電動垂直起降飛機改變了城市空中機動性的未來。這一變化的核心是為這些創新飛機提供動力的先進電池技術。在電池性能和壽命方面,EVTol提出了獨特的挑戰,推動了當前技術的邊界。克服這些挑戰推動了EVTEL電池未來的創新,凸顯了能源和電力系統工程師的關鍵作用。

　　了解電子電池的獨特需求

　　EVTEL飛機在苛刻的條件下運行,極大地影響了電池的性能和壽命。與地面電動車不同的是,EVTSOS要求垂直起降時快速的能量排放,這將導致強烈的熱應力和加速電池的退化。

　　這些獨特的操作需求要求開發專門的電池技術,以承受高功率輸出,同時保持效率和安全。例如,典型的電動車電池,像特斯拉模型中的電池一樣,使用鋰離子技術,一次充電能提供高達535公里的距離,而EVtol電池必須處理更有力的充電和放電循環。喬比航空公司S4的目標是150英里的垂直起降能力,它需要電池,可以支持快速、強烈的電力爆發,同時避免過熱和最小化重量,以最大限度地提高操作效率。

　　此外,在這方面的進展 固態電池 幫助應對這些挑戰。像量子景這樣的公司正在開發固態電池,通過消除液體電解質來提高能量密度和安全性,這種電解質在高應力環境下是一個重大的火災危險。

　　電子電池技術的創新

　　為了滿足EVTEL操作的嚴格要求,研究人員正在追求電池技術的重大進步。從歷史上看,葉氏菌主要依賴于傳統的鋰離子電池,類似于消費電子產品。這些電池平衡了能量密度和可靠性,但僅限于快速充電和 熱管理 .

　　能源密度及熱管理

　　傳統的鋰離子電池由于其能量密度有限和對熱應力的敏感性,在航空方面面臨著挑戰。固態電池等技術的進步大大改善了這些方面。固態電池取代了 電解質 有固體的,減少易燃風險和增加能量密度。例如,量子景公司的固態電池的能量密度比傳統的鋰離子電池高高達50%。

　　其他推進電池技術的公司包括:

　　百合已經發展出高性能的 電池包 用鋰離子電池與硅占主導地位的陽極。這些陽極比石墨陽極電池具有更高的能量、功率和快速充電能力。莉莉公司的電池組旨在滿足嚴格的飛機安全要求,包括抗沖擊和熱管理。

　　正在與漢華系統和漢華航空公司合作,為其蝴蝶EVTEL開發先進的電池組。這些電池組是為了支持高能量密度和電力需求而設計的。

　　貝塔技術公司正在開發ALA-250EVTEL,它將以電池設計為特色,以優化能量儲存和重量。電荷立方體系統為電磁波和地面電動車輛提供高效電源。

　　快速充電技術

　　傳統的鋰離子電池通常需要幾個小時來充電,這對EVTEL操作來說是不切實際的。正在開發新的快速充電技術,以解決這一問題 :

　　創新電解質設計 . 太平洋西北國家實驗室的研究人員已經開發出具有受控溶劑結構的電解質配方,大大提高了快速充電能力。這些電解質使高能量密度鋰離子電池以4C(15分鐘充電)和5C(12分鐘充電)充電,優于傳統電解質。這一進展解決了在充電期間加強鋰運輸的技術挑戰,從而提高了電池的總體效率和壽命。朝拜的

　　極速充電 技術。 國家可再生能源實驗室的XCEL團隊正在通過改進配方、先進電極設計和優化熱控制來加強電解質的輸送。他們的研究目的是與美國接觸.先進電池聯合會的目標是,擁有275瓦/千克能量密度和1000周、15年壽命的電池在15分鐘內實現80%的充電。重點是克服厚電極電池的局限性,它雖然提供成本和能源優勢,但在快速充電期間會受到嚴重的鋰濃度梯度的影響。

　　工程師的重點領域

　　EVTEL電池技術的未來是準備變革性的進步,以顯著提高性能,安全性和可持續性。 工程師需要了解EVtol電池系統的幾個關鍵領域,以提高這些先進能源系統的可靠性。以下是對最近研究支持的關鍵領域的詳細見解:

　　了解電池的化學成分和材料是至關重要的,這些材料既能承受高功率輸出,又能保持安全和效率。硅占主導地位的陽極和固態電解質等先進材料在能量密度和安全性方面都有顯著改善。例如, 硅占主導地位的陽極 可獲得比傳統石墨陽極更高的能量能力,這是關鍵的,對埃夫托的性能要求。

　　了解有效的熱管理是防止過熱和確保電池壽命的關鍵。傳統的空氣和液體冷卻方法在管理先進電池的高散熱方面存在局限性。最近的進展包括

　　相變材料 冷卻和直接液體冷卻。PCM冷卻利用相變時的潛熱來保持溫度的均勻性。將其與熱管和微通道冷卻板等結構結合起來,提高了其有效性。直接液體冷卻比空氣冷卻提供更好的導熱性和熱容量,使其更適合于高容量電池系統。阿薩姆

　　先進的知識 電池管理系統 對于監測和管理電池的性能、安全性和健康性至關重要,特別是在EVtol操作典型的高壓力情況下。房舍管理處必須解決諸如充電狀態、健康狀態和熱失控等問題。例如,NREL的自適應電化學協議和最佳熱控制幫助管理快速充電的接受和延長電池壽命。

　　通過理解和利用這些進展,工程師可以顯著提高性能,安全性和可靠性的EVtol電池系統。

　　EVtol電池的未來

　　即將出現的Evtol電池組正在設計中,以應對所面臨的挑戰。 利利姆的電池組使用鋰離子電池與硅占主導地位的陽極提供比石墨陽極電池更高的能量、功率和快速充電能力。 因子能 正在推進固態電池技術,最近通過UN38.3測試生產出了100A類固態電池。這些電池具有更高的能量密度和更快的充電時間,預計在2024年達到A/B樣本驗證水平,為商業化鋪平道路。

　　下一代電池 鋰硫 鋰-空氣的能量密度預計要比目前的鋰離子電池高很多,可能高達600千瓦/千克。此外,最近的創新表明,由于新的材料和防止樹突形成的設計,固態電池可以在大約10分鐘內充電。未來將集成先進的機器學習算法,以提高電池性能監測和管理.

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