RTCA DO-293 Mindestbetriebsleistungsstandards für Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid- und Blei-Säure-Batterien

In der von der Aviation Radio Technical Commission (RTCA) entwickelten Norm „RTCA DO-293 Minimum Operating Performance Standards for Nickel-Cadmium, Nickel Metal Hydride and Lead Acid Battery“ werden Nickel-Cadmium und Nickel-Metallhydrid als Stromquellen verwendet Die in Flugzeugen installierte Ausrüstung dient als Orientierungshilfe für Luftfahrtelektronikunternehmen, die Blei-Säure-Batterien entwickeln. Diese Norm befasst sich insbesondere mit der chemischen Zusammensetzung, Zellgröße, Zellstruktur, Zellverbindung zu Batterien, Belüftung, Betriebs- und Lagerumgebungen, Verpackung, Handhabung, Prüfung, Lagerung und Entsorgung. Die neueste Aktualisierung dieser Norm umfasst neue Leitlinien für Nickel-Metallhydrid und wesentliche Änderungen, um von der Industrie festgestellte Testbedenken auszuräumen.

Wenn es um die Sicherheit von Flugzeugen geht, müssen solche Batterien und Komponentenzellen in ihren Anwendungen die vorgesehene Leistung erbringen und sicher funktionieren. In Amerika ist die Federal Aviation Administration (FAA) die wichtigste Regulierungsbehörde für die Luftfahrt und für die Entwicklung, Umsetzung und Durchsetzung von Vorschriften zum Schutz der Menschen verantwortlich. Diese Verantwortung erstreckt sich auch auf die Regulierung tragbarer Energieprodukte, die als Teil des Flugzeugs gelten. In der Luftfahrt wird die Entwicklung solcher Standards häufig durch die Aeronautical Radio Technical Commission (RTCA) koordiniert. Diese Organisation hat im Laufe der Zeit verschiedene Standards entwickelt, um unterschiedliche Chemikalien zu berücksichtigen. Der RTCA DO-293-Standard ist einer davon.

Nickel-Cadmium-Batterien (NiCd oder NiCad) sind eine Art wiederaufladbare Batterie, die Nickeloxidhydroxid und metallisches Cadmium als Elektroden verwendet. Solche Batterien haben einen niedrigen Innenwiderstand, es sind hohe Lade- und Entladeraten möglich, sie haben typischerweise kurzzeitige Entladeraten von bis zu 10 °C, haben eine flache Entladecharakteristik, die am Ende des Zyklus jedoch schnell abfällt, tolerieren Tiefentladungen und haben einen breiten Temperaturbereich Reichweite (bis zu 70 Grad) hat. Es ist jedoch anfällig für den Memory-Effekt, kann durch Überladung beschädigt werden und Cadmium verursacht Umweltprobleme.

Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH) sind eine Art sekundärer elektrochemischer Batterien, die anstelle von Cadmium eine wasserstoffabsorbierende Legierung für die negative Elektrode verwenden. Wie bei NiCd-Batterien besteht die positive Elektrode aus Nickeloxyhydroxid. Ein NiMH-Akku kann die zwei- bis dreifache Kapazität eines Nickel-Cadmium-Akkus gleicher Größe haben. Allerdings ist im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien die volumetrische Energiedichte geringer und die Selbstentladung höher. Hohe Energiedichte, 50 Prozent besser als NiCd-Batterien, aber etwa 60 Prozent von Lithium-Ionen-Batterien, hat eine niedrige Innenimpedanz, eine typische Zyklenlebensdauer beträgt 3000 Zyklen und kann tiefen Zyklen unterzogen werden. Diese Batterien tolerieren Überladungs- und Tiefentladungsbedingungen, entladen sich gleichmäßig, fallen jedoch am Ende des Zyklus schnell ab und verfügen über einen großen Betriebstemperaturbereich. Es ist umweltfreundlich im Vergleich zu NiCd-Batterien gleicher Größe (enthält kein Cadmium, Quecksilber oder Blei). Allerdings weist es eine hohe Selbstentladungsrate auf und verschlechtert sich bei längerer Lagerung.

Blei-Säure-Batterien sind wiederaufladbare Batterien, die mit Blei und Schwefelsäure funktionieren. Das Blei wird in Schwefelsäure getränkt, um eine kontrollierte chemische Reaktion zu ermöglichen. Durch diese chemische Reaktion erzeugt die Batterie Strom. Diese Reaktion kehrt sich dann um und die Batterie wird wieder aufgeladen. Im Allgemeinen haben Lithium-Ionen-Batterien einen Wirkungsgrad von mindestens 95 Prozent, während Blei-Säure-Batterien einen Wirkungsgrad von etwa 80–85 Prozent bieten. Dies ist wichtig, da der Akku dadurch schneller aufgeladen werden kann und über eine effektivere Akkukapazität verfügt. Allerdings ist die nutzbare Energiemenge im Vergleich zur gespeicherten Energie im Vergleich zu anderen Batterien sehr gering. Außerdem haben sie eine begrenzte Lebensdauer, einige Ladeprobleme, einen ineffizienten Energieverbrauch und sind groß und sperrig. Am wichtigsten ist, dass Blei ernsthafte Umweltprobleme verursacht.

Unter den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die es für Unternehmen in verschiedenen Branchen durchgeführt hat, hat unsere Organisation mit ihrem geschulten und fachkundigen Personal und ihrer fortschrittlichen technologischen Ausrüstung die „RTCA DO-293-Mindestbetriebsleistung für Nickel-Cadmium, „Nickel-Metallhydrid- und Blei-Säure-Batterien“ Es bietet auch Prüfdienstleistungen an, die in den „Standards“ definiert sind.