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美國波音公司的中型客機(jī)“波音787”接連發(fā)生電池故障，震驚了業(yè)界。1月7日，日本航空公司（JAL）一架787客機(jī)停泊在美國波士頓洛根國際機(jī)場(chǎng)時(shí)，機(jī)身后部電氣室內(nèi)的鋰離子充電電池模塊起火（圖1）。 

日航客機(jī)發(fā)生起火事故

圖1：日航客機(jī)發(fā)生起火事故 左為從發(fā)生起火事故的日航客機(jī)中取出的電池模塊。右為正常狀態(tài)。

1月16日，全日本航空公司（ANA）一架787客機(jī)在從山口飛往東京的途中，因檢測(cè)到機(jī)身前部的電氣室異常冒煙，在高松機(jī)場(chǎng)緊急迫降。冒煙的原因也是因?yàn)殇囯x子充電電池模塊燒壞。這兩起事故雖然發(fā)生在不同的電氣室，但出現(xiàn)問題的則是相同型號(hào)的鋰離子充電電池模塊（圖2）。 

圖2：日航客機(jī)和全日空客機(jī)發(fā)生異常的位置不同 787客機(jī)有前后兩個(gè)電氣室。其中，日航客機(jī)后部電氣室、全日空客機(jī)前部電氣室的電池模塊出現(xiàn)異常。

對(duì)此，美國國家運(yùn)輸安全委員會(huì)（NTSB）和日本國土交通省開始展開事故調(diào)查，1月20日進(jìn)駐電池單元制造商杰士湯淺公司實(shí)施調(diào)查。

發(fā)生起火事故的電池單元是杰士湯淺專門面向787客機(jī)開發(fā)的。該公司共供貨大小兩種單元，其中串聯(lián)8個(gè)大型單元“LVP65”的模塊“LVP65-8”出現(xiàn)了異常（表1）。 

杰士湯淺為確保安全性，將充電電壓設(shè)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(duì)電壓和模塊內(nèi)部的溫度進(jìn)行監(jiān)控，在發(fā)生異常時(shí)向充電器發(fā)送停充信號(hào)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(jìn)一步提高面向飛機(jī)用途的安全性，追加了自我診斷功能、針對(duì)過充電等異常模式的獨(dú)立雙重保護(hù)功能、在采用電磁接觸器的模塊發(fā)生異常充電時(shí)進(jìn)行關(guān)閉的功能等，理論上說充分考慮了安全性。

已確認(rèn)是電池起火

雖然現(xiàn)階段還不能確定事故原因，不過有幾項(xiàng)事實(shí)已得到明確。日航客機(jī)的電池模塊電壓為32V，全日空客機(jī)的電池模塊為31V，當(dāng)時(shí)兩架飛機(jī)均顯示正常。

另外，NTSB1月24日發(fā)布中期報(bào)告表示，對(duì)日航客機(jī)的電池模塊進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果說明，電池起火毋庸置疑，發(fā)生事故的電池單元有熱失控和內(nèi)部短路的痕跡。不過，尚未查明是先出現(xiàn)了熱失控和內(nèi)部短路，還是先出現(xiàn)某種異常后電池才出現(xiàn)問題的，估計(jì)查明還需要時(shí)間。

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

其中，關(guān)于（1）過充電，NTSB和日本國土交通省的結(jié)論是模塊電壓為正常值。但并不清楚內(nèi)部各電池單元加載了多大的電壓，因布線錯(cuò)誤和軟件漏洞等造成單元過充電的可能性依然存在。

關(guān)于（2）內(nèi)部短路，很多電池技術(shù)人員一致認(rèn)為“在制造流程上是不可能出現(xiàn)這樣的問題”。因?yàn)樽詮?006年因內(nèi)部短路導(dǎo)致便攜終端用鋰離子充電電池大規(guī)�；厥蘸�，就加強(qiáng)了針對(duì)內(nèi)部短路的試驗(yàn)方法。

另外，從此次事故后的模塊照片等來分析，電池相關(guān)人士均認(rèn)為“并沒有發(fā)生過激烈的反應(yīng)”、“是比較平穩(wěn)地?zé)龎牡摹�。還有觀點(diǎn)認(rèn)為，如果是內(nèi)部短路，“單元會(huì)因?yàn)閯×曳磻?yīng)起火燃燒，發(fā)生更嚴(yán)重的變形也不奇怪”。

還有一點(diǎn)是（3）過熱。有時(shí)會(huì)因電氣系統(tǒng)連接部等的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤等引發(fā)異常過熱。如果發(fā)生在電池單元附近就會(huì)造成熱失控，可能會(huì)導(dǎo)致單元起火。因此，需要調(diào)查模塊內(nèi)部或周邊是否有異常過熱的部分。 

圖3：有很多企業(yè)參與其中的電源系統(tǒng) 波音787客機(jī)的電源系統(tǒng)由多家企業(yè)制造。杰士湯淺負(fù)責(zé)向泰利斯集團(tuán)供貨電池單元。

此外，還需要對(duì)控制方法和軟件漏洞展開調(diào)查，不過，787客機(jī)的電源系統(tǒng)有很多企業(yè)參與制造，探明原因并非容易之事（圖3）。因?yàn)檩o助電源單元（APU）的控制器由美國聯(lián)合技術(shù)航空航天系統(tǒng)公司（United Technology Aerospace Systems）制造，充電器由美國Securaplane Technologies公司制造，電池模塊由法國泰利斯集團(tuán)（Thales Group）制造，電池管理系統(tǒng)由關(guān)東航空計(jì)器公司制造，電池單元由杰士湯淺等企業(yè)制造。（日經(jīng)技術(shù)在線！ 供稿）