汽车电动汽车革命正在为城市空气流动性铺平道路，但人们绝不能天真地认为电动汽车电池将足以用于电动飞行。快速充电要求、30倍的能量吞吐量增长和3倍的功率要求需要新一代电池。信用:埃里克·朗特里、欧共体动力喷气背包、机器人女仆和飞行汽车都是21世纪的承诺。取而代之的是机械化的自动吸尘器。现在，宾夕法尼亚州立大学的一组研究人员正在探索电动垂直起降(eVT OL)车辆的要求，并设计和测试潜在的电池电源。“我认为飞行汽车有潜力消除大量时间和提高生产率，并为运输打开天空走廊，”机械工程威廉·迪芬德主席和宾夕法尼亚州立大学电化学发动机中心主任赵-王洋说。"但是电动垂直起降飞行器对于电池来说是非常具有挑战性的技术."
研究人员定义了飞行汽车电池的技术要求，并在焦耳报告了一个原型电池。
“飞行汽车的电池需要非常高的能量密度，这样你才能呆在空中，”王说。“而且它们在起飞和着陆时也需要非常高的功率。垂直上下需要很大的动力。”
王指出，电池还需要快速充电，以便在高峰时段有高收入。他看到这些车辆频繁起飞和降落，并经常快速充电。
“从商业角度来说，我预计这些车辆将行驶15趟，在高峰时段每天两次，以证明这些车辆的成本是合理的，”王说。“第一次使用可能是从一个城市到一个机场，载着三到四个人大约50英里。”
重量也是这些电池的一个考虑因素，因为车辆将不得不提升和降落电池。王说，一旦号起飞，短途旅行的平均时速将达到100英里，长途旅行的平均时速将达到200英里。
研究人员通过实验测试了两种高能量密度的锂离子电池，这种电池可以在5到10分钟内为50英里的电动垂直起降之旅补充足够的能量。这些电池在其寿命期内可以维持2000多次快速充电。
王和他的团队使用了他们一直致力于电动汽车电池的技术。关键是对电池进行加热，以允许快速充电，而不会形成锂尖峰，这会损坏电池并造成危险。事实证明，加热电池还可以快速释放电池中的能量，以便起飞和降落。
研究人员通过结合镍箔加热电池，使电池快速达到140华氏度。
“在正常情况下，电池所必需的三个属性是相互矛盾的，”王说。“高能量密度会减少快速充电，快速充电通常会减少可能的充电周期数。但我们能够在一个电池中完成这三项任务。”
飞行汽车的一个完全独特的方面是电池必须始终保持一定的电量。例如，与手机电池完全放电和充电时效果最佳不同，飞行汽车电池永远不能在空中完全放电，因为需要电力才能在空中停留和降落。飞行汽车电池总需要有一个安全裕度。
当电池没电时，充电的内阻很低，但剩余电量越高，就越难将更多的能量推入电池。通常，充电会随着电池充满而变慢。然而，通过加热电池，充电可以保持在5到10分钟的范围内。
“我希望我们在这篇论文中所做的工作能给人们一个坚实的想法，即我们不需要再过20年才能最终获得这些车辆，”王说。“我相信我们已经证明了电动垂直起降在商业上是可行的。”
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
