钜大LARGE | 点击量:614次 | 2021年11月16日
储能电池研发遭遇瓶颈 Uber飞行汽车梦将破碎?
101年前,格·寇蒂斯带着他的飞行汽车第一次出现在世人面前,当时的轰动性不亚于马斯克将跑车送上太空。101年后,Uber有一个大胆的设想,研发未来的飞行汽车以解决交通拥堵问题。
飞行汽车电池储能是研发关键
据悉,Uber打算到2023年,让民众能使用上小型垂直起降的代步工具,为上班族供应方便、可靠的出行工具(试想一下从旧金山开飞行汽车仅需15分钟便可以抵达圣何塞市是多么值得期待的事)。
此外,为了保证环境清洁以及可持续发展,Uber打算研发的飞行汽车100%使用电能驱动,并且能源只来自于清洁能源,Uber表示,最开始的飞行汽车将有驾驶员,2030年左右,将研发完全可以安全自动驾驶的飞行汽车。
在今年三月二十七日美国佛罗里达州劳德代尔堡举办的2018年电池研讨会上,Uber负责储能系统的工程师CelinaMikolajczak表示,目前急需和其它公司进行通力合作以便打造更为轻便的储能电池,她还承认,目前市面上的电池性能各异,符合飞行汽车标准的更轻、更安全、电量更大的电池目前还没有研发出来。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
北极星储能网了解到,CelinaMikolajczak此前曾在特斯拉任职高级经理,并负责特斯拉电池组的开发。
飞行汽车所需电池还停留在研发阶段?
据悉,此前Uber曾和世界电池领域专家达恩讨论过飞行汽车电池储能系统的架构;达恩目前为特斯拉公司的下一代储能电池进行相关研发。
达恩表示,为了更好的了解电池的性能,研发人员必须切开电池以研究里面发生的每一个重要的化学变化,这也意味着他们不能总是在不同时间段测试同一块电池的生命周期。
达恩位于达尔豪西大学的研究小组发现,在每一块锂离子电池中,都有一个液体电解质,在正负电极之间传递带电粒子。达恩表示,可以找到有关电池健康至关重要的细节,并在不同的时间和电解质生命周期研究多长时间电池冻结和解冻。从理论上讲,这一发现有助于帮助科学家建造Uber所要的新型电池。但这也仅仅是电池科学的一个显著进步,而不是Uber梦想的大飞跃,Uber所需的储能电池似乎遭遇了研发瓶颈。
Uber的飞行汽车不仅要新的飞机设计,还要一个全新的管理系统来支持一种新型城市交通形式。至关重要的是,要想在商业上取得成功,Uber的飞行汽车要一种更加轻型、廉价、耐用并且快速充电的电池,还要强大到可以为一架运载几个人的飞机供应所需能量。
UBER和特斯拉储能电池数据比较
下面罗列了Uber工程师CelinaMikolajczak梦想汇总的Uber飞行汽车电池数据:
电池容量:150千瓦小时(千瓦时)
•电池组能量密度:300千克/千克(瓦特小时/千克)
•电池寿命:500个周期(到2023年);1000个周期(到2028年);2000个周期(到2032年)
•高峰充电时间:在五分钟内新增约20%容量
没有比较就没有伤害,和辆特斯拉ModelS100D,其行驶里程为335英里(540公里)相比,可以看一下这款电动汽车电池数据:
•电池容量:100千瓦小时
•电池组能量密度:200瓦时/千克
•电池寿命:至少500个周期
•高峰充电时间:在30分钟内新增约50%容量
从上述数据比较中可以看到,Uber梦想中的储能电池似乎问题不大。
当今最好的锂离子技术已经接近其能量密度的极限,理论上有些物质可以吸收更多的能量,但要一种新的化学反应。行业专家表示,将新的化学药品推向市场要长达15年的时间,因为要确保一个可靠的产品从保证供应链到严格的安全测试,还有非常多的事要去完成。
世界相关国家加快飞行汽车研发和投产
Mikolajczak指出,美国能源部打算到2021年花费5000万美元创建一个高达500瓦时/千克能量密度的电池。但是行业专家清楚地认识到,这只是政府的预期目标,距离实际要达到的还有很远的距离。
现实总是美好的,考虑到对新型储能电池的日益需求,这种需求不仅仅体现在飞行汽车上,有可能不用15年就可以研发出适合飞行汽车使用的大容量、高性能储能电池。
Uber分析师表示,飞行汽车的项目是该公司前创始人兼行政总裁TravisKalanick深受重视的一个项目,尽管Kalanick离职后,Uber还投资建设了项目团队专注于该项目的研究,对该项目有了解的人士表示,该项目似乎已经变成一个公关练习活动,而不是商业公司的项目。
一个多世纪以来,人们一直梦想着驾驶飞行汽车。但是商业上的限制阻碍了他们成为现实,比如老式的设计往往都要一个很长的跑到用于飞行器的起飞和降落,但是建造跑到对普通购车者的成本不是每个人都可以负担得起。
事情一直在悄然发生改变,小型无人机的出现和技术的成熟,使得研发人员可以能够制造出可以垂直起飞和降落的飞行车辆,从而从根本上消除了对跑道的需求。假如说飞行汽车有朝一日可以走进千家万户,那有可能就是现在。
世界各国都在积极研发飞行汽车,被我国吉利公司收购的一家美国飞行汽车公司Terrafugia表示,其气动力飞行车TF-X,明年将上市销售,价格定在20万-30万美元,而这仅相当于一辆豪华跑车的标价。