Solar Impulse 2 kan niet verder vliegen door kapotte accu

De Solar Impulse 2 staat voorlopig aan de grond, nadat is gebleken dat de accu's van het vliegtuig niet meer goed functioneren. Die zijn bij de recente recordvlucht van Japan naar Hawaii oververhit geraakt. Daardoor kan er deze maand niet meer worden gevlogen.

Dat heeft de organisatie achter het zonnevliegtuig zelf bekendgemaakt. Na eerder deze week in Hawaii te zijn geland bleek dat de accu's oververhit zijn geraakt en dat een deel van de schade niet te repareren is. Daardoor moeten de accu's van het vliegtuig worden vervangen en dat kan volgens de organisatie twee tot drie weken duren. Daardoor kan Solar Impulse 2 pas naar verwachting in augustus weer vliegen.

Eerder deze maand verbrak het zonnevliegtuig nog het record voor de langste solovlucht, zowel qua afstand als qua tijdsduur, met een vlucht van Japan naar Hawaii, ongeveer 8200 kilometer. Piloot André Borschberg moest vijf dagen in het vliegtuig zitten om de tocht te volbrengen. Solar Impulse 2 moet echter nog een aantal etappes afleggen voordat het zijn doel bereikt: een reis om de wereld. Uiteindelijk moet er weer in Abu Dhabi worden geland.

Reacties (33)

[The Bula King]

In de toekomst temperatuur sensoren plaatsen in de batterijen zou handig kunnen zijn.
Ofwel wisten ze het al, en pushte ze het vliegtuig over haar limieten.

[Verwijderd]

Hoogstwaarschijnlijk zit er wel een battery management system (BMS) in. In de automotive industrie zie je een zogenaamd 'smart battery pack' wat inhoudt dat er zo'n BMS alsmede een externe communicatie data bus in zit. Gebruikelijk hierbij is CANbus. Een BMS is noodzakelijk voor het laden en dischargen van de battery pack, omdat de cellen nooit exact dezelfde interne weerstand hebben, zelfs al komen ze van dezelfde batch. Bij het opladen zul je daarom zien dat sommige cellen al volledig opgeladen zijn, terwijl andere cellen daar wat onder zitten. Als je op dezelfde wijze door zou blijven laden, riskeer je bij Li-ion cellen overcharging met ernstige gevolgen voor de pack.

Ook bij het dischargen zul je waarschijnlijk iets soortgelijks zien, waarbij het BMS moet zorgen voor een zo gelijk mogelijke discharge van de cellen of modules. Daarnaast zal dat systeem de modules - of zelfs de cellen - binnen de operating range moeten houden. Ik denk in ieder geval dat de kans groot is dat er zo'n systeem gebruikt wordt, mede omdat het falen van het BEMANDE vliegtuig enorm slechte publiciteit zou zijn. Mogelijk is het zo dat het systeem enkel de modules monitort en dat er op celniveau nog steeds wel wat mis kan gaan.

Afhankelijk van de positionering van de batterijmodules kan koeling erg lastig zijn. Heb nog niet kunnen vinden wat voor koelingssysteem gebruikt wordt (luchtkoeling zou wel een hoop gewicht kunnen besparen). Voordeel is de efficiëntie van batterijen waardoor misschien maar 10% van de energie uiteindelijk omgezet wordt in warmte.

Vooral de levensduur van de huidige Li-ion batterijen is mijns inziens een probleem. Hoewel de Panasonic 18650 cellen in bijv. een Tesla Model S niet per sé de beste cycle life hebben, zit je na 500 cycles nog maar op ongeveer 80% van de capaciteit. Ben benieuwd wat er in de komende 10 jaar mogelijk gaat zijn met Lithium-Sulfur (Li-S) of Li-Air batterijen, die een veel hogere specifieke energie (Wh/kg) en cycle life zouden moeten hebben. Die specifieke energie zou in de komende 10 jaar wel eens richting de 400-500Wh/kg kunnen gaan tov 250Wh/kg nu. Een brits bedrijf (Oxis Energy) verwacht in 2019 Li-S cellen van 500Wh/kg te kunnen produceren. Waarschijnlijk te optimistisch.

[Paul C]

Solar impulse doet heel veel aan publiciteit, maar laten heel weinig echte informatie vrij.

Ik heb tijdens de vlucht de livestream op de achtergrond aan gehad en dan kun je regelmatig de communicatie met de piloot horen en gepraat in de control room en daar zit meer informatie tussen. Tijdens de derde dag vliegen hebben ze de vliegstrategie aangepast, omdat de accu's oververhit raakte. De accu's zijn ingepakt in een behuizing van hoogwaardige isolatie, omdat het op de maximale vlieghoogte van 28.000 voet meestal heel koud is. Echter had men het "geluk" dat het tijdens de vlucht heel mooi weer was. Waarschijnlijk veel warmer dan waar in het ontwerp rekening mee is gehouden.

Het was ook duidelijk zichtbaar in het dashboard op de SI website dat een batterij het slechter deed, dus misschien is die beschadigd geraakt tijdens het eerste stuk van de vlucht toen ze nog niet live streamde. Als die accu eenmaal beschadigd is, dan is het energieverlies ook groter en dus de warmte ontwikkeling. Dat en de hoge temperatuur zijn twee dingen die elkaar juist versterken.

De aangepaste strategie was om tegelijk langzamer te laden en langzaam te klimmen in plaats van eerst maximaal te laden en pas later op hoogte te gaan vliegen.

Hoog vliegen is vermoeiender voor de piloot en minder efficiënt, daarom was de originele strategie om eerst te laden en dan pas te klimmen. Klimmen is namelijk ook een manier om energie op te slaan in potentiële energie. De SI kan ongeveer 4 uur zweefvliegen vanaf maximale hoogte naar minimale hoogte gedurende de nacht. Zonder zweefvliegen zouden ze niet op accu de nacht door komen.

[Verwijderd]

Er zitten accu's in, geen batterijen! In jouw auto zit ook een batterij, proest!

[kwakzalver]

In het Engels zijn de gebruikte termen "Battery" voor zowel accu als batterij.
Een accu wordt in het engels ook aangeduid als "automotive battery"

Klassiek gezien:
Accu staat voor accumulator. Een galvanische opslagcel zonder elektronica
Batterij: Een elektrochemische opslagcel zonder elektronica
Oplaadbare batterij: Een opslagcel met elektronica.

Eigenlijk is er in de elektronica geen verschil tussen beiden typen, maar wel een verwarring van woorden.
Zeker met de recentelijke ontwikkelingen is het 'klassieke' onderscheid tussen galvanisch en elektrochemisch verdwenen.

[Verwijderd]

Het is veel eenvoudiger. Een accu is oplaadbaar, een batterij niet. Of heb jij een batterij in je auto?

[Jeroenneman]

Lastig landen in de oceaan denk ik...

[Crp]

Temperatuur sensoren zijn al vrij standaard in de meeste accu's. Kijk bijv maar naar accu's van Mastervolt.

[aryan1171]

Ofwel gebeuren er soms dingen waar je niks aan kan doen. Denk je echt dat een groep engineers zoiets simpels over het hoofd gaat zien? Dit is geen schuur projectje van je buurman he; hier worden miljoenen in gestoken en de apparatuur/gebruikte materialen is/zijn best wel geavanceerd.

Alsof je zegt: De makers van de Spaceshuttle zijn vergeten om een brandstof meter toe te voegen aan het systeem... klinkt best wel dom he?

[Verwijderd]

Er zitten accu's in, geen batterijen!

[Proxx]

Na eerder deze week in Hawaii te zijn geland
accu's kappot.. uhu
ik denk eerder bounty stranden, lekker weer en mooie dames

[Verwijderd]

Eigenlijk kun je dus wel stellen dat de recordpoging hiermee ook is mislukt.
Een belangrijk onderdeel van de recordpoging was immers dat vliegen ook 'groener' kan, maar de techniek heeft gefaald.

Door nu één van de belangrijkste onderdelen van het vliegtuig te vervangen (de accu's), blijft er weinig van het groene aspect over. Overigens blijft het alsnog een hele prestatie. Maar de techniek is er dus helaas nog niet helemaal klaar voor.

[Verwijderd]

Het vliegtuig is in het geheel niet groen, dat kan je ook niet van een demonstratiemodel verwachten.
Wat ze wel aantonen is dat ze vliegen op de energie die ze zelf opwekken, en dat is het belangrijke deel van de demonstratie. Het feit dat ze vliegen is eigenlijk bijzaak, maar zorgt prima voor belangstelling in de media, en dat is wat ze willen.

[woutervh]

Hoezo wekken ze hun energie zelf op? Het is nog steeds de zon die dat doet :-)
En kwestie van groen, productie en materiaal van zonnepanelen zelf zijn niet groen, li-ion accu's al helemaal niet. Dit vliegtuig kan aan een slakkengangetje één persoon vervoeren... Ik speel niet graag de pessimist, maar dit biedt toch geen toekomstperspectieven?

Maak een zeppelin op basis van waterstof of helium. En beweeg deze voort met zonne-energie. Dan ben je tenminste van het probleem van opwaarste kracht af en moet de zonne-energie enkel nog zorgen voor de voortstuwing.

[Verwijderd]

Hoezo wekken ze hun energie zelf op? Het is nog steeds de zon die dat doet :-)
En kwestie van groen, productie en materiaal van zonnepanelen zelf zijn niet groen, li-ion accu's al helemaal niet. Dit vliegtuig kan aan een slakkengangetje één persoon vervoeren... Ik speel niet graag de pessimist, maar dit biedt toch geen toekomstperspectieven?

De zon wekt hun energie niet op, de energie wordt gevangen door de zonnepanelen.
Qua toekomstperspectieven is dit wel degelijk een perspectief. Niet voor luchtvaart, maar daar gaat deze demonstratie niet over. Het gaat er om dat ze laten zien dat je met duurzame energie heel erg veel dingen kan doen zonder gas of olie nodig te hebben.
Het gaat dus om verwarming, stroom, en ga zo maar door, duurzaam opgewekt.
Nogmaals, het vliegen is een demonstratie, niet het doel.

[woutervh]

Is dat dan al niet lang bewezen met onze satelieten, rekenmachientjes, tuinverlichting, .... ?
Als je eens buiten in de zon gaat staan, midden in de zomer, merk je pas echt hoeveel "energie" de zon "slechts" kan geven per oppervlak, per tijdseenheid. En dan zul je vaststellen dat dit eigenlijk maar bitter weinig is. Ja, je zal het warm krijgen, maar verwacht er geen wonderen van ... Bekijk nu eens een vatje van 5l diesel. Dat is echt niets. Maar brengt wel 1500kg staal, tegen de wind in 100km verder... Om van de kracht van wind op zich nog maar te zwijgen, of de grootte van een uraniumkern... Zonne-energie voor kleine hebbedingetjes zie ik helemaal zitten, of indien het lange tijd een accu kan laden om kortstondig te gebruiken ook. Maar op vraag energie opwekken. Nee! Alle "grootse" investeringen zouden ze beter naar alternatieven duwen...

[Reactie gewijzigd door woutervh op 24 juli 2024 07:20]

[Bjorn89]

Juist en de Wright broeders schoten meteen een Boeing 747 in de lucht .

Een van de eerste zon producten die ik had gezien was een simpel rekenmachinet met kleine zonnencellen. Nu passen we het overal toe, worden steeds stabieler en efficiënter.

Het zou mij niks verbazen als het zich wel uit ontwikkeld

[PostHEX]

Gelijk zijn er weer een paar die het probleem aan de batterij technologie verwijten. Ik zeg eerder dat ze simpelweg slecht worden gekoeld.

@solarimpulse are the batteries and drive system air cooled or liquid cooled?

.@ZWheelz batteries isolated by foam and the drive system air cooled ^eb

Je probleem dus.
Bron: https://twitter.com/solarimpulse/status/330424390326050819

Misschien dat ze op gewicht probeerde te besparen, maar dit is dan wel een slecht onderdeel om dat op te doen. Een vloeibaar koeling systeem implementeren is in ieder geval echt niet lastig, dus dat was geen obstakel om het niet te doen.

[Reactie gewijzigd door PostHEX op 24 juli 2024 07:20]

[WillySis]

De koeling zal zeker een probleem zijn, maar Boeing heeft ook eerst geprobeerd om de oververhitting van de batterij met een betere ventilatie en koeling op te lossen. Dat mocht echter niet baten. Lithium-ion als batterij is kennelijk niet goed op te schalen zonder warmte problemen te creëren.

[bbob]

Denk dat je het eerder zo moet zijn de techniek wordt tot het uiterste belast en zelfs daarover om een record mogelijk te maken. Dat daarbij de acuu's het loodje leggen is dan helaas zo.

Gezien de hoeveelheid geld die men er in pompt lijkt me jou opmerking hup ff koelen probleem opgelost wel heel simpel te zijn en iets waar men al lang aan gedacht heeft of doet.

[mae-t.net]

Geld is geen vervanger voor kennis of vakmanschap, dus zeker geen garantie dat men goed koelt.

Toch zou het best kunnen dat ze dat uitgebreid doorgerekend hebben en bijvoorbeeld tot de conclusie zijn gekomen dat (een betere) koeling te zwaar is of teveel ruimte inneemt en in theorie niet nodig zou zijn geweest (maar in de praktijk wellicht wel, misschien was de omgevingstemperatuur hoger of haalden de accu's hun specs niet).

@hieronder: een accu die kapot is zodra de bestemming bereikt is, heeft véél te weinig marge om niet met behoorlijk grote kans een paar kilometer vóór je bestemming in zee te storten. Het zal dus niet helemaal 'by design' geweest zijn.

[Reactie gewijzigd door mae-t.net op 24 juli 2024 07:20]

[bbob]

Aangezien bij dit vliegtuig alles maar dan ook alles om gewicht gaat zal men verschillende mogelijkheden hebben bekeken.

De accu's zijn nu misschien niet meer te gebruiken maar waren dat tijdens de vlucht dus wel, anders had men de bestemming niet bereikt. Het doel van dit vliegtuig is records en laten zien wat mogelijk is.

Vliegen met zonne-energie is echter niet commercieel haalbaar op dit moment en problemen nu laten ook zien dat men keuzes heeft moeten maken.

[Verwijderd]

Maar, dan klopt het toch? De batterijen raken oververhit en functioneren daardoor niet meer naar behoren. Dat is een probleem inherent aan de batterijen, niet aan de koelingstechnologie. Laatstegenoemde is compensatie voor het probleem inherent aan de batterijen. Betere batterijen die minder snel oververhit raken zouden aangemoedigd moeten worden, daarmee pak je het probleem namelijk al bij de bron aan, in plaats van bij het compensatiemechanisme.

[PostHEX]

De batterijen functioneren prima als je degelijk koelt. Sterker nog, als je goed koelt, heb je niet eens de veiligheid features nodig die je normaliter in een niet-gekoelde Li-Ion batterij ziet (zoals dat van een laptop). Waarom zou je op een beter batterij ontwerp moeten wachten als de oplossing voor de huidige batterij redelijk simpel is? Tesla past sinds dag 1 vloeibare koeling toe op Li-Ion cellen van de Roadster en de Model S; oververhitting is daar niet een probleem. De Model S (233Wh/kg) heeft dan wel geen exact even grote energie dichtheid als de Solar Impulse 2 (260Wh/kg), maar het zit wel dicht in de buurt. Als de prijs/prestatie verhouding economisch was, dan had het bedrijf een dergelijke energie dichtheid allang als optie gegeven -- om maar aan te geven dat het technisch gezien wel op veiligheidsniveau kan worden verantwoord. Het punt is, het team achter de Solar Impulse 2 heeft duidelijk een fout gemaakt die kon worden voorkomen. Misschien hoeft het team niet vloeibaar te koelen, maar het huidig design van het koel systeem (al gezien de isolatie is die er voor de batterijen niet eens?) kan worden verbeterd.

[Verwijderd]

Accu's ZIJN batterijen...........

[WillySis]

Het is wel de bedoeling dat een accu energie opslaat, maar niet in de vorm van warmte.
Het probleem ins niet nieuw (Boeing kent het probleem ook al). Er is dus nog veel te doen om zelfs de huidige generatie accu's geschikt te maken voor gebruik in vliegtuigen, waar de batterijen over het algemeen weggestopt moeten worden in slecht geventileerde en moeilijk bereikbare hoekjes.

[Iblies]

Misschien is lithium-ion niet de oplossing, maar een variant daarvan om energie op te slaan.
Probleem van lithium-ion gaat helaas veel verder terug, maar de Boeing die aan de grond bleef was wel er wel een waarbij iedereen serieus achter zijn oren begon te krabben.
Het is een redelijk nieuwe techniek die we onder andere in onze auto's willen hebben, maar ook thuis om onder andere de energie van zonnepanelen op te slaan.

Echter heeft het wel een paar nadelen die goed onder controle moeten worden gehouden waardoor tzt aanvullende eisen nodig zullen zijn als je grote hoeveelheden energie wilt gaan opslaan.

https://www.youtube.com/r...=lithium+ion+battery+fire

[Jerrythafast]

Wel een beetje jammer dat er nu hoogstwaarschijnlijk een ander vliegtuig accu's komt brengen voor de Si2. Als ze daarna hun reis rond de wereld afmaken heb je een gedeelte van het vliegtuig dat de reis helemaal op eigen (zonne)kracht heeft afgelegd, en een gedeelte (namelijk de accu's) dat die reis voor een deel per conventioneel vliegtuig heeft afgelegd

Ik gok trouwens dat ze onderweg wel hebben geweten dat die dingen heet werden, ze zullen daar echt wel sensoren voor aan boord hebben. De eerste 10 uur van de vlucht vanuit Nagoya was ook een 'maintainance flight' waarin ze van alles hebben getest en gecontroleerd. Lijkt me sterk dat ze dan zoiets essentieels als de temperatuur van de accu's niet zouden kunnen uitlezen.

Dat daarbij schade ontstaan is zullen ze allicht pas in Hawaï hebben vastgesteld, immers hadden ze anders alvast wat in werking kunnen zetten om het oponthoud zo kort mogelijk te houden. In ieder geval weer een flinke domper dit voor het toch al geplaagde team.

[PuzzleSolver]

Daardoor moeten de accu's van het vliegtuig worden vervangen en dat kan volgens de organisatie twee tot drie weken duren.

En zo wordt het nut van verwisselbare accu's maar weer eens duidelijk gemaakt. Dan waren ze vast in een uurtje klaar

edit:
Dit was bedoeld voor de verwisselbaarheid van accu's in het algemeen, in een telefoon kan een accu ook erg heet worden bij lang 3D gamen en dan gaat deze ook sneller kapot. In dit vliegtuig zal het inderdaad een stuk lastiger zijn en zullen de accu's ook vrij specialistisch zijn.

[Reactie gewijzigd door PuzzleSolver op 24 juli 2024 07:20]

[ultimasnake]

Wat versta jij onder een verwisselbare accu? Ik namelijk dat er een klepje is om deze eruit te kunnen halen. Lijkt me stug dat deze vastgelijmd zitten of zo.

Nee het lijkt me logischer dat het niet gaat om een standaard accu maar om een die op maat gemaakt dient te worden en dan ook nog zijn reis van fabrikant naar hawaii moet zien te komen en dan pas men over kan gaan tot installatie. Daarnaast zullen het wel een stuk of 50 zijn minimaal dus is het ook niet net als bij een auto even eruit en erin

[RaJitsu]

Is het ondenkbaar dat op maat gemaakte accu's juist wel vastgelijmd zijn met het oog op ruimte en gewichtsbesparing?

[cbravo2]

Bij de antares (http://www.lange-aviation...s_20e/battery_system.html) zitten ze in/nabij de ligger. Dat heeft allemaal constructietechnische voordelen. Ze zijn vervangbaar.