科学家正起草飞行汽车电池标准 充电5-10分钟飞行

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来自美国宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组目前正在探索电动垂直起降（eVTOL）飞机的要求，并设计和测试潜在的电池动力源。该大学 William E. Diefender 机械工程讲席教授、电池与储能技术研究院院长王朝阳表示：“我认为飞行汽车有可能节省大量的时间，提高生产力，并为运输打开空中走廊。但是电动垂直起降车对电池来说是非常具有挑战性的技术”。

研究人员起草了飞行汽车电池的技术要求标准，并在 2021 年 6 月 7 日在 Joule 报告了一个原型电池。王教授表示：“飞行汽车的电池需要非常高的能量密度，这样你才能在空中停留。而且它们在起飞和降落时也需要非常高的功率。它需要大量的动力来垂直上升和下降”。

王教授指出，电池还需要快速充电，因此在高峰期可能会更高的负荷。他认为这些车辆有频繁的起飞和降落，并迅速而频繁地进行充电。王教授说：“在商业上，我希望这些车辆能在高峰期每天往返15次，以证明这些车辆的成本是合理的。第一次使用可能是从一个城市到一个机场，携带三到四个人，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。一旦 eVTOL 起飞，在短途旅行中，平均速度将是每小时100英里，长途旅行将平均每小时200英里。研究人员在实验中测试了两种能量密集的锂离子电池，它们可以在5到10分钟内为50英里的eVTOL旅行充入足够的能量。这些电池在其生命周期内可以维持2000多次快速充电。

王和他的团队使用了他们一直在研究的电动汽车电池的技术。关键是加热电池以允许快速充电，而不形成损害电池和危险的锂尖峰。事实证明，对电池进行加热也能使电池中持有的能量快速放电，从而实现起飞和降落。

王说："在正常情况下，eVTOL电池所需的三个属性是相互作用的。"高能量密度会减少快速充电，而快速充电通常会减少可能的充电周期数。但是我们能够在一个电池中平衡这三点"。

飞行汽车的一个完全独特的方面是，电池必须始终保持一些电量。例如，与手机电池不同的是，手机电池在完全放电后再充电时效果最好，而飞行汽车的电池在空中永远不能完全放电，因为需要电力来保持在空中和降落。飞行汽车电池总是需要有一定的安全系数。

当电池为空时，充电的内部阻力很低，但剩余电量越高，越难将更多的能量推入电池。通常情况下，随着电池的填充，重新充电的速度会减慢。然而，通过加热电池，充电可以保持在5到10分钟的范围内。

文章来源：《科学与信息化》 网址: http://www.kxyxxhzz.cn/zonghexinwen/2021/0613/1739.html