Акумулятори для кисневих концентраторів, схвалені авіакомпаніями: що виробникам потрібно знати про безпеку та обмеження енергії

Виробники, що розробляють батареї для кисневих концентраторів Для авіаперельотів необхідно збалансувати енергетичну ємність, час роботи, безпеку та відповідність нормативним вимогам. Згідно з чинними рекомендаціями FAA, літій-іонні акумулятори ємністю до 100 Вт·год зазвичай дозволені на пасажирських літаках. Акумулятори ємністю від 101 Вт·год до 160 Вт·год потребують схвалення авіакомпанії, тоді як акумулятори ємністю понад 160 Вт·год зазвичай заборонені. Ці порогові значення безпосередньо впливають на вибір елементів, конфігурацію блоку та модульну конструкцію акумулятора.

Ємність акумулятора також повинна забезпечувати практичне використання під час польоту. Авіакомпанії можуть вимагати від пасажирів мати при собі достатню кількість повністю заряджених акумуляторів для роботи портативного кисневого концентратора щонайменше 150% очікуваної тривалості польоту. Тому виробники повинні надавати точні дані про час роботи для різних налаштувань потоку кисню та робити заміну акумуляторів легкою для ідентифікації, перенесення та встановлення.

Чіткі маркування ват-годин, ефективний захист клем, надійні корпуси та відповідні транспортні випробування допомагають авіакомпаніям і пасажирам перевірити придатність акумуляторів. Враховуючи ці вимоги на ранніх етапах процесу проектування, виробники можуть розробляти акумулятори для концентраторів кисню, які забезпечують безпеку пацієнтів, відповідність нормативним вимогам та надійну роботу під час авіаперельотів.

Ключові винесення

• Дотримуйтесь обмеження FAA у 160 Вт·год для літієвих батарей у кисневих концентраторах, щоб забезпечити безпеку під час польотів.

• Забезпечити щонайменше 150% очікуваного часу польоту в автономній роботі, щоб покрити затримки та забезпечити безперервну кисневу підтримку.

• Чітко маркуйте акумулятори з номіналом у ват-годинах, щоб допомогти персоналу авіакомпанії швидко перевірити відповідність вимогам та уникнути затримок.

• Перед подорожжю перевірте правила конкретної авіакомпанії, оскільки вони можуть мати суворіші правила, ніж FAA.

• Завжди заздалегідь повідомляйте авіакомпанії про використання акумулятора, щоб запобігти проблемам в останню хвилину та забезпечити безпроблемну подорож.

Частина 1: Правила FAA щодо акумуляторів кисневих концентраторів

1.1 Обмеження енергії літієвих батарей FAA

Виробники, що розробляють батареї для кисневих концентраторів Для авіаперельотів необхідно враховувати обмеження FAA щодо енергії літієвих батарей під час проектування блоків. Літій-іонні акумулятори ємністю до 100 Вт·год зазвичай дозволені на пасажирських літаках. Батареї ємністю від 101 Вт·год до 160 Вт·год потребують схвалення авіакомпанії, тоді як батареї ємністю понад 160 Вт·год зазвичай заборонені.

Ці обмеження стосуються кожної окремої батареї, а не сумарної ємності всіх батарей, що перевозяться пасажиром. Тому виробникам слід ретельно вибирати конфігурацію елементів і чітко вказувати напругу, ємність в ампер-годинах і номінальну потужність у ват-годинах на кожній батарейній батареї.

• До 100 Вт·год: зазвичай дозволено без спеціального дозволу авіакомпанії.

• 101–160 Вт·год: потрібне схвалення авіакомпанії.

• Понад 160 Вт⋅год: загалом заборонено на пасажирських літаках.

• Запасні батареї повинні бути захищені від коротких замикань та фізичних пошкоджень.

• Авіакомпанії можуть запроваджувати додаткові процедури або обмеження кількості.

Порада: Обчисліть ват-години, помноживши номінальну напругу на ємність в ампер-годинах: Wh = V × AhАкумулятор на 14.8 В, 10 Аг має номінальну енергетичну потужність 148 Вт·год і тому належить до категорії 101–160 Вт·год, що вимагає схвалення авіакомпанією.

1.2 Час роботи від акумулятора під час авіаперельотів

Авіакомпанії можуть вимагати від пасажирів, які користуються портативними кисневими концентраторами, мати при собі достатню кількість повністю заряджених батарей для роботи пристрою протягом щонайменше 150% очікуваної максимальної тривалості польоту. Це експлуатаційна вимога авіакомпанії до пасажира, а не вимога, щоб кожна окрема батарея забезпечувала 150% часу польоту.

Наприклад, пасажиру, який здійснює чотиригодинний переліт, може знадобитися щонайменше шість годин роботи від акумулятора. Необхідну кількість акумуляторів слід розраховувати, використовуючи дані виробника щодо часу роботи при заданому пацієнтом налаштуванні потоку кисню. Виробники повинні публікувати реалістичні оцінки часу роботи для кожного підтримуваного режиму роботи, оскільки налаштування безперервного та імпульсного потоку можуть споживати енергію з різною швидкістю.

• Надайте дані про час виконання для всіх підтримуваних налаштувань кисню.

• Поясніть, як вік та температура акумулятора можуть впливати на час роботи.

• Зробіть заміну батарей легкою для ідентифікації та встановлення.

• Надайте інструкції щодо оцінки необхідної кількості батарейок.

• Порадьте користувачам уточнювати вимоги в авіакомпанії перед вильотом.

1.3 Правила щодо запасного акумулятора та ручної поклажі

Запасні літієві батареї необхідно перевозити в салоні літака, а не класти в зареєстрований багаж. Кожна запасна батарея має бути окремо захищена від короткого замикання та фізичних пошкоджень. Пасажири можуть використовувати оригінальну роздрібну упаковку, захисні кришки для клем, окремі корпуси для батарей або індивідуальні поліетиленові пакети.

FAA зазвичай дозволяє перевозити до двох запасних літієвих батарей ємністю від 101 Вт·год до 160 Вт·год на одного пасажира, за умови схвалення авіакомпанією. Обмеження на дві батареї не повинно автоматично застосовуватися до батарей ємністю 100 Вт·год або менше, хоча авіакомпанії можуть встановити розумні обмеження щодо кількості.

Виробники повинні надавати міцні захисні чохли та чіткі інструкції щодо використання разом із запасними батареями. Пошкоджені, здуті, протікають, відкликані або здатні виділяти небезпечне тепло батареї не повинні транспортуватися, якщо вони не були безпечно перероблені відповідно до чинних правил.

Зведена інформація про вимоги до акумуляторів авіакомпаній

Це загальні вимоги авіації США. Виробники та пасажири повинні перевірити останні Керівництво FAA щодо акумуляторів та поточні правила авіакомпанії-оператора перед подорожжю.

Частина 2: Варіації політики авіакомпаній та обґрунтування безпеки

2.1 Політика, що стосується конкретної авіакомпанії

Авіакомпанії можуть встановити додаткові процедури для пасажирів, які мають намір використовувати портативний кисневий концентратор під час польоту. Ці процедури можуть включати попереднє повідомлення, ранню реєстрацію, медичну документацію, перевірку обладнання, підтвердження часу роботи від батареї та схвалення батарей ємністю понад 100 Вт·год.

Оскільки політика авіакомпаній може змінюватися, фіксоване порівняння окремих перевізників може бути неточним. Натомість виробникам слід надавати клієнтам загальний контрольний список для подорожей та спрямовувати їх до авіакомпанії-оператора для визначення поточних вимог.

Загальні вимоги авіакомпаній можуть включати:

• Повідомлення до 48 годин до відправлення.

• Підтвердження того, що POC відповідає застосовним критеріям прийнятності FAA.

• Документація щодо моделі пристрою та характеристик акумулятора.

• Достатня ємність акумулятора для очікуваної подорожі та можливих затримок.

• Рання реєстрація в аеропорту для перевірки спорядження.

• Захист усіх запасних батарей від пошкоджень та коротких замикань.

Рейси спільного використання кодів можуть виконуватися іншою авіакомпанією, ніж та, що вказана у квитку. Пасажири повинні підтвердити вимоги авіакомпанії, яка фактично виконує кожен сегмент польоту.

2.2 Великі конфігурації з кількома батареями

Виробникам слід уникати опису акумуляторів як «одинарних» або «подвійних», не вказуючи їхні індивідуальні номінальні значення ват-години. Авіаційні вимоги базуються, головним чином, на номінальній потужності кожного акумулятора, стані його встановлення та тому, чи перевозиться він як запасний.

Модульна конструкція може дозволити портативному кисневому концентратору досягти більшого загального часу роботи, зберігаючи при цьому кожен знімний акумулятор у межах відповідного енергетичного ліміту. Однак об'єднання двох акумуляторних модулів в один постійно підключений вузол може призвести до того, що вузол буде оцінено як один акумулятор. Тому електрична архітектура та маркування повинні чітко вказувати енергетичний рейтинг кожного незалежно знімного акумулятора.

Виробники не повинні рекламувати продукт як «схвалений авіакомпанією» лише тому, що його акумулятор має ємність менше 160 Вт·год. Сам реєстраційний документ на придбання (POC) має відповідати чинним критеріям прийнятності FAA, і авіакомпанія все одно може вимагати попереднього підтвердження.

2.3 Обґрунтування безпеки та нормативних вимог

Літієві батареї можуть перегріватися, займатися або переходити в тепловий режим, якщо вони пошкоджені, неправильно заряджені, мають внутрішнє коротке замикання або піддаються впливу аномальних температур. Авіаційні вимоги зменшують ці ризики, обмежуючи енергію батареї, вимагаючи захисту клем, контролюючи перевезення запасних батарей та виключаючи пошкоджені або відкликані батареї.

Безпеку акумуляторів слід враховувати шляхом вибору елементів, механічного захисту, теплового проектування, контролю виробництва та відповідного Система управління акумуляторомСистема BMS може контролювати напругу, струм і температуру, а також забезпечувати захист від перезаряджання, перерозряджання, перевантаження по струму, коротких замикань та аномальних температур.

UN 38.3 стосується випробувань літієвих батарей під час транспортування, але саме по собі це не доводить, що батарея придатна для медичного пристрою або схвалена для використання з захисним пристроєм (POC) на борту літака. Виробники повинні визначити всі застосовні вимоги щодо транспортування, безпеки батарей, медичних пристроїв, електромагнітної сумісності та специфічних для ринку вимог.

Частина 3: Кроки до дотримання вимог виробника

Як виробник, ви відіграєте вирішальну роль у забезпеченні відповідності акумуляторів кисневих концентраторів усім вимогам авіакомпаній та FAA. У цьому розділі описано практичні кроки щодо проектування, маркування та сертифікація літієвих акумуляторних блоків для безпечних та відповідних авіаперельотів.

3.1 Проектування в межах енергетичних обмежень авіакомпанії

Виробники повинні визначити номінальну потужність акумулятора у ват-годинах на початку процесу проектування. Блок акумуляторів ємністю від 101 до 160 Вт·год може забезпечити довший час роботи, але для цього знадобиться схвалення авіакомпанії. Збереження потужності кожного знімного модуля на рівні 100 Вт·год або нижче може спростити подорожі, хоча остаточний дизайн все ще повинен відповідати вимогам пристрою до часу роботи та потужності.

Основні міркування щодо дизайну включають:

• Розрахуйте енергію, використовуючи номінальну напругу та номінальну потужність.

• Виберіть конфігурацію, яка відповідає вимогам пристрою щодо напруги та пікового струму.

• Інтегруйте відповідну систему управління будівлею (BMS) для моніторингу та захисту.

• Запобігайте випадковому відключенню батареї або короткому замиканню роз'єму.

• Забезпечте міцні кришки клем для запасних батарейок.

• Перевірте продуктивність за заданих налаштувань потоку кисню.

• Підтримувати простежуваність комірок, компонентів, виробничих партій та випробувань.

• Пройдіть відповідні транспортні випробування згідно з UN 38.3.

Забезпечення 150% часу роботи слід вирішувати за рахунок модульної ємності та точної документації часу роботи. Не слід висувати вимогу, що один акумулятор повинен живити POC протягом 150% кожного можливого польоту.

3.2 Маркування пристрою та акумулятора

Заява про відповідність FAA застосовується до портативного кисневого концентратора, а не автоматично до кожної заміни акумулятора. Концентратор кисню, призначений для використання на борту, повинен відповідати застосовним критеріям прийнятності FAA та, якщо на нього не поширюється чинний виняток для переліченої моделі, мати необхідну етикетку відповідності виробника.

Етикетка акумулятора повинна окремо містити інформацію, необхідну для ідентифікації, сумісності та транспортування, зокрема:

• Виробник та модель акумулятора.

• Номінальна напруга.

• Номінальна ємність в Аг або мАг.

• Номінальна потужність у ват-годину.

• Хімія акумулятора.

• Полярність та ідентифікація роз'єму, де це необхідно.

• Код виробництва або відстеження.

• Необхідні правила поводження та застереження щодо безпеки.

Виробники не повинні заявляти, що акумулятор «сертифікований FAA», оскільки FAA не видає загальної сертифікації для окремих змінних акумуляторів. Більш точні формулювання включають «розроблений відповідно до застосовних вимог до акумуляторів повітряного транспорту» або «сумісний з пристроєм, що відповідає критеріям прийнятності FAA», за умови, що твердження підтверджується документацією.

Текст етикетки відповідності FAA належить до сертифіката відповідності та має точно відповідати вимогам до формулювання та оформлення, зазначеним у чинному нормативному акті. Етикетки акумуляторів повинні бути виготовлені з міцних матеріалів, здатних залишатися розбірливими протягом усього очікуваного терміну служби.

3.3 Підтримка процесу затвердження авіакомпанією

Виробник зазвичай не отримує схвалення на подорож від імені кожного пасажира. Його роль полягає в наданні точної технічної інформації, яка дозволяє пасажиру та авіакомпанії оцінити пристрій та батареї.

Пакет підтримки виробника може включати:

• Модель POC та ідентифікація пристрою.

• Модель акумулятора, напруга, ємність та номінальна потужність у ват-годинах.

• Очікуваний час роботи при кожному налаштуванні потоку кисню.

• Зведення випробувань ООН 38.3, де це застосовується.

• Інструкції щодо перенесення та захисту запасних батарейок.

• Інструкції з експлуатації пристрою та акумулятора.

• Контактна інформація виробника.

• Застосовна інформація про відповідність POC.

Пасажирам слід зв’язатися з авіакомпанією-оператором перед подорожжю. Авіакомпанія може запросити попереднє повідомлення, медичну документацію, ранню реєстрацію або схвалення для акумуляторів ємністю від 101 до 160 Вт·год. Ці вимоги слід описувати як специфічні для авіакомпанії, а не як універсальні вимоги FAA.

Частина 4: Усунення несправностей та контрольний список

4.1 Управління суперечливою інформацією про авіакомпанію

Якщо інформація авіакомпанії видається суперечливою, пасажири та постачальники обладнання повинні звернутися за письмовим роз'ясненням до перевізника-оператора. Нормативні акти FAA та DOT встановлюють нормативні акти, тоді як авіакомпанії можуть додавати експлуатаційні процедури, такі як періоди повідомлення, документація, порядок реєстрації та перевірка акумуляторів.

Використайте наступний процес:

1. Підтвердіть, яка авіакомпанія обслуговує кожен сегмент польоту.

2. Вкажіть точний номер POC та номер моделі акумулятора.

3. Вкажіть номінальну потужність кожної батареї у ват-годинах.

4. Запитайте, чи потрібні попередній дозвіл на використання акумуляторів ємністю понад 100 Вт.

5. Підтвердьте необхідний час роботи від акумулятора для маршруту.

6. Запитуйте письмове підтвердження будь-якого схвалення.

7. Зберігайте відповідь авіакомпанії разом із проїзними документами.

Медичну довідку слід описувати як щось, що може вимагати авіакомпанія. Її не слід представляти як універсальну вимогу FAA або як таку, що завжди має бути видана протягом десяти днів до вильоту.

4.2 Запасні батареї та планування затримок

Пасажири повинні розрахувати потреби в акумуляторах, використовуючи очікувану максимальну тривалість польоту, необхідний рівень кисню, специфікації виробника щодо часу роботи та вимоги авіакомпанії щодо запасу безпеки. Сам лише час польоту може не враховувати посадку, руління, стикування, зміни рейсів або затримки.

Рекомендована підготовка включає:

• Повністю зарядіть та перевірте кожен акумулятор перед виїздом.

• Перевірте акумулятори на наявність здуття, пошкоджень, витоків або аномального нагрівання.

• Зберігайте запасні батарейки в ручній поклажі.

• Захищайте клеми кожної запасної батареї окремо.

• Тримайте батарейки доступними для перевірки служби безпеки або авіакомпанії.

• Візьміть із собою правильний блок живлення та адаптери для використання під час дозволених перерв.

• Не покладайтеся на наявність електричних розеток у літаку.

• Не транспортуйте пошкоджені або відкликані акумулятори.

• Уточнюйте вимоги авіакомпанії перед кожною поїздкою.

Виробникам не слід рекомендувати пасажирам «брати з собою щонайменше два акумулятори» без попереднього розрахунку необхідного часу роботи. Для деяких поїздок може знадобитися один акумулятор, тоді як для триваліших поїздок може знадобитися кілька модулів меншої ємності.

4.3 Контрольний список відповідності виробника

Використовуйте цей контрольний список під час розробки акумуляторів для портативних кисневих концентраторів, призначених для авіаперельотів:

• Перевірте номінальну потужність кожного акумулятора у Вт.

• Визначте, чи належить акумулятор до категорії ≤100 Вт·год або 101–160 Вт·год.

• Уникайте конструкцій з акумулятором потужністю понад 160 Вт·год для пасажирських авіаперевезень.

• Пройдіть відповідні транспортні випробування згідно з UN 38.3.

• Встановіть відповідний електричний та тепловий захист.

• Забезпечте чітке маркування напруги, ємності та потужності (Вт).

• Надайте захисні чохли або упаковку для запасних батарейок.

• Опублікуйте дані про виконання для кожного підтримуваного налаштування кисню.

• Підтримувати простежуваність продукції та виробництва.

• Розрізняйте етикетку відповідності POC від ідентифікаційної етикетки акумулятора.

• Надавати клієнтам документацію підтримки авіакомпанії.

• Регулярно переглядайте вимоги FAA, DOT та авіакомпаній.

Враховуючи енергоспоживання батареї, час роботи, маркування, транспортні випробування та документацію під час розробки продукту, виробники можуть створювати системи батарей для концентраторів кисню, які авіакомпаніям легше оцінювати, а пацієнтам безпечніше використовувати під час подорожі.

Висновок

Виробники акумуляторів для кисневих концентраторів, сумісних з авіакомпаніями, повинні розробляти їх з урахуванням кількох пов'язаних вимог. Акумулятори потужністю до 100 Вт·год, як правило, найпростіше транспортувати. Акумулятори потужністю від 101 Вт·год до 160 Вт·год потребують схвалення авіакомпанії, а акумулятори ємністю понад 160 Вт·год, як правило, заборонені для перевезення на пасажирських літаках.

Авіакомпанія також може вимагати від пасажира мати при собі достатню ємність акумулятора щонайменше на 150% очікуваної тривалості польоту. Виробники підтримують дотримання вимог, надаючи точні дані про час роботи, чітке маркування Wh, захист клем, документацію про транспортні випробування та відстежувану інформацію про продукт. Остаточне прийняття подорожі залишається предметом чинних правил та чинних процедур авіакомпанії-експлуатанта.

FAQ

Який хімічний склад літієвих батарей підходить для кисневих концентраторів, сумісних з авіакомпаніями?

NMC зазвичай розглядається, коли пріоритетами є висока щільність енергії та компактний розмір. LiFePO4 можна розглядати, коли важливіші термічна стабільність та тривалий термін служби, хоча його нижча щільність енергії може збільшити розмір та вагу акумулятора. Сам по собі хімічний склад не визначає прийнятність для авіакомпаній. Готовий акумулятор повинен відповідати застосовним вимогам щодо енергоспоживання, безпеки, транспортування та інтеграції пристроїв.

Як розрахувати номінальну потужність акумулятора у ват-годинах?

Помножте номінальну напругу акумулятора на його номінальну ємність в ампер-годинах:

Watt-hours = Nominal voltage × Amp-hours

Наприклад, акумулятор на 14.8 В, 10 А·год має номінальну ємність 148 Вт·год. Він належить до категорії 101–160 Вт·год і тому потребує схвалення авіакомпанії.

Яку інформацію повинні надавати виробники для перевірки авіакомпаніями?

Виробники повинні надати модель батареї, номінальну напругу, ємність, номінальну потужність у ват-годинах, хімічний склад, інформацію про сумісність, дані про час роботи, інструкції з використання та відповідну документацію щодо транспортних випробувань. Портативний кисневий концентратор також повинен мати необхідну етикетку відповідності, якщо це можливо.

Чи повинен один акумулятор забезпечувати 150% тривалості польоту?

Ні. Авіакомпанія може вимагати від пасажира мати при собі достатню загальну ємність акумулятора для роботи пристрою з керуванням повітряним судном (POC) щонайменше на 150% від очікуваної максимальної тривалості польоту. Ця ємність може бути забезпечена кількома сумісними, повністю зарядженими акумуляторами.

Чи можна використовувати один і той самий акумуляторний блок у медичному та промисловому обладнанні?

Подібну електричну конструкцію можна адаптувати для різних застосувань, але відповідність не може автоматично переноситися з одного пристрою на інший. Медичне обладнання, промислові інструменти та використання в авіації можуть передбачати різні вимоги до безпеки, продуктивності, документації та сертифікації. Кожне готове застосування має бути оцінено незалежно.

Де виробники можуть замовити індивідуальне рішення з виготовлення акумуляторів для кисневого концентратора?

Large Power розвивається спеціальні літієві акумулятори для портативного медичного обладнання, включаючи акумуляторні системи, адаптовані до напруги пристрою, часу роботи, розмірів, зв'язку та вимог захисту. Зверніться до наших інженерів з акумуляторів обговорити проект акумулятора кисневого концентратора.