Experimental Validation of a Module-Level Battery Safety System for Thermal Runaway Containment
Notice bibliographique
Résumé
View Video Presentation: https://doi.org/10.2514/6.2023-3988.vid A test to validate a module-level battery safety system for high-capacity aviation batteries was developed and performed. The test assessed the safety system’s effectiveness in containing fragments, smoke and other emissions resulting from battery fire, known as thermal runaway, as well as its ability to prevent propagation of thermal runaway to adjacent battery modules. This was done to enable flight-testing of a hybrid-electric aircraft which used this battery safety system. The battery in this study was built from lithium-ion cells and was sized specifically for the National Research Council of Canada’s (NRC) Hybrid Electric Aircraft Testbed (HEAT). The battery safety system was evaluated destructively by forcing a fully-representative battery module into thermal runaway. Modules were installed in a test cell at the NRC’s battery performance and safety evaluation research facility. The target module was deliberately forced into thermal runaway by applying heat externally to a single cell. Adjacent ‘observer’ modules were used to evaluate heat transfer and temperature rise at the next nearest modules. The battery and its safety system were instrumented with thermocouples and pressure sensors at critical locations, monitored by optical and infrared cameras, and evaluated in an environment representative of the aircraft installation. Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy was utilized to measure concentration of any leaked gaseous compounds resulting from thermal runaway. A test procedure for evaluating thermal runaway containment and non-propagation, including pass criteria was developed. The first design iteration and test resulted in a loss of containment. The battery safety system was redesigned based on the knowledge gained by testing the first iteration and ultimately resulted in full containment of a thermal runaway. It was determined that by using and validating a module-level battery safety system, the risk posed by a thermal runaway event could be significantly reduced, providing time to safely land and complete an emergency evacuation of the aircraft following a battery fire.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».