以看出新型锂离子蓄电池的功率密度，即单位重量电池放电时功率输出能力要大于镍镉蓄电池。且锂离子蓄电池相对与传统镍镉电池来说，重量更轻，体积更小。节省空间的同时，在对于民用飞机的相当重要的减重方面具有一定的意义。

2.3 充放电特性及寿命对比

锂离子蓄电池与镍铬蓄电池的充放电特性及寿命对比如表3。通过对数据的对比分析，可以看出锂离子蓄电池的充电时间更短，维护时间间隔更长，寿命更长。但平均故障间隔时间较短。

从数据看出，锂离子蓄电池的充放电特性及寿命优于镍镉蓄电池。

3 结论

根据上述分析，得出结论为如下：

1）锂离子蓄电池在自身重量、体积、功率密度、电气特性、功能性方面优于镍镉电池。

2）锂离子蓄电池的维护间隔长甚至免维护，且寿命短，但平均故障间隔周期短。

3）镍镉电池的安全性优于锂离子蓄电池

4）镍镉电池本体成本低于锂离子蓄电池，但是维护成品高于锂离子蓄电池；降低锂离子蓄电池安全性风险的控制系统会进一步增加采用锂离子蓄电池的系统成本。

5）锂离子蓄电池存在潜在的适航取证风险

如果仅仅侧重考虑到实际工程应用的可行性、安全性及适航工作量，现阶段民用飞机可以继续采用技术相对成熟的镍镉蓄电池作为独立的应急电源。但是若侧重电池更优越的性能、占用更小的空间和配重，且具备设计更复杂的控制器的技术能力及适航工作能力；且考虑到对于环保的意义，可以选用新型“绿色”锂离子蓄电池作为独立的应急电源。值得注意的是，锂离子蓄电池的应用中要充分参考B787的安全事件及其解决措施，以保证蓄电池的安全性。