Kann ein vollständig entladener Akku in einem Verkehrsflugzeug wie dem B737 über die Bodenstromversorgung aufgeladen werden?

Wenn Sie versehentlich den Batterieschalter oder etwas, das vom heißen Batteriebus angetrieben wird, über Nacht eingeschaltet lassen, kann sich die Batterie eines Flugzeugs vollständig entladen. Ein normaler Start, bei dem zuerst die Batterie eingeschaltet und dann die externe Stromversorgung angeschlossen wird, wäre nicht mehr möglich.

Ist es möglich, ein externes Netzteil irgendwie an das Flugzeug anzuschließen, damit der entladene Akku wieder aufgeladen wird? Oder müsste die Wartung den Akku austauschen oder anderweitig aufladen?


Details für die Boeing 737 sind unten, aber Antworten für andere Flugzeuge sind willkommen:

Bei der Boeing 737 NG werden die Batterien über eigene Trafo-Gleichrichter-Einheiten geladen:

Batterieladegerät Transformator/Gleichrichter

Der Zweck der Batterieladegeräte besteht darin, die Batterien mit voller elektrischer Leistung wiederherzustellen und zu erhalten. Das Hauptbatterieladegerät wird über den AC-Bodenbus 2 mit Strom versorgt. Das Hilfsbatterieladegerät wird über den AC-Bodenbus 1 mit Strom versorgt.

Boeing 737 Gleichstromverteilung

(Boeing 737 NG FCOMv2 6.20.12 – Elektrik – Systembeschreibung – Gleichstromsystem)

Diese Bodenservice-Busse können unabhängig von den AC-Hauptbussen des Flugzeugs eingeschaltet werden:

Bodendienst

Für die Bodenwartung befindet sich ein Bodenserviceschalter auf dem Bedienfeld des vorderen Begleiters. Der Schalter liefert Bodenstrom direkt zu den AC-Bodendienstbussen für Versorgungssteckdosen, Kabinenbeleuchtung und das Batterieladegerät, ohne alle elektrischen Busse des Flugzeugs mit Strom zu versorgen. Der Bodenserviceschalter ist ein momentaner Druckknopf und wird außer Kraft gesetzt, wenn beide AC-Übertragungsbusse mit Strom versorgt werden.

(Boeing 737 NG FCOMv2 6.20.2 – Elektro – Systembeschreibung – Elektrische Energieerzeugung)

Das klingt so, als könnten die Batterieladegeräte im Bodenservicemodus über Bodenstrom betrieben werden. Mir ist allerdings nicht klar, ob dieser Taster überhaupt ohne Restladung funktionieren würde.

Nasszellen-NiCads, die die meisten Verkehrsflugzeuge verwenden, können beim Laden aus einer Reihe von Gründen wie Überladung, schlechte Verbindungen, niedriger Elektrolyt, übermäßige Umgebungstemperatur, Polaritätsumkehr der Zelle usw. unter „Thermal Runaway“ leiden. Eine hohe Laderate und eine Umgebungstemperatur über 100F während des Ladevorgangs können ein thermisches Durchgehen auslösen. Wenn eine Batterie vollständig entladen ist, muss sie während des Wiederaufladens sorgfältig überwacht werden, um Temperatur und Zellenzustand zu kontrollieren. Es ist viel sicherer, es zu entfernen und zum Aufladen in den speziellen Batterieraum zu bringen. Wenn es also explodiert, verursacht es nur ein Durcheinander im Batterieraum.
Überrascht, dass das nicht von "Sean" ist :)
@Harper-ReinstateMonica Entschuldigung, keine Fußnoten: D
Ich habe jetzt dieses Bild von zwei 737 in meinem Kopf, Nase an Nase geparkt, mit zwei riesigen Überbrückungskabeln dazwischen :)
Fragen Sie nach einer APU (Auxiliary Power Unit)?
@Mast Nein, die APU kann sicher nicht mehr mit leerer Batterie gestartet werden (siehe "TO APU STARTER" im Diagramm oben oder Ralphs Geschichte). Ich frage nach einer GPU (Ground Power Unit), auch externe Stromversorgung genannt.

Antworten (3)

Meine einzige Erfahrung damit war in einer 737-300, bei der das Batterieladegerät ausfiel und die Batterie während des Fluges leer war. Der Battery Bus wurde immer noch von TR3 mit Strom versorgt, aber der Hot Battery Bus starb (interessanterweise kein Szenario, das ich jemals im Simulator gesehen hatte). Wir erreichten das Tor und konnten die APU nicht starten und konnten keine Bodenstromversorgung anschließen. Als wir also beide Triebwerke abstellten, hatten wir sofort „ein blaues Licht“ – dh Bodenstrom ist eingesteckt und verfügbar, aber sonst NICHTS -- dunkles Flugzeug.

Ich weiß nicht mehr, wie lange es danach dauerte, aber schließlich konnten wir den Bodenstrom anschließen, wahrscheinlich zuerst an den Bodendienstbus. Dann würde sich die Batterie bei eingeschaltetem Bodenbus wieder aufladen. Ich kann mich nicht erinnern, ob wir danach irgendetwas über den Bodendienstbus hinaus mit Strom versorgt haben. (Wenn der Akku ausreichend aufgeladen wäre, hätten wir vermutlich zu den normalen Routinen zurückkehren können.)

In der Praxis macht unsere Wartung jedoch genau das, was John K erwähnt hat: Wenn die Batterie leer ist, wird sie ersetzt. Wie viel davon eine Frage dessen ist, was während des Ladevorgangs passiert, und wie viel davon die Sorge um eine Beschädigung des Akkus selbst ist, weiß ich nicht, aber in der Praxis werden sie das Akkuladegerät des Flugzeugs nicht auf die in vorgeschlagene Weise verwenden die Operation. (Das Batterieladegerät bringt es nach Dingen wie dem Starten der APU oder dem Betrieb mit Batteriestrom für die Zeit zwischen dem ersten Einschalten und dem Anschließen der APU oder des Bodenstroms wieder auf volle Ladung - aber das ist noch lange nicht vollständig erschöpft. )

Ich habe in der USAF an NICAD-Flugzeugbatterien gearbeitet. Batterien bestehen aus mehreren Zellen. Wenn sich die Batterie entlädt und sich 0 Volt nähert, können eine oder mehrere der Zellen ihr Potenzial tatsächlich umkehren. Wenn es umgekehrt ist, kann es nicht einfach wieder aufgeladen werden. Wir würden eine Last anlegen, um die Zellen zu entladen, die jede überwachen, und wenn sie nahe Null Volt erreicht, wird sie kurzgeschlossen. Sobald alle Zellen kurzgeschlossen und abgekühlt waren, wurden die Kurzschlüsse entfernt und die Batterie aufgeladen, wobei die Spannung jeder Zelle sorgfältig überwacht wurde. Irgendwann ließ sich eine entladene Zelle nicht wieder aufladen und wurde ersetzt.

Du fragst "wäre es möglich".
Die Antwort ist mit Sicherheit ja.
"Ist es fertig?" ist eine andere Sache.

John DeVries merkt an, dass " ... das externe Leistungsschütz zum Schließen Batteriestrom benötigt. Batterie leer, kein Erdstrom."
Ich stelle unten fest, dass dies eine bewusste Designentscheidung ist – dh die getroffene Entscheidung ist, dass das Flugzeug nicht von einer externen Quelle mit Strom versorgt werden kann, wenn die Batterie „leer“ ist. Technisch ist es möglich.


Ich kann dies von einer "wie es mit ziemlicher Sicherheit entworfen wird"-Basis beantworten.
Beachten Sie, dass dies für die von Ihnen beschriebene Situation gilt - mit dem Flugzeug am Boden, mit (vermutlich) nicht laufenden Triebwerken und ohne Aufladen der Batterie aus externen Quellen. Wie Harper ... feststellt, kann die Entscheidung, wenn diese Situation während des Fluges eintritt, darin bestehen, das Risiko einer Beschädigung oder Zerstörung der Batterie einzugehen, wenn dies die Wahrscheinlichkeit erhöht, das Flugzeug nicht zu zerstören.

Der Block mit der Bezeichnung „BAT“ in Ihrem Diagramm ist nicht nur eine Batterie, sondern ein Batteriesubsystem mit eigenen Schutz- und Verwaltungsfunktionen.

Ich bin Elektronikdesigner.
Ich würde mit ziemlicher Sicherheit erwarten, dass Boeing (und jede Fluggesellschaft) das tun würde, was jeder kompetente Designer tun würde, und

  • Stellen Sie absolut sicher, dass Sie ein Design verwenden, das die Batterie automatisch trennt, wenn eine sichere Mindestspannung erreicht wird, damit die Batterie in keiner Weise durch „Leerlauf“ beschädigt wird. Ein solches System wäre vollständig nicht in der Lage, durch irgendeine manuelle oder beabsichtigte automatisierte Aktion umgangen zu werden. Nur ein Fehlerzustand innerhalb des Batteriesubsystems (in Ihrem Diagramm mit "BAT" gekennzeichnet) würde etwas anderes zulassen. Ein solcher Fehler ist so schwerwiegend, dass er separat geschützt würde und jede Bedingung, die ihn verursachen wollte, sowohl verhindert als auch gemeldet würde.

  • Sorgen Sie dafür, dass die Batterie in einem solchen Zustand ist, dass sie, wenn sie jemals an Ort und Stelle durch externe Stromversorgung aufgeladen werden könnte, auch leer wäre.

  • Treffen Sie Designentscheidungen, die ihren Betriebsabläufen entsprechen.

  • Das Aufladen von Flat wäre definitiv technisch möglich, aber es erlaubt möglicherweise kein Aufladen von Flat, da jedes Ereignis, das das Erreichen dieses Zustands ermöglicht hat, auf einen Systemausfall hinweist (sei es aufgrund menschlicher Faktoren oder anderer Faktoren), der es als unsicher erscheinen lässt, dem zu vertrauen Batteriezustand (auch wenn die Batterie mit ziemlicher Sicherheit unbeschädigt wäre).

Das Einschalten in einem batterielosen Zustand von einer APU oder einer anderen Quelle ist „nur eine Frage des Designs. Es kann auf Wunsch durchgeführt werden. Ob dies möglich ist, hängt von Überlegungen zum Systemdesign auf hoher Ebene ab und nicht von technischen.

Ich würde nicht unbedingt davon ausgehen, dass Boeing die Batterie auf Kosten der Flugzeugfunktion schützen würde. Ein ähnlicher Fall ist eine Diesel-Notlöschpumpe; Sie haben keine Öl- oder Wassermangelfahrten, weil der Motor mitten in einem Feuer ausfällt. Der Motor ist entbehrlich, wenn er das Feuer löscht.
@Harper-ReinstateMonica Ich stimme Ihrem Standpunkt zu - aber / und beachten Sie, dass er außerhalb des Rahmens dessen liegt, was das OP beabsichtigt hat. Ein schwacher Akku während des Flugs aufgrund eines Ladeverlusts während des Flugs würde dies in Ihr Szenario einordnen. Hoffentlich würde es eine erkannte und schrittweise Verringerung des Batterieverbrauchs geben, wenn ein solches Szenario eintritt.
Sie gehen wahrscheinlich davon aus, dass ein Mikrocontroller vorhanden ist. Aber die 737 flog erstmals 1967. In einigen alten Flugzeugen ist dieser Batteriemanager möglicherweise nicht so leistungsfähig.
@ h22 Guter Punkt, aber die gleichen Regeln gelten, wenn es um das Batteriedesign in unternehmenskritischen Anwendungen (und allem Ernsten) geht. Ich habe damals ungefähr 5 Jahre mit Elektronik 'gespielt' :-). 2 Jahre & 3 Monate und wenige Wochen vor der 1. Mondlandung. Ich kann mir vorstellen, dass das Batteriesystem in den vergangenen 53 [!!!] Jahren etwas verbessert wurde. || FWIW – herzlichen Glückwunsch, dass Sie einen guten Punkt höflich gemacht haben, anstatt dem Empfänger das Gefühl zu geben, aufgesetzt zu werden :-) – heutzutage oft eine etwas verlorene Kunst im Netz.

Es ist richtig, dass das Batterieladegerät am Bodenbus funktioniert, aber das externe Leistungsschütz benötigt zum Schließen Batteriestrom. Batterie leer, kein Bodenstrom

Es gibt also keine Möglichkeit, dieses Schütz manuell zu schließen?
Gut zu wissen. Eine Designentscheidung.