鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年11月17日
新型電池助力全電動商用飛機
你見過全電動的商用飛機嗎?我們任何人都沒有。作為一個電池設計師,LukeWorkman有一個想法,能在不久的將來把這一切變成現實。他希望通過優化現有的電池技術,并重新設計飛機上的電池布局,使他們更加有效、更高效地適應長途旅行。LukeWorkman向NewsAtlas解釋了他有關電池設計的想法,以及如何幫助業過渡到更清潔、更可持續的飛行狀態。
首先,Workman表示,今天的電動馬達“在空氣中的效果非常好”,重要問題在于封裝,要盡可能多地把能量存儲到電池組中,同時又要最大程度地降低重量。他告訴NewsAtlas:“電池只有35%的重量用于電量存儲,鋁銅合金的表面薄片只是用于電能的導入和導出。這是很大的一部分重量,用的卻不是導電材料。飛機搭載的很大一部分重量居然無法用于儲存能量。”所以Workman到底提出了什么樣的解決方法呢?
他想把飛機的機翼部分作為一個“巨大的電池”,更具體地說,他想把機翼改造成“電極板表面,然后穿過整個機翼的交叉區域進行處理。”
“我想出一個電池設計,重量遠遠降低,并解決了散熱問題——僅僅要一個巨大、平整的表面,比如說,超過正常尺寸的超音速飛機機翼。”
不同于傳統電池通過頂部的金屬片傳導能量,Workman打算把大片的導電物質一起置入超薄的雙面箔層(一面鋁,一面銅)。這樣做時,所有的電都會通過表面互相聯系在一起。下面舉個例子:
因為機翼要堅固且合理的結構,Workman建議:“我們可以把電池作為機翼的中間層,然后我們可以用鋁皮表面的機翼作為集電器,把電能從電池層輸出到電動機。”一個可視化的說明在下圖:
他還指出,由于現在的小電池都有一個特定用途,這種“三明治”的想法無法獲得同樣效果。但把這個概念應用到大面積的工程,因為它是如何傳播的。它不僅會非常好,但是如此薄,它也有非常小的熱量。和我們大多數人都了解,電池溫度調節通常是一個很常見的話題,當討論有關電池。
由于以“超音速”飛機作為例子,為了在飛機上實踐他的想法,他快速地制定了一些預估的技術規格:
“鑒于現有的電池材料具有安全、高生命周期等特性,每0.2毫米厚的箔層大約可以獲得13300安時。九百層就能給我們供應3.3kV標量、大約44兆瓦小時的電池存儲。
總重量大約104000公斤(約230000磅),由高比例的導電材料構成,傳導損耗比現有的任何技術更低,但充放電速率很高。由驗證過的材料制作的成品,每公斤能給我們供應423瓦時。
假設我們的機翼面積是300平米,箔層約20厘米厚,頂部和底部各為1厘米厚的電導板,那么電池越大,效率越高。”
總之,飛機越大,機翼和表面積越大。因此,當平面變大時,效果會更好、更全面,不僅能用于飛機,也能用于其他交通工具或硬件結構:公車、火車、卡車、輪船甚至電力存儲。
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