EcoPulse* göstericisindeki yeni pil, Airbus’ın gelecekteki uçaklarımızın dekarbonizasyonu daha fazla desteklemesini sağlayan en son “teknoloji tuğlası”dır. Geçen yıl Haziran ayında Airbus , İngiltere’nin Filton kentindeki tesisinde EcoPulse* rüzgar tüneli testini başarıyla gerçekleştirdi . Bu testler, pervanenin performans özelliklerini ve altı ‘dağıtılmış’ elektrikli tahrik ünitesinin soğutma sürecini değerlendirdi. 2022’de, Daher* tarafından sağlanan hafif bir uçak platformu olan göstericinin montajı devam ediyor ve bu yıl sonraki ilk test uçuşunun yolunu açıyor.
Şimdi, EcoPulse göstericisi için nihai hale getirilen başka bir önemli etkinleştiriciye odaklanıyoruz : Toulouse’da Airbus Defence and Space tarafından geliştirilen yüksek voltajlı Lityum-İyon ana pil sistemi. Görsel olarak ön plana çıkmasa da, bu yeni pil, özellikle bir uçakta kullanılacak yüksek voltajlı pillerin sınırlarını zorlarken, EcoPulse ile elektrifikasyon gösteriminin merkezinde yer alan çok önemli bir yeniliktir.
Pilin kendisi yaklaşık 2,3 m uzunluğunda, 75 cm genişliğinde ve 20 cm derinliğindedir. Gövdenin altına monte edilmiştir ve güçlendirilmiş aerodinamik bir kaporta ile entegre edilmiştir. Pil, gösterici üzerindeki iki elektrik kaynağından biri, diğeri ise Safran tarafından sağlanan bir “e-Yardımcı güç Ünitesi” (e-APU). Birkaç yıl önce yüksek voltajlı Li-ion üzerinde çalışmaya başladık ve bu prototip için tamamen kendi bünyemizde tasarladık.
Julien Laurent, Airbus Batarya Proje Lideri
Güç ve enerji yoğunluğu
Hafif, kompakt, çok yüksek pil gücü ve enerji yoğunluğu ile: pil, Airbus’ın uçak elektrifikasyonu ve sürdürülebilirlik girişimlerinin bir parçası olarak birkaç yıl süren araştırma ve geliştirme sayesinde bu hedeflere ulaşıyor. Daha önce CityAirbus ve Airbus Helicopters FlightLab’a daha az güçlü yüksek voltajlı piller takılmıştı . Bu tür artımlı ilerlemelerin sonucu, bu en son yüksek voltajlı Lityum-İyon pildir. EcoPulse için tasarlanan ünite, yaklaşık 350 kg ağırlığındadır, 800 Volt DC’ye ulaşabilir ve 350 kilowatt’a kadar güç sağlayabilir.
Bu güç seviyesi, test koşullarına bağlı olarak EcoPulse’un altı elektrikli iticisini sürmek için yeterli olmakla kalmaz, aynı zamanda bir uçağın itici olmayan ikincil sistemleri için ihtiyaç duyulana benzer. Airbus, yüksek voltajlı pil konseptinin önemli bir ‘teknoloji tuğlası’ olduğu “ mikro hibridizasyon ” araştırmasının bir parçası olarak ikincisini ayrı ayrı araştırıyor.
Yüksek voltajlı Lityum İyon pilin geliştirilmesi
Peki, bu pil nasıl geliştirildi ve bunu gerçekleştirmenin zorlukları ve başarıları nelerdi?
Pil Proje Lideri Julien Laurent, “Birkaç yıl önce yüksek voltajlı Li-ion üzerinde çalışmaya başladık” diye hatırlıyor ve bu prototip için onu tamamen kendi bünyemizde tasarladık.
Bazı dikkate değer özellikleri şöyle açıklıyor: “Tasarımımız, termal kaçakları önlemek için çeşitli güvenlik önlemleri içeren birkaç bin Lityum İyon hücre içeriyordu – örneğin her hücreyi tel bağlama ile bağlamak gibi. Diğer bir yenilikçi parça ise normal çalışma için optimum sıcaklığı sağlayan aktif soğutma sistemidir. Ayrıca, bu akü sistemi ayrıca özel bir Akü Yönetim Sistemi içerir. Bu, yerleşik test özellikleri ve şarj durumunu veya hücrelerin yeniden dengelenmesi gerekip gerekmediğini vurgulama yeteneği sayesinde bakımı en aza indirmeye yardımcı olur.”
Bataryanın yüksek voltaj kapasitesi, bu bağlamda uygulandığında benzersizdir, çünkü günümüzde ne havacılıkta ne de otomotiv endüstrilerinde mevcut değildir. Özellikle, bugün uçaklarda kullanılan daha ağır piller tipik olarak oldukça düşük voltajlıdır – 28Vdc – ve düşük enerji yoğunlukları, esas olarak APU’yu başlatmak ve acil durumlar için kullanıldıkları anlamına gelir. Ayrıca, bunların çoğu Nikel-Kadmiyum (NiCad) bazlıdır – ki bu, AB’nin REACH yönetmeliğine göre, yakında Lityum-İyon gibi alternatif çevre uyumlu pil kimyalarına yol açmak zorunda kalacaktır.
Otomotiv endüstrisine gelince, şu anda elektrikli arabalara güç sağlamak için kullanılan piller olsa da, bunlar havacılık kullanımı için çok hantal ve ağırdı. Kısacası, güvenlik ve performans açısından ihtiyaçlarımızı karşılayabilecek bağımsız, kullanıma hazır akü sistemleri şu anda bulunmamaktadır.
Üretim ve test hedefleri
EcoPulse için hücre seçimi ve müteakip tasarım entegrasyonunun ardından, birkaç prototip/numune pili çok yakında Toulouse’da sıkı havacılık standartlarına göre teste tabi tutulacak. Bu testler, performansı, çevre ve güvenlik özelliklerini değerlendirecek, böylece ekip, EcoPulse aracına takıldığında düzgün ve güvenli bir şekilde davranacağından emin olabilir.
Airbus, bu test sayesinde yüksek voltajlı pil davranışını anlayarak, örneğin klima, otomatik uçuş ve uçuş gibi itici olmayan işlevlerin güç/enerji yönetimini optimize etmek için mikro hibridizasyon mimarilerini gelecekteki uçaklara uygulamak için hayati bir yeterlilik geliştirecektir. kontroller.
Özetle, EcoPulse ile Airbus’ın küresel stratejisi için anlamlı olan bazı yapı taşlarını yapıyoruz. Bu tuğlalar, karbonsuzlaştırmayı desteklemek için gelecekteki platformlarımızı hazırlamak için geniş bir teknik ve endüstriyel beceriler portföyü geliştirmemize yardımcı olacak. Gelecekteki Airbus uçaklarını karbondan arındırmak için tek bir olası çözüm yok, bunun yerine kanatlar, hidrojen, yapı, uçuş kontrolleri vb. dahil olmak üzere birkaç çözüm var. Bunun gibi piller sayesinde hibridizasyon, karbondan arındırmamız gerekecek.
* Okurlara not:
- EcoPulse , uçak üreticisi ve endüstri ve hizmet ekipmanı tedarikçisi Daher’in tescilli ticari markasıdır.
- Bu ortak proje Airbus, Daher, Safran ile ve Fransa Sivil Havacılık Araştırma Konseyi (CORAC) ve Fransız Sivil Havacılık Otoritesi (DGAC) desteğiyle yürütülmektedir.