Инновационная аккумуляторная технология выводит летающие автомобили вперед

Реактивные ранцы, роботы-горничные и летающие автомобили - все это было обещаниями 21 века. Но вместо них мы получили механизированные автономные пылесосы.

Теперь группа исследователей из штата Пенсильвания изучает требования к электрическим транспортным средствам вертикального взлета и посадки (eVTOL), а также разрабатывает и тестирует потенциальные источники питания.

Аккумуляторы для eVTOL

"Я думаю, что летающие автомобили имеют потенциал для устранения большого количества времени, повышения производительности и открытия небесных коридоров для транспорта", - говорит Чао-Ян Ванг, заведующий кафедрой машиностроения имени Уильяма Е. Дифендера и директор Центра электрохимических двигателей в штате Пенсильвания. "Но электрические транспортные средства вертикального взлета и посадки - очень сложная технология для батарей".

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Исследователи определили технические требования к батареям для летающих автомобилей и доложили о прототипе батареи 7 июня 2021 года в журнале Joule.

"Батареи для летающих автомобилей нуждаются в очень высокой плотности энергии, чтобы можно было оставаться в воздухе", - говорит Ванг. "И им также нужна очень высокая мощность во время взлета и посадки. Для вертикального подъема и спуска требуется много энергии".

Ванг отмечает, что батареи также должны будут быстро заряжаться, поэтому в часы пик они могут приносить большую прибыль. Он видит эти транспортные средства с частыми взлетами и посадками и быстрой и частой подзарядкой.

"В коммерческом плане я ожидаю, что эти транспортные средства будут совершать 15 поездок дважды в день в часы пик, чтобы оправдать стоимость транспортных средств", - говорит Ванг. "Первое использование, вероятно, будет из города в аэропорт с перевозкой трех-четырех человек на расстояние около 50 миль".

Вес также является важным фактором для этих батарей, поскольку транспортному средству придется поднимать и сажать батареи. По словам Ванга, после того как eVTOL взлетит, средняя скорость при коротких поездках составит 100 миль в час, а при длительных поездках - 200 миль в час.

Исследователи экспериментально протестировали две энергоемкие литий-ионные батареи, которые могут заряжаться энергией, достаточной для 50-мильной поездки eVTOL за пять-десять минут. Эти батареи могут выдержать более 2 000 быстрых зарядок в течение всего срока службы.

Ванг и его команда использовали технологию, над которой они работали для батарей электромобилей. Главное - нагреть батарею, чтобы обеспечить быструю зарядку без образования литиевых пиков, которые повреждают батарею и представляют опасность. Оказалось, что нагрев батареи также позволяет быстро разряжать энергию, хранящуюся в батарее, чтобы обеспечить взлет и посадку.

Исследователи нагревают батареи с помощью никелевой фольги, которая быстро нагревает батарею до 140 градусов по Фаренгейту.

"В обычных условиях три качества, необходимые для батареи eVTOL, работают друг против друга", - говорит Ванг. "Высокая плотность энергии снижает быструю зарядку, а быстрая зарядка обычно снижает количество возможных циклов перезарядки. Но мы в состоянии сделать все три характеристики в одной батарее".

Одним из совершенно уникальных аспектов летающих автомобилей является то, что батареи должны всегда сохранять некоторый заряд. В отличие, например, от батарей сотовых телефонов, которые лучше всего работают при полной разрядке и зарядке, батарея летающего автомобиля никогда не может быть полностью разряжена в воздухе, потому что энергия необходима для поддержания в воздухе и приземления. В аккумуляторе летающего автомобиля всегда должен быть запас прочности.

Когда батарея разряжена, внутреннее сопротивление зарядке низкое, но чем выше остаточный заряд, тем сложнее влить в батарею больше энергии. Как правило, зарядка замедляется по мере заполнения батареи. Однако, нагревая батарею, можно добиться того, что зарядка будет продолжаться от пяти до десяти минут.

"Я надеюсь, что работа, которую мы проделали в этой статье, даст людям уверенность в том, что нам не нужно еще 20 лет, чтобы наконец-то получить эти автомобили", - сказал Ванг. "Я считаю, что мы продемонстрировали коммерческую жизнеспособность eVTOL". опубликовано econet.ru по материалам energyload.eu

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet