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儲能電池研發遭遇瓶頸 Uber飛行汽車夢將破碎?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年11月16日  

101年前,格·寇蒂斯帶著他的飛行汽車第一次出現在世人面前,當時的轟動性不亞于馬斯克將跑車送上太空。101年后,Uber有一個大膽的設想,研發未來的飛行汽車以解決交通擁堵問題。


飛行汽車電池儲能是研發關鍵


據悉,Uber打算到2023年,讓民眾能使用上小型垂直起降的代步工具,為上班族供應方便、可靠的出行工具(試想一下從舊金山開飛行汽車僅需15分鐘便可以抵達圣何塞市是多么值得期待的事)。


此外,為了保證環境清潔以及可持續發展,Uber打算研發的飛行汽車100%使用電能驅動,并且能源只來自于清潔能源,Uber表示,最開始的飛行汽車將有駕駛員,2030年左右,將研發完全可以安全自動駕駛的飛行汽車。


在今年三月二十七日美國佛羅里達州勞德代爾堡舉辦的2018年電池研討會上,Uber負責儲能系統的工程師CelinaMikolajczak表示,目前急需和其它公司進行通力合作以便打造更為輕便的儲能電池,她還承認,目前市面上的電池性能各異,符合飛行汽車標準的更輕、更安全、電量更大的電池目前還沒有研發出來。


北極星儲能網了解到,CelinaMikolajczak此前曾在特斯拉任職高級經理,并負責特斯拉電池組的開發。


飛行汽車所需電池還停留在研發階段?


據悉,此前Uber曾和世界電池領域專家達恩討論過飛行汽車電池儲能系統的架構;達恩目前為特斯拉公司的下一代儲能電池進行相關研發。


達恩表示,為了更好的了解電池的性能,研發人員必須切開電池以研究里面發生的每一個重要的化學變化,這也意味著他們不能總是在不同時間段測試同一塊電池的生命周期。


達恩位于達爾豪西大學的研究小組發現,在每一塊鋰離子電池中,都有一個液體電解質,在正負電極之間傳遞帶電粒子。達恩表示,可以找到有關電池健康至關重要的細節,并在不同的時間和電解質生命周期研究多長時間電池凍結和解凍。從理論上講,這一發現有助于幫助科學家建造Uber所要的新型電池。但這也僅僅是電池科學的一個顯著進步,而不是Uber夢想的大飛躍,Uber所需的儲能電池似乎遭遇了研發瓶頸。


Uber的飛行汽車不僅要新的飛機設計,還要一個全新的管理系統來支持一種新型城市交通形式。至關重要的是,要想在商業上取得成功,Uber的飛行汽車要一種更加輕型、廉價、耐用并且快速充電的電池,還要強大到可以為一架運載幾個人的飛機供應所需能量。


UBER和特斯拉儲能電池數據比較


下面羅列了Uber工程師CelinaMikolajczak夢想匯總的Uber飛行汽車電池數據:


電池容量:150千瓦小時(千瓦時)


?電池組能量密度:300千克/千克(瓦特小時/千克)


?電池壽命:500個周期(到2023年);1000個周期(到2028年);2000個周期(到2032年)


?高峰充電時間:在五分鐘內新增約20%容量


沒有比較就沒有傷害,和輛特斯拉ModelS100D,其行駛里程為335英里(540公里)相比,可以看一下這款電動汽車電池數據:


?電池容量:100千瓦小時


?電池組能量密度:200瓦時/千克


?電池壽命:至少500個周期


?高峰充電時間:在30分鐘內新增約50%容量


從上述數據比較中可以看到,Uber夢想中的儲能電池似乎問題不大。


當今最好的鋰離子技術已經接近其能量密度的極限,理論上有些物質可以吸收更多的能量,但要一種新的化學反應。行業專家表示,將新的化學藥品推向市場要長達15年的時間,因為要確保一個可靠的產品從保證供應鏈到嚴格的安全測試,還有非常多的事要去完成。


世界相關國家加快飛行汽車研發和投產


Mikolajczak指出,美國能源部打算到2021年花費5000萬美元創建一個高達500瓦時/千克能量密度的電池。但是行業專家清楚地認識到,這只是政府的預期目標,距離實際要達到的還有很遠的距離。


現實總是美好的,考慮到對新型儲能電池的日益需求,這種需求不僅僅體現在飛行汽車上,有可能不用15年就可以研發出適合飛行汽車使用的大容量、高性能儲能電池。


Uber分析師表示,飛行汽車的項目是該公司前創始人兼行政總裁TravisKalanick深受重視的一個項目,盡管Kalanick離職后,Uber還投資建設了項目團隊專注于該項目的研究,對該項目有了解的人士表示,該項目似乎已經變成一個公關練習活動,而不是商業公司的項目。


一個多世紀以來,人們一直夢想著駕駛飛行汽車。但是商業上的限制阻礙了他們成為現實,比如老式的設計往往都要一個很長的跑到用于飛行器的起飛和降落,但是建造跑到對普通購車者的成本不是每個人都可以負擔得起。


事情一直在悄然發生改變,小型無人機的出現和技術的成熟,使得研發人員可以能夠制造出可以垂直起飛和降落的飛行車輛,從而從根本上消除了對跑道的需求。假如說飛行汽車有朝一日可以走進千家萬戶,那有可能就是現在。


世界各國都在積極研發飛行汽車,被我國吉利公司收購的一家美國飛行汽車公司Terrafugia表示,其氣動力飛行車TF-X,明年將上市銷售,價格定在20萬-30萬美元,而這僅相當于一輛豪華跑車的標價。



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