2013年1月7日上午10:21,在日本航空公司008號航班的183名乘客和11名機組人員在波士頓洛根國際機場下飛機約一分鐘後,一名清潔人員在波音787-8的後客艙發現了煙霧。
然後,一名機械師打開了停在機場登機口的這架飛機的後部電子裝置艙,看到從787輔助動力裝置(APU)的電池中冒出滾滾濃煙和火焰。他試圖使用滅火器,但火焰沒有熄滅。
消防員於上午10:37到達現場,他們使用熱成像攝像機觀察裝置艙內的煙霧,看到一個壘球大小的光亮。救援人員試圖用哈龍滅火劑撲滅熱源。
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火焰熄滅了,但另一名消防員看到電池仍在散發熱量,並且似乎重新燃起。電池發出嘶嘶聲,洩漏液體並爆裂,導致一名消防員頸部輕微燒傷。
到下午12:19,消防員宣佈事件“受控”,他們在用更多的哈龍滅火劑撲滅APU電池後將其移除。
罪魁禍首是GS Yuasa製造的鋰離子電池,經發現其處於一種稱為熱失控的狀態,在這種狀態下,故障電池單元的熱量會導致自身和周圍的電池單元發生故障,從而產生更多的熱量。
這起事件令人不安,因為波音公司僅僅在18天前才將這架飛機交付給航空公司。在那段時間裡,這架飛機在沒有發生事故的情況下飛行了22個飛行週期。五天後,另一架由全日空航空公司運營的787飛機在日本緊急降落,此前飛行員收到了電池故障警告。
這兩起事件導致美國聯邦航空管理局停飛了整個787機隊,這是該機構自1979年以來首次對一個飛機系列發出這樣的指令。
本月早些時候,美國國家運輸安全委員會發布了關於日本航空公司火災的報告。該機構指責波音公司、GS Yuasa和美國聯邦航空局在787停飛事件中各自的角色存在缺陷。
儘管飛機現在已經過安全改造後重新飛行,但這一事件突顯了圍繞尖端清潔技術,特別是那些儲存大量能量的技術出現的一些新問題。為以後儲存電子對於電動汽車等應用非常重要,而密度更高的電池意味著車輛可以用更輕的重量行駛更遠的距離,這對於注重燃油效率的航空公司來說是一個重要的考慮因素。儲存電力對於平滑風能和太陽能輸出的峰值和谷值也至關重要。
電池,特別是鋰離子電池,在很大程度上正在發揮這一作用。但是,以更大的規模和新的系統這樣做,需要對所帶來的獨特挑戰以及可能出現的成長的煩惱進行額外的審查和培訓。
國家可再生能源實驗室的儲能組經理艾哈邁德·佩薩蘭解釋說:“較小的電池單元具有更快散熱的趨勢。” 隨著更大的電池單元以及更多電池單元被組裝在電池組中,管理熱量變得更加重要。
質量控制問題受到懷疑
去年,全電動特斯拉Model S汽車發生的一連串火災引起了汽車安全專家的擔憂(Greenwire,2013年11月8日)。
然而,佩薩蘭指出,噴氣燃料和汽油比電池能量密度更高,也存在火災風險。在很大程度上,公眾已經默認了這些問題,監管機構也有一套完善的協議來處理碳氫化合物引起的問題(ClimateWire,2011年11月30日)。
在其評估中,NTSB報告批評電池製造商生產存在缺陷。儘管火災摧毀了大部分受損電池單元,但調查人員表示,他們懷疑缺陷是在生產過程中引入的,導致了短路。該報告呼籲GS Yuasa改進質量控制,並在更嚴苛的條件下測試其電池。
NTSB還批評波音公司,因為它假定電池內部的短路不會引起火災或影響其他電池單元。報告指出,這種假設意味著波音公司“沒有納入設計緩解措施來限制可能在這種情況下產生的安全影響”。
該報告指出,美國聯邦航空局沒有要求對電池系統進行熱失控測試,以認證飛機部件。
NTSB對鋰離子電池保持中立態度
報告的範圍針對圍繞787的法規,以瞭解可以改程序序的地方,但NTSB對電池系統持中立態度。NTSB發言人彼得·克努森在一封電子郵件中說:“我們沒有對[鋰離子]儲能系統採取立場;相反,我們對如何認證任何新技術在航空中的應用提出了重點建議。”
波音公司發言人小道格·阿德勒在一封電子郵件中說:“我們同意報告中關於可能原因的調查結果——一個電池單元內的短路導致排氣和單元到單元的蔓延,從而導致電池故障。” “我們仍然對在此事件之後對787電池系統進行的全面改進,以及電池系統的整體效能和飛機的安全性充滿信心。”
截至釋出時,GS Yuasa尚未回應置評請求。
美國聯邦航空局發言人塔米·瓊斯在一封電子郵件中表示,電池火災幫助該機構更好地瞭解了鋰離子電池的危害。“美國聯邦航空局已經實施了NTSB關於修改測試、安全標準和設計的許多建議,作為2013年787重新設計的電池系統認證的一部分,”她寫道。
今年早些時候,美國聯邦航空局也對在飛機上運輸鋰離子電池表示擔憂。測試表明,筆記型電腦和手機等消費級電池如果緊密堆放在一起時發生熱失控,可能會構成爆炸風險。
然而,在一個像航空公司一樣對燃油價格敏感的行業中,工程師們仍在嘗試進一步電氣化飛機執行,例如地面滑行,以減少燃油消耗。一項提議包括在著陸時使用再生制動為電池充電(ClimateWire,2012年8月8日)。因此,飛機制造商仍在尋找更先進的電池,但鋰離子電池仍然具有吸引力。
國家可再生能源實驗室的佩薩蘭說:“鋰離子電池肯定會變得更好。” “就重量、體積和預期壽命而言,目前沒有多少選擇比鋰離子更好。”
經Environment & Energy Publishing, LLC許可,轉載自Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500