Der Arcus E ist mit einem Batteriesystem ausgestattet, das auf Lithium-Ionen Zellen des Typs SAFT VL41M basiert. Als erstes Unternehmen weltweit hat Lange Aviation diese Batterien verwendet. Im Laufe der Zeit hat eine beeindruckende Zahl anderer Anwender die Vorteile dieses Batterietyps zu schätzen gelernt und das Anwendungsspektrum vergrößert sich stetig.
Lithium ist das leichteste Metall und verfügt gleichzeitig über das höchste negative Standard-Potenzial. Die geringe Materialdichte und der hohe Spannungspegel führen zu einer hohen spezifischen Energiedichte. Verglichen mit anderen verfügbaren Lithium-Zellen (Li-Po, Li-Su) bieten die Batterien vom Typ SAFT VL41M sehr gute Hochstromfähigkeit und Zyklenfestigkeit. Das qualifiziert SAFT VL41M Li-Ion Zellen für den Einsatz als Energieträger im Flugzeug vor allen anderen marktgängigen Batterietypen.
Leistungsfähigkeit
Voll aufgeladen ermöglichen die Batterien eine Gesamtsteighöhe des Arcus E von bis zu 3100 m (detaillierte Angaben siehe Technische Daten). Diese kann entweder in einem Stück oder verteilt auf mehrere Steigflüge ausgeschöpft werden. Auch mehrere Starts sind mit einer Ladung möglich. Für jeden Eigenstart müssen dann etwa 100 m Gesamtsteighöhe abgezogen werden.
Wie bei allen Batterien ist die Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien abhängig von der Batterietemperatur. Um diesem Effekt zu begegnen wird eine elektrische Batterieheizung verwendet. Ist das Ladegerät mit dem Stromnetz verbunden, erfolgt die Batteriebeheizung (wenn nötig) über den Ladestrom. In der Luft wird Batteriestrom verwendet, um die optimale Batterietemperatur zu gewährleisten. Dies geschieht automatisch. Um bei sehr langen Flügen in kalter Luft den Stromverbrauch zwischendurch zu verringern, kann die Batterieheizung ab- und bei Bedarf wieder zugeschaltet werden. Selbst bei abgeschalteter Heizung garantiert die gute Batterieisolation durch den Flügeleinbau über einen langen Zeitraum kaum merkliche Kapazitätsverluste durch Abkühlen der Akkus.
Lebenserwartung
Die Lebenserwartung der Batterie wird durch zwei Faktoren entscheidend beeinflusst:
- die Zyklenanzahl
- die natürliche Alterung
Zyklenanzahl
Die Batteriekapazität nimmt mit zunehmender Zahl von Lade- und Entladevorgängen ab. Die Lebenserwartung der Batterie liegt nach neuesten Erkenntnisse bei mehr als 3000 SAE-Zyklen. Ein SAE-Zyklus steht für volles Aufladen der Batterie und eine Entladung auf 20% der Kapazität. Teilentladung bzw. –aufladung entspricht nur einem äquivalenten Anteil eines vollen Zyklus. Nach 3000 dieser SAE-Zyklen hat die Kapazität der Batterie auf 80% des Ausgangszustandes abgenommen. Für den Piloten bedeutet dies, dass die Batterie mindestens 4.150.000 Steigmeter ermöglicht, bevor sie ausgetauscht werden soll.
Natürliche Alterung
In der Praxis relevanter ist die natürliche Alterung der Batterien. So empfiehlt sich der Wechsel der Batterien nach neuesten Erkenntnissen bei einer mittleren Lagertemperatur von 20°C nach ca. 20 Jahren. Auch dann hat die Batteriekapazität auf 80% der Anfangskapazität abgenommen.
Verfügbarkeit
Als Benutzer von SAFT VL41M Batterien befindet sich Lange Aviation in guter Gesellschaft. So werden diese Akkus beispielsweise in den aktuellen europäischen Satelliten, der Militärdrohne RQ-4B Global Hawk, dem Joint Strike Fighter, dem Airbus 380 und vielen anderen Hochtechnologieanwendenungen eingebaut.
Die Verfügbarkeit dieses Batteriesystems ist aufgrund der militärischen Verwendungen bis zum Jahr 2031 gesichert.
Batterie plus
Zur Vergrößerung der Steighöhe ist es möglich die Batterie um 27 Zellen zu vergrößern. Die Steighöhe wird damit um ca. 28% erhöht. Die maximale Steighöhe einsitzig (Pilot 70kg) erhöht sich von 2430 m auf 3130m und zweisitzig (2 Piloten=180kg) von 1960 m auf 2510m. Die Leermasse erhöht sich bei dieser Option um ca. 30 kg. Die Erweiterung der Batterie wird als Option lieferbar sein.
Einbauort
Die Batterien sind in den Tragflächen integriert. Der Ein- und Ausbau der Batterien erfolgt über eine Aussparung in der Wurzelrippe und benötigt jeweils etwa 20 min.
Da die Tragflächen mit den Batterien eine erhöhte Masse aufweisen wird eine Aufrüsthilfe serienmäßig mitgeliefert, die den Kraftaufwand und die Aufrüstzeit auf ein bequemes Minimum reduziert.
Auch ein Aufrüsten alleine stellt kein Problem dar, aber natürlich ist ein Aufrüsten zu zweit immer angenehmer