电动垂直起降飞机改变了城市空中机动性的未来。这一变化的核心是为这些创新飞机提供动力的先进电池技术。在电池性能和寿命方面,EVTol提出了独特的挑战,推动了当前技术的边界。克服这些挑战推动了EVTEL电池未来的创新,凸显了能源和电力系统工程师的关键作用。

　　了解电子电池的独特需求

　　EVTEL飞机在苛刻的条件下运行,极大地影响了电池的性能和寿命。与地面电动车不同的是,EVTSOS要求垂直起降时快速的能量排放,这将导致强烈的热应力和加速电池的退化。

　　这些独特的操作需求要求开发专门的电池技术,以承受高功率输出,同时保持效率和安全。例如,典型的电动车电池,像特斯拉模型中的电池一样,使用锂离子技术,一次充电能提供高达535公里的距离,而EVtol电池必须处理更有力的充电和放电循环。乔比航空公司S4的目标是150英里的垂直起降能力,它需要电池,可以支持快速、强烈的电力爆发,同时避免过热和最小化重量,以最大限度地提高操作效率。

　　此外,在这方面的进展 固态电池 帮助应对这些挑战。像量子景这样的公司正在开发固态电池,通过消除液体电解质来提高能量密度和安全性,这种电解质在高应力环境下是一个重大的火灾危险。

　　电子电池技术的创新

　　为了满足EVTEL操作的严格要求,研究人员正在追求电池技术的重大进步。从历史上看,叶氏菌主要依赖于传统的锂离子电池,类似于消费电子产品。这些电池平衡了能量密度和可靠性,但仅限于快速充电和 热管理 .

　　能源密度及热管理

　　传统的锂离子电池由于其能量密度有限和对热应力的敏感性,在航空方面面临着挑战。固态电池等技术的进步大大改善了这些方面。固态电池取代了 电解质 有固体的,减少易燃风险和增加能量密度。例如,量子景公司的固态电池的能量密度比传统的锂离子电池高高达50%。

　　其他推进电池技术的公司包括:

　　百合已经发展出高性能的 电池包 用锂离子电池与硅占主导地位的阳极。这些阳极比石墨阳极电池具有更高的能量、功率和快速充电能力。莉莉公司的电池组旨在满足严格的飞机安全要求,包括抗冲击和热管理。

　　正在与汉华系统和汉华航空公司合作,为其蝴蝶EVTEL开发先进的电池组。这些电池组是为了支持高能量密度和电力需求而设计的。

　　贝塔技术公司正在开发ALA-250EVTEL,它将以电池设计为特色,以优化能量储存和重量。电荷立方体系统为电磁波和地面电动车辆提供高效电源。

　　快速充电技术

　　传统的锂离子电池通常需要几个小时来充电,这对EVTEL操作来说是不切实际的。正在开发新的快速充电技术,以解决这一问题 :

　　创新电解质设计 . 太平洋西北国家实验室的研究人员已经开发出具有受控溶剂结构的电解质配方,大大提高了快速充电能力。这些电解质使高能量密度锂离子电池以4C(15分钟充电)和5C(12分钟充电)充电,优于传统电解质。这一进展解决了在充电期间加强锂运输的技术挑战,从而提高了电池的总体效率和寿命。朝拜的

　　极速充电 技术。 国家可再生能源实验室的XCEL团队正在通过改进配方、先进电极设计和优化热控制来加强电解质的输送。他们的研究目的是与美国接触.先进电池联合会的目标是,拥有275瓦/千克能量密度和1000周、15年寿命的电池在15分钟内实现80%的充电。重点是克服厚电极电池的局限性,它虽然提供成本和能源优势,但在快速充电期间会受到严重的锂浓度梯度的影响。

　　工程师的重点领域

　　EVTEL电池技术的未来是准备变革性的进步,以显著提高性能,安全性和可持续性。 工程师需要了解EVtol电池系统的几个关键领域,以提高这些先进能源系统的可靠性。以下是对最近研究支持的关键领域的详细见解:

　　了解电池的化学成分和材料是至关重要的,这些材料既能承受高功率输出,又能保持安全和效率。硅占主导地位的阳极和固态电解质等先进材料在能量密度和安全性方面都有显著改善。例如, 硅占主导地位的阳极 可获得比传统石墨阳极更高的能量能力,这是关键的,对埃夫托的性能要求。

　　了解有效的热管理是防止过热和确保电池寿命的关键。传统的空气和液体冷却方法在管理先进电池的高散热方面存在局限性。最近的进展包括

　　相变材料 冷却和直接液体冷却。PCM冷却利用相变时的潜热来保持温度的均匀性。将其与热管和微通道冷却板等结构结合起来,提高了其有效性。直接液体冷却比空气冷却提供更好的导热性和热容量,使其更适合于高容量电池系统。阿萨姆

　　先进的知识 电池管理系统 对于监测和管理电池的性能、安全性和健康性至关重要,特别是在EVtol操作典型的高压力情况下。房舍管理处必须解决诸如充电状态、健康状态和热失控等问题。例如,NREL的自适应电化学协议和最佳热控制帮助管理快速充电的接受和延长电池寿命。

　　通过理解和利用这些进展,工程师可以显著提高性能,安全性和可靠性的EVtol电池系统。

　　EVtol电池的未来

　　即将出现的Evtol电池组正在设计中,以应对所面临的挑战。 利利姆的电池组使用锂离子电池与硅占主导地位的阳极提供比石墨阳极电池更高的能量、功率和快速充电能力。 因子能 正在推进固态电池技术,最近通过UN38.3测试生产出了100A类固态电池。这些电池具有更高的能量密度和更快的充电时间,预计在2024年达到A/B样本验证水平,为商业化铺平道路。

　　下一代电池 锂硫 锂-空气的能量密度预计要比目前的锂离子电池高很多,可能高达600千瓦/千克。此外,最近的创新表明,由于新的材料和防止树突形成的设计,固态电池可以在大约10分钟内充电。未来将集成先进的机器学习算法,以提高电池性能监测和管理.

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