D. Ackermann, A. Bierig

Im Rahmen des DLR Projekts HAP (High Altitude Platform) wird ein solarelektrisches hochfliegendes Flugzeug entwickelt und gebaut, welches bis in die Stratosphäre aufsteigen soll. Zur Speicherung der elektrischen Energie wird auf ein Batteriesystem mit Li-Ion-Technologie gesetzt. Da die Umgebungstemperaturen in der Stratosphäre deutlich unterhalb der Betriebstemperaturen von Li-Ion-Zellen liegen, muss ein Thermalsystem integriert werden das die Zelltemperaturen in einen zulässigen Bereich anhebt. Im Flugzeug HAP sollen die Li-Ion-Zellen über Heizfolien aufgewärmt werden können und über eine Isolierung der Wärmeverlust gesenkt werden. Inhalt dieses Papers ist der Vergleich verschiedener Isolationskonzepte sowie die Wärmeverteilung im Battery Pack durch verschiedene Fädelungen der Heizfolie. Durchgeführt wurden die Experimente in einer Temperatur-Vakuumkammer, mit der eine Umgebungstemperatur von -60 °C und ein Luftdruck äquivalent zu 10 und 20 km Flughöhe erzeugt wurde. Die erzeugten Messdaten werden vorgestellt und miteinander verglichen. Die Ergebnisse bieten die Grundlage zur Auslegung des Batteriesystems, welches sich aktuell in der finalen Auslegung befindet.

As part of the DLR project HAP (High Altitude Platform), a solar-electric high-flying aircraft is being developed and built, which will rise into the stratosphere. A battery system with Li-ion technology is used to store electrical energy. Since the ambient temperatures in the stratosphere are significantly below the operating temperatures of Li-ion cells, a thermal system must be integrated that raises the cell temperatures into a permissible range. In the HAP aircraft, the Li-ion cells should be able to be warmed up using heating foils and the heat loss should be reduced using insulation. The content of this paper is the comparison of different insulation concepts as well as the heat distribution in the battery pack through different threading of the heating foil. The experiments were carried out in a temperature vacuum chamber, which was used to create an ambient temperature of -60 °C and an air pressure equivalent to 10 and 20 km flight altitude. The measurement data generated is presented and compared with each other. The results provide the basis for the design of the battery system, which is currently in its final design.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2024, Hamburg

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2024

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2410251453330.617750513553

10.25967/630268

Batteriesystem, Thermalsystem, High Altitude Platform

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Ackermann, D.; Bierig, A. (2024): Experimenteller Vergleich von Thermalsystemen für die Auslegung eines Batteriesystems für hochfliegende unbemannte Solarflugzeuge. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/630268. urn:nbn:de:101:1-2410251453330.617750513553.

25.10.2024