近年来，涉及飞机上电子设备损坏的事故数量有所增加。其中大部分是由笔记本电脑和其他便携式电子设备中使用的锂离子电池引起的。

在 LOKI-PED 项目中，弗劳恩霍夫高速动力学研究所、恩斯特马赫研究所、EMI 和弗劳恩霍夫建筑物理研究所 IBP 正在与空中客车公司合作，评估与驾驶舱内锂离子电池相关的火灾和烟雾风险和小木屋。目标是让机上使用便携式设备更加安全。

如今，没有便携式电子设备(PED)的生活是不可想象的。智能手机、笔记本电脑、平板电脑、数码相机、电子书阅读器和智能手表是我们不变的伴侣——在飞机旅行中和在其他地方一样。然而，乘客并不总是意识到其中的风险：如果 PED 被夹在座位上或充电时过热，其内部的锂离子电池可能会升温并膨胀。在极端情况下，它会释放出高温、有毒和易燃气体，可能使乘客和机组人员面临危险。

据美国联邦航空管理局(FAA)称，近年来客运航班上由锂离子电池引发的事故有所增加。政府估计每年有 35 至 50 起案件。2022 年 12 月 26 日，汉莎航空的一架飞机甚至不得不在芝加哥奥黑尔国际机场临时降落，原因是一名乘客的笔记本电脑过热，导致机舱内阴燃起火。

这种惊人的高事故率可归因于越来越多的PED和锂电池被带上飞机，包括电子烟​​、移动电源和电池供电的螺丝刀。在 LOKI-PED(便携式电子设备中的锂电池——火灾和烟雾的风险)项目中，Fraunhofer EMI 和 Fraunhofer IBP 的研究人员正在与空中客车公司合作，调查和评估与客舱和机舱内 PED 中的锂电池相关的烟雾和火灾风险。驾驶舱。该项目得到了欧盟航空安全局(EASA)的支持，并由欧盟的“地平线欧洲”计划资助。

测试台和飞行实验室测试

“迫切需要进行科学合理的风险评估，特别是自 2014 年以来机舱和消防程序没有发生变化。在 LOKI-PED 中，我们正在调查是否需要更新标准并制定新的指导方针和保护措施，以最大限度地降低风险，” Fraunhofer EMI 的项目经理 Simon Holz 博士。Holz 博士的团队得到了弗劳恩霍夫 IBP 技术经理 Victor Norrefeldt 博士及其研究小组以及空中客车公司专家的补充。

项目合作伙伴正在努力描述PED的主要风险以及火灾和烟雾对驾驶舱和客舱的影响，根据PED的数量和能量含量评估风险，评估应急措施和附加对策——例如通风和防护措施。袋——并找出监管规定中的差距。

烟雾和火灾的后果正在高性能测试台上进行调查，例如弗劳恩霍夫 IBP 的飞行测试设施和弗劳恩霍夫 EMI 的 TEVLIB 电池测试中心。TEVLIB 中心为进行破坏性测试(甚至是大型电池系统)提供了独特的条件，同时保持最高的安全标准。这些实验作为数值模拟和后续风险评估的基础。

电池短路

弗劳恩霍夫 EMI TEVLIB 电池测试中心的研究人员的第一步是进行电池滥用测试，其中笔记本电脑、平板电脑、智能手机和电池供电螺丝刀中的电池被加热以引发热失控。这是锂离子电池烧毁的过程，在很短的时间内释放出电池中的所有化学能。电池内部短路会产生非常高的电流，导致温度急剧上升。一旦达到起始温度，电池单元中的热失控就无法再被控制。

“PED 中的锂电池包含不同类型和数量的电池。高温会引发连锁反应，其中一个电池产生的热量也会引发相邻电池的热失控，”工程师解释道。“释放的气体量与电池中的能量成正比。”

研究人员尚未完成对释放气体的表征。下一步计划是在 A320 模型和 Fraunhofer IBP 的飞行测试设施中，在具有适当机舱通风的真实飞机环境中进行实验。

能量含量决定了释放的热量和气体的量

“如果 PED 确实过热，释放的热量和气体量取决于电池的能量含量。目前可带上飞机的 PED 仅限于 100 瓦时 (Wh)。笔记本电脑电池不得具有容量超过100 Wh。未来，能量密度越来越高的设备将被推向市场。”Holz 在澄清所面临的困难时说道。

“我们的测试正在调查 100 Wh 的限制是否足够，以便调整法规，并在必要时安装新的保护措施。一旦测试完成，航空公司、监管机构、机组人员和乘客都将平等受益例如，根据我们的科学建议，在通风系统设计和合适的安全设备认证方面。”

项目团队与航空业成员保持密切联系;在 2023 年 IATA 世界安全与运行会议的小组讨论中，就客舱和驾驶舱电池的热失控问题进行了交流。