제트팩, 로봇 소녀, 하늘을 나는 자동차는 21세기의 약속이었습니다. 대신에 우리가 얻은 것은 독립형 기계화 진공청소기였습니다. 현재 Penn State 연구진은 전기 수직 이착륙 차량(eVTOL)에 대한 요구 사항을 연구하고 잠재적인 배터리 전력 공급원을 개발 및 테스트하고 있습니다. "나는 날아다니는 자동차가 많은 시간을 절약하고, 생산성을 높이며, 운송을 위한 천국의 통로를 열 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 믿습니다."라고 William E. Diefender 기계 공학 회장 겸 이사인 왕 차오양(Chao-Yang Wang)은 말했습니다. Penn State의 전기화학 엔진 센터.
전기 수직 이착륙 차량은 현재로서는 매우 정교한 배터리 기술입니다. 연구원들은 비행 자동차 배터리에 대한 기술적 요구 사항을 정의하고 오늘(6월 7일) 프로토타입 배터리에 대해 줄(Joule)에 보고했습니다. Wang은 “공기 중에 머물 수 있으려면 높은 에너지 밀도가 필요합니다.”라고 말했습니다. “또한 차량을 수직으로 올리고 내리는 데 많은 힘이 필요하기 때문에 이착륙 시 높은 출력이 필요합니다.” Wang은 피크 시간대에 높은 수익을 창출하려면 배터리를 신속하게 재충전해야 한다고 지적했습니다. 그는 이러한 차량이 자주 이륙하고 착륙해야 하며 빠르게 재충전해야 한다는 것을 알고 있습니다. Wang은 "차량 비용을 정당화하려면 피크 시간대에 하루에 두 번, 15번의 이동이 필요할 것입니다."라고 Wang은 말했습니다. 첫 번째 배치는 도시에서 약 50마일 동안 3~4명이 탑승하는 공항까지 이루어질 가능성이 높습니다.
차량이 무겁고 부피가 큰 전원을 들어올리고 착륙해야 하기 때문에 무게도 배터리에서 중요한 역할을 합니다. eVTOL이 시작되면 평균 속도는 짧은 여행의 경우 시속 100마일, 긴 여행의 경우 시속 200마일이 됩니다. eVTOL 배터리는 빠르게 충전해야 합니다. 이 배터리는 수명 동안 2,000회 이상의 빠른 충전 주기를 견딜 수 있습니다. 이를 달성하기 위해 팀은 전기 자동차 배터리에 대해 연구하고 있는 기술을 활용했습니다. 고속 충전의 핵심은 배터리를 손상시키고 배터리 상태에 위험을 초래할 수 있는 리튬 스파이크가 형성되지 않고 빠르게 충전될 수 있도록 배터리를 따뜻하게 하는 것입니다. 그러나 배터리를 가열하면 배터리에 포함된 에너지가 매우 빠르게 소모되는 것으로 나타났습니다.
연구원들은 배터리 온도를 화씨 140도까지 빠르게 올리는 니켈 호일을 통합하여 배터리를 가열합니다. Wang은 "일반적인 상황에서 eVTOL 배터리에 필요한 세 가지 특성은 서로 상반되게 작동합니다"라고 말했습니다. 높은 에너지 밀도는 빠른 충전을 감소시키고, 빠른 충전은 일반적으로 가능한 충전 주기를 감소시키지만, 이제 우리는 이 세 가지를 하나의 배터리로 모두 달성할 수 있습니다.
