Das Hauptaugenmerk in der Luftfahrt liegt auf Sicherheit und Zuverlässigkeit:

• Fail-Operational statt Fail-Safe.
• Weitverbreitete Verwendung von Redundanz und Dissimularität bei der Entwicklung von Systemen und Komponenten.

Der sichere Weiterflug und Landen (Continuous Safe Flight and Landing, CSFL) an ausgewiesenen Landeplätzen muss nach jeder Art von Ausfall gewährleistet sein. Hohe Priorität für sicheres Feuermanagement mit hohen Sicherheitsmargen:

• Annahme des Versagens einer Zelle und Nachweis der Nichtausbreitung des Feuers auf andere Zellen unter Worst-Case Auslösebedingungen
• Annahme des gleichzeitigen Versagens mehrerer Zellen (20 % der Zellen im Pack) und Nachweis der sicheren Beherrschung des entstehenden Feuers bis zur Landung.
• Nachweis, dass nach einem Absturz (aus 15,2 m Höhe – Aufprall mit 62 km/h auf eine Betonfläche), kein Feuer entsteht.

Batteriegewicht ist wichtiger als das Batterievolumen:

• Gravimetrische Energiedichte ist wichtiger als volumetrische.
• Vorrang bei der Optimierung auf Flugzeugebene anstelle der Optimierung auf Systemebene.

Die Anforderungen für die Zertifizierung von Antriebsbatterien für die Luftfahrt sind noch nicht vollständig festgelegt:

• SC-VTOL, unter der eVTOLs von der EASA eine Zulassung erhalten können, definiert grundsätzliche Ziele (das “Was”, z. B. “kein einzelner Ausfall darf katastrophale Folgen haben”, “sicherer Umgang mit Feuer”, “weniger als einmal alle 1e9 Flugstunden ein Todesopfer”), aber nicht, was zu tun ist um diese Ziele zu erreichen, oder wie das gegenüber den Behörden nachgewiesen werden kann (das “Wie”, d. h. akzeptierte Mittel zur Erfüllung der Anforderungen (AMC)).
  Sowohl von den Behörden (EASA) als auch von den Normungsgremien (EUROCAE, SAE) werden derzeit sogenannte Mittel zur Einhaltung der Vorschriften (MOC) entwickelt und veröffentlicht, um dieses “Wie” zu beantworten.

Nicht jeder darf ein Batteriesystem für den Einsatz in der Luftfahrt entwickeln und zertifizieren. Selbst wenn das Endprodukt alle von den Aufsichtsbehörden für die Zertifizierung geforderten Tests besteht, kann es nicht in einem Flugzeug verwendet werden außer:

• Die technischen Experten der Zulassungsbehörde überwachen die Entwicklung von Anfang an (Level of Involvement LOI).
  Die Zulassungsbehörde stellt sicher, dass das Unternehmen, das das System entwickelt, die erforderlichen Entwicklungsprozesse für die Luftfahrt einhält (Design Organization Approval DOA).
• Die Zertifizierungsbehörde stellt sicher, dass das Unternehmen, das das System herstellt, die für die Luftfahrt erforderlichen Herstellungsverfahren einhält (Production Organization Approval POA).

Die beiden Aktivitäten verlaufen parallel zueinander:

• Produktentwicklung
• Zertifizierung

Das Unternehmen sollte über eine Zulassung als Entwicklungsbetrieb von der entsprechenden Zertifizierungsbehörde verfügen, um sicherzustellen, dass die erforderlichen Qualitäts- und Entwicklungssicherungsprozesse vorhanden sind.

Produktentwicklung

Der Produktentwicklungsprozess folgt im Allgemeinen dem V-Modell, wie es in der Norm ARP 4754A: Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems beschrieben ist.
Damit die Produkte zertifiziert werden können, muss ihre Entwicklung bestimmten Standards folgen:

• Die Entwicklung von Hardware und Software erfolgt gemäß RTCA DO-178C: Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification und RTCA DO-254: Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware
• Die Sicherheitsbewertung wird durch ARP 4761 abgedeckt: Guidelines and Methods for Conducting the Safety Assessment Process on Civil Airborne Systems and Equipment
• Richtlinien für die Entwicklung und Prüfung von Batterien sind in RTCA DO-311A: Minimum Operational Performance Standards for Rechargeable Lithium Batteries and Battery Systems (Mindestanforderungen an die Betriebsleistung von wiederaufladbaren Lithiumbatterien und Batteriesystemen), RTCA DO-160G: Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment (Umweltbedingungen und Prüfverfahren für luftgestützte Ausrüstungen) sowie in verschiedenen EUROCAE-, SAE- und ASTM-Normen, die derzeit entwickelt werden, festgelegt.
• Reviews wie System Definition Review SDR, Preliminary Design Review PDR, Critical Design Review CDR, Test Readiness Review TRR und Flight Readiness Review FRR bieten Entwicklungsmeilensteine zur Kontrolle.

Zertifizierung

Zunächst muss die Zulassungsgrundlage festgelegt werden, d.h. welche übergeordneten Anforderungen das Flugzeug je nach Typ erfüllen muss. Es gibt z.B. SC-VTOL für eVTOLs, CS-27/29 für Hubschrauber oder CS-23/25 für Flugzeuge. SC-E19 für elektrische Antriebssysteme gilt zusätzlich bei Elektro- oder Hybridflugzeugen. Der Antragsteller muss sich mit den Zulassungsbehörden darüber einigen, welche dieser Anforderungen für sein spezifisches Programm gelten.

Auf dieser Grundlage und auf der Grundlage der Flugzeug-/Systemkonstruktion und -spezifikationen erstellt der OEM Zertifizierungspläne (CP) für das Flugzeug und seine Systeme, in denen beschrieben wird, wie der Nachweis erbracht wird, dass die Systeme jede anwendbare Zertifizierungsanforderung erfüllen (d. h. welche Dokumente erstellt werden, welche Tests oder Analysen durchgeführt werden usw.), und in welchem Umfang die Zertifizierungsbehörden an den Aktivitäten zum Nachweis der Erfüllung beteiligt werden. Der CP muss eingereicht und von den Behörden genehmigt werden.

Während der Entwicklung der Komponenten und Systeme werden Designbeschreibungen, Analysedokumente, Sicherheitsbewertungen, Zeichnungen, technische Tests usw. erstellt und ordnungsgemäß dokumentiert. Diese werden im Rahmen der Entwicklungsprüfung überprüft und teilweise als Konformitätsdokumente, wie in der CP definiert, eingereicht.

Wenn die Komponenten oder Systeme fertig entwickelt sind, werden sie gemäß der CP geprüft. Die Zertifizierungsbehörden können jedem zertifizierungsrelevanten Test beiwohnen, wenn sie das wünschen, und jeden Entwicklungsschritt der Komponente überprüfen.

Dies ist ein sehr vereinfachter Überblick über den Entwicklungs- und Zertifizierungsprozess für Personen, die nicht in der Luftfahrtbranche tätig sind. Sie basieren auf den europäischen (EASA) Regeln, aber der Prozess in den USA (FAA) ist sehr ähnlich.