¿Se puede recargar una batería completamente agotada a través de energía terrestre en un avión como el B737?

Al dejar accidentalmente encendido el interruptor de la batería o algo alimentado por el bus de la batería caliente durante la noche, la batería de una aeronave podría descargarse por completo. El arranque normal, en el que primero se enciende la batería y luego se conecta la alimentación externa, ya no sería posible.

¿Es posible conectar de alguna manera una unidad de alimentación externa a la aeronave de modo que la batería agotada se recargue? ¿O el mantenimiento tendría que cambiar la batería o cargarla de alguna otra manera?


Los detalles para el Boeing 737 se encuentran a continuación, pero las respuestas para otros aviones son bienvenidas:

En el Boeing 737 NG, las baterías se cargan a través de sus propias unidades transformadoras rectificadoras:

Cargador de batería Transformador/Rectificador

El propósito de los cargadores de baterías es restaurar y mantener las baterías a plena potencia eléctrica. El cargador de batería principal se alimenta a través del bus de servicio de tierra de CA 2. El cargador de batería auxiliar se alimenta a través del bus de servicio de tierra de CA 1.

Distribución de energía de CC del Boeing 737

(Boeing 737 NG FCOMv2 6.20.12 - Eléctrico - Descripción del sistema - Sistema de alimentación de CC)

Estos buses de servicio en tierra se pueden encender independientemente de los buses AC de la aeronave principal:

Servicio de tierra

Para el servicio de tierra, hay un interruptor de servicio de tierra en el panel del asistente de proa. El interruptor proporciona energía de tierra directamente a los buses de servicio de tierra de CA para los tomacorrientes de servicios públicos, la iluminación de la cabina y el cargador de batería sin alimentar todos los buses eléctricos del avión. El interruptor de servicio a tierra es un botón pulsador momentáneo y se anula cuando ambos buses de transferencia de CA reciben alimentación.

(Boeing 737 NG FCOMv2 6.20.2 - Eléctrico - Descripción del sistema - Generación de energía eléctrica)

Parece que los cargadores de batería podrían alimentarse a través de energía terrestre en el modo de servicio terrestre. Sin embargo, no me queda claro si este botón funcionaría incluso sin que quede carga de batería.

Los NiCad de celda húmeda que utilizan la mayoría de los aviones pueden sufrir un "descontrol térmico" durante la carga, por una variedad de razones como sobrecarga, malas conexiones, electrolito bajo, temperatura ambiente excesiva, inversión de polaridad de la celda, etc. Una tasa de carga alta y una temperatura ambiente superior 100F durante la carga puede desencadenar una fuga térmica. Si una batería se agota por completo, debe controlarse cuidadosamente durante la recarga para controlar la temperatura y el estado de la celda. Es mucho más seguro quitarlo y llevarlo a la sala de baterías especial para que lo recarguen, de modo que si explota solo hace un desastre en la sala de baterías.
Me sorprende que esto no sea de "Sean" :)
@Harper-ReinstateMonica Lo siento, no hay notas al pie :D
Ahora tengo esta imagen pegada en mi cabeza de dos 737, estacionados frente a frente, con dos enormes cables de puente entre ellos :)
¿Estás pidiendo una APU (unidad de potencia auxiliar)?
@Mast No, seguro que la APU ya no se puede iniciar con una batería descargada (vea el "ARRANQUE A LA APU" en el diagrama anterior, o la historia de Ralph). Estoy preguntando por una GPU (Ground Power Unit), también llamada alimentación externa.

Respuestas (3)

Mi única experiencia con esto fue en un 737-300 que tenía el cargador de batería muerto y la batería se agotó durante el vuelo. El autobús de batería todavía estaba alimentado por TR3, pero el autobús de batería caliente murió (curiosamente, no es un escenario que haya visto en el simulador). Llegamos a la puerta y no pudimos iniciar la APU y no pudimos conectar la alimentación a tierra, por lo que cuando apagamos ambos motores, inmediatamente tuvimos "una luz azul", es decir, la alimentación a tierra está enchufada y disponible, pero NADA más. -- avión oscuro.

No recuerdo cuánto tiempo pasó después de eso, pero finalmente pudimos conectar la energía de tierra, probablemente primero al bus de servicio de tierra. Luego, con el bus de servicio terrestre alimentado, la batería se recargaría. No recuerdo si pudimos obtener algo más que el autobús de servicio terrestre alimentado después de eso. (Presumiblemente, si la batería se recargara lo suficiente, podríamos haber vuelto a las rutinas normales).

Sin embargo, como cuestión práctica, nuestro mantenimiento hace exactamente lo que John K mencionó: si la batería se ha agotado, se reemplaza. Cuánto de eso es una cuestión de lo que sucede durante la carga, y cuánto de eso es una preocupación por el daño a la batería en sí, no lo sé, pero en la práctica no usarán el cargador de batería de la aeronave de la manera sugerida en el OP. (El cargador de batería vuelve a cargarlo por completo después de cosas como iniciar la APU o funcionar con la energía de la batería durante el tiempo entre el encendido inicial y cuando se conecta la APU o la alimentación a tierra, pero eso está muy lejos de agotarse por completo. )

Trabajé en baterías de aviones NICAD en la USAF. Las baterías se componen de múltiples celdas. a medida que la batería se descarga y se acerca a los 0 voltios, una o más de las celdas pueden invertir su potencial. Uno que ha invertido no se puede recargar fácilmente. Aplicaríamos una carga para drenar las celdas monitoreando cada una y cuando llegara cerca de cero voltios, se cortocircuitaría. Una vez que se cortocircuitaron todas las celdas y se enfriaron, se quitaron los cortos y se cargó la batería, monitoreando cuidadosamente el voltaje de cada celda. En algún momento, una celda agotada no se recargaba y se reemplazaba.

Usted pregunta "sería posible".
La respuesta es, con certeza, sí.
"¿Está hecho?" es otro asunto

John DeVries señala que "... el contactor de alimentación externa requiere energía de la batería para cerrarse. Batería descargada, sin alimentación a tierra".
Señalo a continuación que esto se debe a una elección de diseño consciente, es decir, la elección que se ha hecho es que la aeronave no puede alimentarse desde una fuente externa si la batería está 'descargada'. Técnicamente es posible.


Puedo responder esto desde una base de "cómo está casi seguro diseñado para ser".
Tenga en cuenta que esto se aplica a la situación que describió: con la aeronave en tierra, con los motores (presumiblemente) sin funcionar y la batería sin carga de fuentes externas. Como señala Harper..., si esta situación ocurriera en vuelo, la decisión podría ser arriesgarse a dañar o destruir la batería si esto aumentaba la posibilidad de no destruir la aeronave.

El bloque etiquetado como "BAT" en su diagrama no es solo una batería sino un subsistema de batería con sus propias capacidades de protección y administración.

Soy diseñador electrónico.
Esperaría con casi certeza que Boeing (y cualquier aerolínea) haría lo que haría cualquier diseñador competente, y

  • Asegúrese completamente de utilizar un diseño que desconecte automáticamente la batería cuando se alcance un voltaje mínimo seguro para que la batería no se dañe de ninguna manera al "descargarse". Dicho sistema no podría ser eludido por ninguna acción manual o automática prevista. Solo una condición de falla dentro del subsistema de la batería (etiquetado como "BAT" en su diagrama) permitiría lo contrario. Tal falta es de tal gravedad que estaría protegida contra ella por separado y cualquier condición que pretendiera causarla sería tanto prevenida como informada.

  • Arregle la batería para que esté en una condición tal que si alguna vez pudiera cargarse en el lugar con energía externa, entonces podría estar descargada.

  • Tome decisiones de diseño que se adapten a sus procedimientos operativos.

  • La recarga desde un piso definitivamente sería técnicamente posible, pero es posible que no permita la recarga desde un piso porque cualquier evento que permita alcanzar este estado indica una falla del sistema (ya sea debido a factores humanos u otros) que haría que no se considere seguro confiar en el el estado de la batería (aunque es casi seguro que la batería no esté dañada).

Encender en un estado sin batería desde una APU u otra fuente es "solo una cuestión de diseño. Se puede hacer si se desea. Que se pueda hacer depende de consideraciones de diseño de sistema de alto nivel, y no de consideraciones técnicas.

No supondría necesariamente que Boeing protegería la batería a expensas del funcionamiento de la aeronave. Un caso similar es una bomba contra incendios de emergencia diesel; no tienen viajes con poco aceite o poca agua porque el motor se apagó en medio de un incendio. El motor es prescindible si logra apagar el fuego.
@ Harper-ReinstateMonica Estoy de acuerdo con su punto, pero/y tenga en cuenta que está fuera del alcance de lo que pretendía el OP. La batería baja en vuelo debido a la pérdida de carga en vuelo lo ubicaría en su escenario. Con suerte, habría una reducción detectada y escalonada en el uso de la batería si se produjera tal escenario.
Probablemente suponga que hay un microcontrolador presente. Pero el 737 voló por primera vez en 1967. En algunos aviones antiguos, este administrador de batería puede no ser tan capaz.
@h22 Buen punto, pero se aplican las mismas reglas cuando se trata del diseño de baterías en aplicaciones de misión crítica (y cualquier cosa seria). Había estado 'jugando' con la electrónica durante unos 5 años para entonces :-). 2 años y 3 meses y unas pocas semanas antes del primer alunizaje. Me imagino que el sistema de batería puede haber sido algo mejorado en los 53 [!!!] años intermedios. || FWIW: felicitaciones por hacer un buen punto cortésmente en lugar de hacer que el destinatario se sienta molestado :-) - a menudo es un arte perdido en la red en estos días.

Es correcto que el cargador de batería funcione en el bus de servicio de tierra, pero el contactor de alimentación externo requiere energía de la batería para cerrarse. Batería agotada, sin energía de tierra

Entonces, ¿no hay forma de cerrar este contactor manualmente?
Bueno saber. Una elección de diseño.