FAA AC 20-184 电池适航指南详解

FAA AC 20-184 电池适航指南详解（大于500字）

FAA AC 20-184，全称为《Advisory Circular 20-184: Guidance on Testing and Installation of Rechargeable Lithium Battery and Battery Systems on Aircraft》，是美国联邦航空局（FAA）发布的一份非强制性适航咨询通告，用于指导航空制造商、系统集成商和电池供应商如何对锂电池及其系统进行测试、评估与安装，以满足航空适航性要求。

这份通告首次发布于2013年，是FAA为应对航空锂电池使用增长及安全事件（如波音787“梦幻客机”电池起火事故）所采取的重要技术监管文件之一。虽然 AC 通常不具强制性，但在实际适航申请中，它被广泛视为最权威的合规路径说明，特别是与 TSO-C179、RTCA DO-311A、DO-160G 等标准配合使用时，为航空锂电池系统的开发和适航认证提供了清晰框架。

一、适用范围

AC 20-184 适用于以下设备和场景：

• 锂离子电池（Li-ion）

• 锂聚合物电池（Li-Po）

• 电池管理系统（BMS）

• 嵌入式电池组、便携式电池、地面充电电源、备用电源等

• 商用运输机、通航飞机、直升机、eVTOL、无人机等各种航空器

特别重要的是，AC 20-184 适用于机载电池“作为系统部件”被集成进飞控、通信、导航、动力等关键航空子系统的情形。

二、指导核心内容

1. 风险识别与分析

AC 20-184 强调，对每个电池系统必须进行功能危害评估（Functional Hazard Assessment, FHA），明确在电池故障时可能对飞行安全造成的影响等级（灾难性、危险、严重、次要或无影响）。这一评估将决定后续测试和认证的严格程度。

2. 测试建议标准

通告推荐使用以下标准作为测试依据：

• RTCA DO-311A：适用于电池功能安全、热失控、电气滥用、环境滥用等测试；

• RTCA DO-160G：适用于环境适应性测试，如振动、冲击、温湿度、电磁兼容等。

开发者可依据所识别的危险等级来制定相应测试方案。对于高危害等级应用（如主电源、飞控电池），测试项目更为严格，包括热失控传播限制测试、冗余BMS测试等。

3. 设计评估要求

AC 20-184 提出一系列电池系统设计要点：

• 必须具备过压、欠压、过流、过温保护；

• BMS 应具备状态监测、故障记录、自我诊断等功能；

• 如果电池有嵌入式软件，则必须遵循 DO-178C；若含数字电路，需遵循 DO-254；

• 电池壳体设计应防火、阻热、抗冲击；

• 应防止热失控电芯向相邻电芯传播。

4. 安装与适配要求

安装电池时应满足以下条件：

• 电池必须远离高热、高压、高燃料区；

• 应保证足够散热与通风空间；

• 接线与连接器需防误插、防短路、抗震动；

• 若存在备用系统，需说明故障切换机制。

FAA 强调，电池系统的安装不得对整机适航造成任何影响，特别是在飞行中断电、短路、温升时，其他关键子系统仍应保持可用状态。

5. 维护与报文系统

AC 20-184 鼓励电池系统具备自诊断与健康状态监测功能，支持维护周期优化和预防性维护（Predictive Maintenance）。例如，集成 SoH（健康状态）算法与传感器，可提示用户更换老化电池或检测连接故障。

三、AC 20-184 与其他标准的协同关系

这些标准和指南共同构建了航空锂电池的合规框架，AC 20-184 是串联起上述要求的桥梁。

四、实际应用意义

对于锂电池开发企业、航空设备供应商和OEM制造商而言，AC 20-184 提供了一种可参考的合规路径：

• 帮助识别关键设计风险；

• 明确需要采用哪些测试和标准；

• 指导系统集成和安装步骤；

• 降低适航审查过程中的返工与审查不通过概率；

• 缩短电池适航申请周期。

特别是近年来随着电动飞机（eVTOL）、混动推进系统和高功率军用无人机的兴起，高能量密度锂电池正逐步从辅助系统向主动力系统扩展。AC 20-184 提供了一个从“辅助电源”到“关键系统”的认证升级路径。

五、总结

FAA AC 20-184 是航空领域锂电池设计、测试和适航认证的重要参考指南。它不仅帮助制造商理解FAA的安全要求，也提供了完整的技术框架来规范电池的开发与集成工作。虽然该通告本身为非强制性，但其内容往往被适航审查员作为评估依据广泛采用。

未来，随着航空电气化趋势的加强和无人系统的普及，AC 20-184 的应用范围与重要性将持续扩大。对于锂电池企业而言，深入理解并践行该指南，是进入航空供应链、实现高端适航认证的必要步骤。