钜大LARGE | 点击量：736次 | 2021年12月20日
新一代电池为飞行汽车带来福音 可实现经常且快速的充电
宾夕法尼亚州立大学的一个研究团队正在探索电动垂直起降(eVTOL)车辆的需求，并设计和测试潜在的电池电源。
我认为飞行汽车有潜力节省大量时间，提高生产率，为交通运输开辟天空走廊，宾夕法尼亚州立大学机械工程WilliamE.Diefender主席兼电化学发动机中心主任王朝阳说，但电动垂直起降飞行器对电池来说是非常具有挑战性的技术。
汽车电动汽车革命正在为城市空中交通铺平道路，但人们不能天真地认为电动汽车电池就足以实现电动飞行。快速充电要求、30倍的能量吞吐量增加和3倍的功率要求需要新一代电池。
研究人员定义了飞行汽车电池的技术要求，并在6月7日的焦耳中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，这样你就能在空中停留，王说，它们在起飞和降落时也需要非常大的动力。它需要很大的能量才能垂直上下移动。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
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%
王指出，电池还需要快速充电，以便在高峰时段获得高收入。他看到这些车辆经常起飞和降落，充电又快又频繁。
他说，从商业角度来看，我预计这些车辆将在高峰时间一天行驶两次，每次行驶15次，以证明它们的成本是合理的。第一次使用可能是从一个城市到一个机场，大约50英里内可以载三到四个人。
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。一旦eVTOL起飞，短途旅行的平均速度将为100英里每小时，长途旅行的平均速度为200英里每小时，王说。
研究人员对两个能量密集的锂离子电池进行了实验测试，它们可以在5到10分钟内为50英里的eVTOL旅程充电。这些电池在其使用寿命中可以维持超过2000次的快速充电。
王和他的团队使用了他们一直在研究的电动车电池技术。关键是加热电池，让电池快速充电，而不会形成破坏电池和危险的锂峰。事实证明，加热电池也可以快速释放电池中的能量，以保证起飞和降落。
研究人员使用镍箔加热电池，使电池迅速达到华氏140度。
在正常情况下，eVTOL电池所需的三个属性相互影响，王说，高能量密度减少了快速充电，而快速充电通常会减少可能的充电循环次数。但我们能够在一个电池中完成这三项工作。
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，与手机电池在完全放电和充电后效果最佳的情况不同，飞行汽车电池永远不能在空中完全放电，因为在空中停留和着陆都需要电力。飞行汽车电池总是需要有一个安全边际。
当电池电量耗尽时，充电内阻较低，但剩余电量越高，就越难以将更多能量注入电池。通常，充电会随着电池充满而减慢。然而，通过加热电池，充电可以保持在五到十分钟的范围内。
我希望我们在这篇论文中所做的工作能让人们有一个坚实的想法，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eVTOL在商业上是可行的。
