关于eVTOL电池跌落测试的讨论

eVTOL 2025-07-18 10:39
经常会有一些朋友问电动飞机的电机或者电池储能系统的适航标准是不是已经定了,我基本都会非常肯定的回答:没有。但通常都会继续举很多例子来证明这样的回答是不是过于武断,我只能说大家对商业航空系统的了解和认识需要积累,而且这种积累不是一两天的事情。所以,最近几天我特地分享了一下NASA关于ESS跌落测试的工作介绍(eVTOL电池储能跌落测试试验结果(上)),今天是关于第二阶段针对第一阶段工作不足的补充测试(圈友需要详细的链接https://wvul7.xetlk.com/s/3uUAUX),第三阶段继续补充机身结构和连接的测试也会在今年年底完成。最后想说的是,即便是工程技术它的进步也远没有我们想象的那么快,尤其是在商业航空领域,一开始大家感觉快,只是因为前面的领头羊积累了很多年,模仿一下就认为产业进步速度很快,显然是不可能的。

NASA关于第2阶段测试提供了几个额外的数据点,用于评估模块并讨论结果。这些发现既基于对2期结果的检查,也基于对1期和2期结果进行的几次比较。与第一阶段不同,第二阶段的结果包括模拟飞机安装条件的加速度水平衰减。虽然这并没有完全复制实际的安装条件,但模块中的衰减是为了模拟通用的机身冲击响应,并且是基于测试值。

80g载荷水平的显著较低模块分在两个方向上与无变形行为相关性很小。两个量规的得分都很低,上下8分,左右6分,由于对峙的方向变化,上下供试品的得分更高,而左右供试品中没有观察到这一点。这一结果表明,与侧向配置相比,倒置方向的ESS模块更容易受到80g冲击加速度的损坏。电池单元水平数据不受方向变化的影响。


在比较阶段2数据和阶段1数据时,有几个项目需要注意。总的来说,当只检查第2阶段的结果时,每个模块测试的评分都远低于第1阶段的评分,只有220g侧向测试的评分接近第1阶段。接下来,在检查倒置测试数据时,添加衰减系统显著减少了外壳和电池中的损坏量。第一阶段和第二阶段的模块图像如下图。


倒置测试结果。第2阶段80g(左)和第1阶段743g(右)


在比较第1阶段和第2阶段倒置测试结果之间的模块变形时,第1阶段电池和母线的冲击侧损伤在第2阶段结果中降低到不可观察的水平。在第一阶段,顶向凸耳有明显的挤压现象,这导致母线在凸耳图案周围发生明显变形,而在第二阶段,凸耳仍然垂直对齐,母线是水平的。在第2阶段的结果中,电池中远离冲击面的额外变形也降低到不可观察的水平。


对第一阶段和第二阶段进行的三次测试的结果,以及第二阶段的较高负载条件,提供了额外的数据,可以在侧向方向上进行比较。模块碰撞侧的图像如下图。


侧面电池单元结果。第二阶段80g(左),第二阶段220g(中),第一阶段(右)


在第一阶段和第二阶段之间进行的侧向定向测试为在加速水平增加时如何发生渐进性损伤提供了宝贵的见解。80g的测试结果显示几乎没有变形,这反映在较低的评分标准上。在220g的输入加速度水平下,模块开始出现损坏迹象,评分增加到接近第一阶段最低水平的水平。第1阶段的侧向测试在所有测试中提供了最高评分,并显示电池单元受到了显著的损伤。因此,一个重要的结论是,模块中产生的损坏量在很大程度上取决于输入负载。此外,通过衰减输入载荷以降低最大加速度水平,可以大大减少模块中存在的损坏数量和量规中的评分。这一结果很重要,因为它表明飞机内的加速度水平将对ESS模块的最终响应产生影响,了解飞机水平加速度将有助于指导ESS在飞机内的安装。


了解上述所有内容后,有一种趋势是使用结果来讨论预期的危险发展,如电气短路或TR。然而,正如之前在第一阶段报告中讨论的那样,由于测试活动中未测试的各种因素,热失控的影响无法直接量化,也无法与模块中出现的损坏相关联。这些因素,如模块的ZSOC性质、缺乏实际安装条件的细节以及缺乏其他预防措施,极大地影响了这些类型的威胁在实际飞机安装中的概率。因此。除了对量规评分的讨论外,不会发表评论,量规评分是在各种测试条件下类似模块之间损伤严重程度的衡量标准。


即使没有危险评论,测试数据也确实提供了关于负载条件下模块内损坏性质的额外见解。必须对飞机特定的安装给予额外的考虑,包括考虑安装位置的周围结构和连接,以及其他安全改进功能,如机载监控功能。虽然这些没有包括在第二阶段的测试中,但NASA目前打算在2025年底进行第三阶段的测试,这将试图解决其中一些悬而未决的问题。预计第3阶段将包括几个充电模块,这些模块将在两个方向上代表一个小型包,带有全连接和额外的车载监控设备。虽然在撰写本文时尚未最终确定,但输入脉冲将是类似于第2阶段的衰减脉冲,但测试将与整机无关,因此将不存在特定的周围结构。类似的测量结果将从测试中获得,并在未来的报告中呈现。


值得注意的是,测试系列在一个OEM的单一架构中使用了一个型号的ESS模块,所提供的数据代表了更大图景中的一小部分。应考虑对ESS设计空间的其他各个方面进行额外的测试,以补充所提供的数据。最终,这些数据旨在引发行业的讨论,以便就ESS法规的制定做出明智的决定。为此,这些测试对于让这个新兴行业蓬勃发展非常重要。




欢迎加入VTOL圈,成为VTOL分之一
图片

VTOL圈2025年规划

VTOL圈2024年年度总结

VTOL圈2025年度企业会员

VTOL圈会员生态(2025)

eVTOL进化报告(2023春)
eVTOL进化报告(2023夏)
eVTOL进化报告(2023秋)
eVTOL进化报告(2023冬)
eVTOL进化报告(2024春)
eVTOL进化报告(2024夏)
eVTOL进化报告(2024秋)
eVTOL进化报告(2024冬)
eVTOL进化报告(2025春)
eVTOL进化报告(2025夏)
eVTOL基础知识-航电和飞控2025
eVTOL基础知识-电推进2025
eVTOL基础知识-构型设计2025
首发,eVTOL基础知识-市场和运营

声明:内容取材于网络,仅代表作者观点,如有内容违规问题,请联系处理。 
eVTOL 测试 电池
Copyright © 2025 成都科技区角科技有限公司
蜀ICP备2025143415号-1
  
川公网安备51015602001305号