波音787電池故障，判明原因恐將長期化

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【日經BP社報導】美國波音公司的中型客機「波音787」接連發生電池故障，震驚了業界人士。2013年1月7日，日本航空公司（JAL）一架停泊在美國波士頓洛根國際機場的787客機機身後部電氣室裏的鋰離子充電電池模組起火（圖1）。


日航客機發生起火事故（攝影：NTSB）


（圖1） NTSB從發生起火事故的日航客機中取出的電池模組。右為正常狀態。（攝影：NTSB）

1月16日，全日本航空公司（ANA）一架從山口飛往東京的787客機因檢測到機身前部的電氣室異常冒煙，在高松機場緊急迫降。冒煙的原因也是因為鋰離子充電電池模組燒壞。這兩起事故雖然發生在不同的電氣室，但出現問題的則是相同型號的鋰離子充電電池模組（圖2）。


（圖2）日航客機和全日空客機發生異常的位置不同
           787客機有前後兩個電氣室。其中，日航客機後部電氣室、全日空客機前部電氣室的電池模組出現異常。（圖由《日經電子》根據波音公司的資料製作）

1月16日，全日本航空公司（ANA）一架從山口飛往東京的787客機因檢測到機身前部的電氣室異常冒煙，在高松機場緊急迫降。冒煙的原因也是因為鋰離子充電電池模組燒壞。這兩起事故雖然發生在不同的電氣室，但出現問題的則是相同型號的鋰離子充電電池模組（圖2）。

對此，美國國家運輸安全委員會（NTSB）和日本國土交通省開始展開事故調查，1月20日進駐電池單元製造商傑士湯淺實施調查。

發生起火事故的電池單元是傑士湯淺專門面向787客機開發的。該公司共供貨大小兩種單元，其中串聯8個大型單元「LVP65」的模組「LVP65-8」出現了異常（表1）。



傑士湯淺為確保安全性，將充電電壓設定為約4.0V，比通常的充電電壓要低0.2V左右，而且還配備了對電壓和模組內部的溫度進行監控，在發生異常時向充電器發送停充信號的功能，以及使各電池單元的電壓均等的平均化電路。另外，為進一步提高面向飛機用途的安全性，追加了自我診斷功能、針對過充電等異常模式的獨立雙重保護功能、在採用電磁接觸器的模組發生異常充電時進行關閉的功能等，理論上說充分考慮了安全性。


已確認是電池起火

雖然現階段還不能確定事故原因，不過有幾項事實已經明確。日航客機的電池模組電壓為32V，全日空客機的電池模組為31V，當時兩架飛機均顯示正常。

另外，1月24日發佈中期報告的NTSB表示，對日航客機的電池模組進行調查的結果說明，電池起火毋庸置疑，發生事故的電池單元有熱失控和內部短路的痕跡。不過，尚未查明是先出現了熱失控和內部短路，還是先出現某種異常後電池才出現問題的，估計查明還需要時間。

鋰離子充電電池自身的起火原因包括（1）過充電、（2）內部短路、（3）過熱。這些原因會導致電池內壓上升，造成單元側面設置的安全閥打開，電解液外漏，起火的可能性比較高。

其中，關於（1）過充電，NTSB和日本國土交通省的結論是模組電壓為正常值。但並不清楚內部各電池單元載入了多大的電壓，因佈線錯誤和軟體漏洞等造成單元過充電的可能性依然存在。

關於（2）內部短路，很多電池技術人員一致認為「在製造流程上是不可能出現這樣的問題」。因為自從2006年因內部短路導致便攜終端用鋰離子充電電池大規模回收後，就加強了針對內部短路的試驗方法。

另外，從此次事故後的模組照片等來分析，電池相關人士均認為「並沒有發生過激烈的反應」、「是比較平穩地燒壞的」。還有觀點認為，如果是內部短路，「單元會因為劇烈反應起火燃燒，發生更嚴重的變形也不奇怪」。

還有一點是（3）過熱。有時會因電氣系統連接部等的設計錯誤等引發異常過熱。如果發生在電池單元附近就會造成熱失控，可能會導致單元起火。因此，需要調查模組內部或周邊是否有異常過熱的部分。

此外，還需要對控制方法和軟體漏洞展開調查，不過787客機的電源系統有很多企業參與製造，探明原因並非容易之事（圖3）。因為輔助電源單元（APU）的控制器由美國聯合技術航空航太系統（United Technology Aerospace Systems）製造，充電器由美國Securaplane Technologies製造，電池模組由法國泰利斯集團（Thales Group）製造，電池管理系統由關東航空計器製造，電池單元由傑士湯淺等企業製造。（記者：狩集 浩志，《日經電子》）


圖3：有很多企業參與其中的電源系統
        波音787客機的電源系統由多家企業製造。傑士湯淺負責向泰利斯集團供貨電池單元。

http://big5.nikkeibp.com.cn/news/mech/64619-20130207.html?ref=ML&limitstart=0

尚未找到原因{:oh:}