鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:755次 | 2021年12月20日
新一代電池為飛行汽車帶來(lái)福音 可實(shí)現(xiàn)經(jīng)常且快速的充電
賓夕法尼亞州立大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在探索電動(dòng)垂直起降(eVTOL)車輛的需求,并設(shè)計(jì)和測(cè)試潛在的電池電源。
我認(rèn)為飛行汽車有潛力節(jié)省大量時(shí)間,提高生產(chǎn)率,為交通運(yùn)輸開(kāi)辟天空走廊,賓夕法尼亞州立大學(xué)機(jī)械工程WilliamE.Diefender主席兼電化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)中心主任王朝陽(yáng)說(shuō),但電動(dòng)垂直起降飛行器對(duì)電池來(lái)說(shuō)是非常具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)。
汽車電動(dòng)汽車革命正在為城市空中交通鋪平道路,但人們不能天真地認(rèn)為電動(dòng)汽車電池就足以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)飛行??焖俪潆娨?、30倍的能量吞吐量增加和3倍的功率要求需要新一代電池。
研究人員定義了飛行汽車電池的技術(shù)要求,并在6月7日的焦耳中報(bào)告了一個(gè)原型電池。
飛行汽車的電池需要非常高的能量密度,這樣你就能在空中停留,王說(shuō),它們?cè)谄痫w和降落時(shí)也需要非常大的動(dòng)力。它需要很大的能量才能垂直上下移動(dòng)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
王指出,電池還需要快速充電,以便在高峰時(shí)段獲得高收入。他看到這些車輛經(jīng)常起飛和降落,充電又快又頻繁。
他說(shuō),從商業(yè)角度來(lái)看,我預(yù)計(jì)這些車輛將在高峰時(shí)間一天行駛兩次,每次行駛15次,以證明它們的成本是合理的。第一次使用可能是從一個(gè)城市到一個(gè)機(jī)場(chǎng),大約50英里內(nèi)可以載三到四個(gè)人。
重量也是這些電池的一個(gè)考慮因素,因?yàn)檐囕v將不得不提升和降落電池。一旦eVTOL起飛,短途旅行的平均速度將為100英里每小時(shí),長(zhǎng)途旅行的平均速度為200英里每小時(shí),王說(shuō)。
研究人員對(duì)兩個(gè)能量密集的鋰離子電池進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,它們可以在5到10分鐘內(nèi)為50英里的eVTOL旅程充電。這些電池在其使用壽命中可以維持超過(guò)2000次的快速充電。
王和他的團(tuán)隊(duì)使用了他們一直在研究的電動(dòng)車電池技術(shù)。關(guān)鍵是加熱電池,讓電池快速充電,而不會(huì)形成破壞電池和危險(xiǎn)的鋰峰。事實(shí)證明,加熱電池也可以快速釋放電池中的能量,以保證起飛和降落。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
研究人員使用鎳箔加熱電池,使電池迅速達(dá)到華氏140度。
在正常情況下,eVTOL電池所需的三個(gè)屬性相互影響,王說(shuō),高能量密度減少了快速充電,而快速充電通常會(huì)減少可能的充電循環(huán)次數(shù)。但我們能夠在一個(gè)電池中完成這三項(xiàng)工作。
飛行汽車的一個(gè)完全獨(dú)特的方面是電池必須始終保持一定的電量。例如,與手機(jī)電池在完全放電和充電后效果最佳的情況不同,飛行汽車電池永遠(yuǎn)不能在空中完全放電,因?yàn)樵诳罩型A艉椭懚夹枰娏Αow行汽車電池總是需要有一個(gè)安全邊際。
當(dāng)電池電量耗盡時(shí),充電內(nèi)阻較低,但剩余電量越高,就越難以將更多能量注入電池。通常,充電會(huì)隨著電池充滿而減慢。然而,通過(guò)加熱電池,充電可以保持在五到十分鐘的范圍內(nèi)。
我希望我們?cè)谶@篇論文中所做的工作能讓人們有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的想法,即我們不需要再過(guò)20年才能最終獲得這些車輛,王說(shuō),我相信我們已經(jīng)證明eVTOL在商業(yè)上是可行的。