제트 팩, 로봇 메이드, 비행 자동차는 모두 21 세기의 약속이었습니다. 우리는 대신 기계화 된 자율 진공 청소기를 얻었습니다. 이제 Penn State 연구팀은 전기 수직 이착륙 (eVTOL) 차량에 대한 요구 사항을 탐색하고 잠재적 인 배터리 전원을 설계 및 테스트하고 있습니다.
Penn State의 전기화학 엔진 센터 소장은 “나는 비행 자동차가 많은 시간을 절약하고 생산성을 높이며 교통의 하늘 통로를 열 가능성이 있다고 생각합니다.”라고 말했습니다. “하지만 전기 수직 이착륙 차량은 매우 까다롭습니다. technology 배터리 때문에요.”
“비행 차량용 배터리는 공기 중에 머물 수 있도록 매우 높은 에너지 밀도가 필요합니다. 또한 이착륙시에도 매우 높은 출력이 필요합니다. 수직으로 위아래로 이동하려면 많은 힘이 필요합니다.”
Wang은 러시아워에 높은 수익을 올릴 수 있도록 배터리를 빠르게 충전해야한다고 말합니다. 그는이 차량이 자주 이착륙하고 빠르고 자주 재충전하는 것을 본다.
Wang은“상업적으로는이 차량이 러시아워에 하루에 두 번 15 번의 여행을하여 차량 비용을 정당화 할 것으로 예상합니다. "첫 번째 사용은 약 50 마일에 XNUMX-XNUMX 명의 사람들을 태운 도시에서 공항으로가는 것입니다."
차량이 배터리를 들어 올려 착륙해야하므로 무게도 이러한 배터리의 고려 사항입니다. eVTOL이 이륙하면 짧은 여행에서 평균 속도는 시속 100 마일이되고 장거리 여행은 평균 시속 200 마일이 될 것이라고 Wang은 말합니다.
연구원들은 50 마일 eVTOL 여행을 2,000 ~ XNUMX 분 만에 충분히 충전 할 수있는 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 배터리 XNUMX 개를 실험적으로 테스트했습니다. 이 배터리는 수명 동안 XNUMX 회 이상의 고속 충전을 유지할 수 있습니다.
Wang과 그의 팀은 전기 자동차 배터리에 대해 연구 해 온 기술을 사용했습니다. 핵심은 배터리를 가열하여 배터리를 손상시키고 위험 할 수있는 리튬 스파이크의 형성없이 급속 충전이 가능하도록하는 것입니다. 배터리를 가열하면 배터리에있는 에너지를 빠르게 방전하여 이륙 및 착륙이 가능합니다.
연구원들은 배터리를 화씨 140도까지 빠르게 올리는 니켈 호일을 통합하여 배터리를 가열합니다.
“정상적인 상황에서 eVTOL 배터리에 필요한 세 가지 속성은 서로에 대해 작동합니다. “높은 에너지 밀도는 고속 충전을 줄이고 고속 충전은 일반적으로 가능한 재충전 횟수를 줄입니다. 하지만 우리는 하나의 배터리로이 세 가지를 모두 할 수 있습니다.”
비행 자동차의 완전히 독특한 측면 중 하나는 배터리가 항상 어느 정도 충전 상태를 유지해야한다는 것입니다. 예를 들어 완전히 방전되고 재충전 될 때 가장 잘 작동하는 휴대폰 배터리와 달리, 비행중인 자동차 배터리는 전력이 공중에 머물러 있고 착륙하기 위해 필요하기 때문에 공중에서 완전히 방전되도록 허용 할 수 없습니다. 날아 다니는 자동차 배터리에는 항상 안전 여유가 있어야합니다.
배터리가 비어 있으면 충전에 대한 내부 저항이 낮지 만 충전 잔량이 높을수록 더 많은 에너지를 배터리에 밀어 넣기가 더 어려워집니다. 일반적으로 배터리가 가득 차면 충전 속도가 느려집니다. 그러나 배터리를 가열하면 재충전이 XNUMX ~ XNUMX 분 범위를 유지할 수 있습니다.
“저는이 백서에서 수행 한 작업이 사람들에게이 차량을 드디어 얻는 데 20 년이 더 필요하지 않다는 확실한 아이디어를 제공하기를 바랍니다.”라고 Wang은 말했습니다. “저는 우리가 eVTOL 상업적으로 실행 가능합니다. "