鉅大LARGE | 點擊量:1176次 | 2018年08月30日
電池驅(qū)動仍還有許多未解決問題
不知道從什么時候起,人類已經(jīng)把電動技術(shù)瞄向了天空,一些諸如空客、Uber、Lilium等國際著名企業(yè)紛紛投入大量資源進行空中飛行器的研發(fā),并且在今CES2018會展上,英特爾甚至帶來了世界上第一架純電動兩座直升機Volocopter亮相。準確的說,Volocopter從本質(zhì)上來講更像是一款飛行汽車,其被設(shè)想、設(shè)計和制造成首批無人空中出租車之一。
看來,交通領(lǐng)域未來的競爭,可能在天空。
但是,企業(yè)家可以對未來進行設(shè)想,產(chǎn)品卻只能由工程師來解決。雖然電動飛行器可能會成為未來的主要出行方式,但起碼在現(xiàn)在,仍有一大堆亟待解決的問題,尤其是電池驅(qū)動技術(shù)方面。
常見民航客機都已經(jīng)是噴氣式發(fā)動機,但它們和加速時噴射出長長火焰的戰(zhàn)斗機發(fā)動機不一樣,民航客機的發(fā)動機超過70%的推力不來自渦輪的壓縮燃燒,而是來自外圈被推動的風(fēng)扇。簡單說,今天在飛的民航客機,幾乎全都靠燃燒特種燃油推動風(fēng)扇或螺旋槳轉(zhuǎn)動產(chǎn)生動力。
這就給電動飛機帶來了可能,因為靠電力驅(qū)動電動機,也可以讓風(fēng)扇旋轉(zhuǎn),讓飛機起飛。理論上來說,波音和空客飛機使用的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機,把核心部件從渦輪換成電動機,只要有足夠的電力驅(qū)動風(fēng)扇以相似的速度旋轉(zhuǎn),飛機照樣可以飛。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
問題是,現(xiàn)在的電池還太弱了。
根據(jù)有關(guān)研究機構(gòu)的計算,噴氣飛機使用的特種煤油每千克的能量密度,是常見的動力電池18650電池的138倍。18650是一種棒狀的鋰電池單元,特斯拉汽車的電池就是7000多塊這種部件組成。
然而,隨著手機、電腦、電動汽車的應(yīng)用,這20年來工業(yè)用鋰電池得到了不小的改進。但現(xiàn)在鋰電池的能量密度也只是達到了大約200-300瓦時每千克的水平,這個密度只有特種燃油的數(shù)十分之一。
另外一個選擇來自燃料電池。理論上來說,燃料電池是一個非常優(yōu)越的動力來源,比如氫燃料電池或是乙醇燃料電池,都可以用常規(guī)的燃料罐來存儲燃料,續(xù)航里程也很長。豐田制造的Mirai氫燃料電池車,充滿一罐氫氣的時間只要幾分鐘,續(xù)航里程可以達到700公里。
但是燃料電池目前不可能在民航飛機上大規(guī)模應(yīng)用,一個原因是燃料電池所需的貴金屬材料比較稀缺,造價太貴,另一個是大規(guī)模的燃料電池反應(yīng)堆放在飛機上不夠安全。
一個好消息是和電動飛機相關(guān)的所有技術(shù)都在朝好的方向發(fā)展,不管是蓄電池、太陽能電池,還是發(fā)動機,都傾向于變得更輕、更便宜。未來一旦電池技術(shù)完全成熟,電動飛行器就會迅速走向市場。
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