evtol面临电池技术的挑战

eVTOL飞机的开发商和潜在运营商在寻求推出商业服务时仍然面临多重复杂挑战。根据电力技术专家About:Energy的说法,电池性能在该列表中名列前茅,该公司正在寻求引导雄心勃勃的先进空中交通部门通过一条复杂的道路,以充分利用现有和可能可用的产品。

在eVTOL开发的早期,围绕电池最令人担忧的是电池的安全性。“现在更大的挑战是他们的商业可行性,”About:Energy的产品主管Yashraj Tripathy告诉AIN说。“曾经有一种想法是'一次电池事故可能会摧毁整个行业',但现在监管机构在协调标准方面有了更清晰的理解,尽管还将进一步推动更安全的电池。

该行业更大的警钟是围绕电池性能的真正极限,不仅在能量密度方面,而且在充电性能和使用寿命方面。根据Tripathy的说法,公司在2018年和2019年左右令人振奋的日子里抱有很大的期望,但不得不意识到目前的电池可能无法在其整个生命周期内维持100英里左右的续航里程。“他们可能应该期待更多的10到20英里,”他说,这表明那些寻求更大范围的人目前需要将注意力转向混合动力推进。

“在很大程度上,现在有一种理解,即20%到30%的能量储备是不可触及的,因为降落飞机需要大量的电力,并且必须在电池的整个生命周期内保持,”Tripathy解释说。“因此,需要有多个电池可用于运行多个电动机。

这给制造商和运营商带来了挑战,即如何以支持商业上可行的服务(例如高密度空中出租车航班)的方式管理电池使用。“理想情况下,电池的年龄都差不多,并逐渐耗尽,”Tripathy说。“这确实是一个电力推进挑战,而不仅仅是一个电池挑战。对于eVTOL飞机,电池可能会在其使用寿命结束时保持85%至90%左右的运行。事实上,生命的终结不仅体现在能源方面,还体现在性能的提升程度上。

这就是About:Energy试图帮助行业理解围绕电池的复杂考虑因素的地方。这家总部位于英国的公司进行先进的原型设计,以减少开发电池的时间和成本,还可以准确地模拟电池性能,以评估其生命周期中的退化等因素。

如何充分利用电池寿命

当制造商寻求购买电池的建议时,使用寿命和更换电池的时间表是亟待解决的问题。“根据你管理电池的方式,答案是不同的,”Tripathy解释道。“飞机用例是答案的重要组成部分。例如,以较慢的速度为电池充电可能会更好,但这会影响您每天可以完成的任务数量。

这些是About:Energy可以提供启发性建模的关键点,可以分析每个电池的性能和电池的电极电位,从而控制可持续的运行水平。其团队使用仿真和数据建模来避免重复测试和重建电池的需要。

根据Tripathy的说法,运营商可能会考虑每3到12个月更换一次电池。他说,这些电池可能比汽车电池贵5到10倍,甚至比现在用于赛车运动的电池贵。在他看来,这一现实为该行业提供了某种按小时供电或电池即服务模式的理由,这样运营商就不会单独承担这一负担。

在AAM服务中使用寿命结束时,电池仍然相对较新,因此很可能在其他应用中具有第二次寿命。随着时间的推移,他们的辅助组件甚至可能有三到四个新所有者。

该行业不会永远停留在当前的电池技术水平上,MagniX等公司一直在声称突破。问题是接下来会发生什么,何时可用,以及升级的正确时间和情况是什么。

“很难知道何时升级电池,这在很大程度上取决于这些电池的认证过程需要多长时间,”Tripathy总结道。“我们可能会着眼于5到10年的时间,这取决于它是否涉及化学转变或外形尺寸转变。公司目前正在使用圆柱形电池,但新的化学物质往往装在袋子里。

这带来了更多看似棘手的困境,About:Energy 正在寻求帮助高期望的 AAM 先驱者解决这些问题。