陈根：起草电池标准，飞行汽车进行时

文/陈根

电池技术的发展正引起出行方式的重大变革。

如果说电动汽车是将动力来源从化石燃料变为电能，电动垂直起降飞行器(eVTOL，即飞行汽车)则是将城市交通从平面变为立体，有望彻底解决城市化带来的交通拥堵问题。

相比传统飞行器，eVTOL兼具了直升飞机垂直起降的便捷以及固定翼飞机在巡航时的高效空气动力学性能，而电驱动系统则消除了传统直升机的噪音和污染问题，这些优势使得eVTOL成为实现城市空中交通的颠覆性技术。

飞行汽车的建设正在如火如荼的进行。当前，全球至少有 425 种飞行汽车正在被研发。参与者和投资方不乏波音、空客、丰田、戴姆勒、长城、吉利、英特尔、腾讯、Uber、谷歌创始人 Larry Page 和沃尔玛电商 CEO Marc Lore 等行业巨头与科技富豪。

而一切变化仅仅发生在过去 5 年间：2016 年时，全球还只有 6~7 种飞行汽车在被研发，两年后的 2018 年，飞行汽车公司数量暴增至 70 多家，3年后，又进一步翻倍到 150 多家。

现在，来自美国宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组又为飞行汽车的到来加了一把力，研究人员称，目前，他们正在探索电动垂直起降（eVTOL）飞机的要求，并设计和测试潜在的电池动力源。

研究人员起草了飞行汽车电池的技术要求标准，并在2021年6月7日在 Joule报告了一个原型电池。研究人员表示，飞行汽车的电池需要非常高的能量密度，这样才能在空中停留。而且，它们在起飞和降落时也需要非常高的功率，它需要大量的动力来垂直上升和下降。

此外，电池还需要快速充电，因此在高峰期可能会有更高的负荷。研究人员认为，在商业上，他们希望这些车辆能在高峰期每天往返15次，以证明这些车辆的成本是合理的。第一次使用可能是从一个城市到一个机场，携带三到四个人，大约50英里。

重量也是这些电池的一个考虑因素，因为车辆将不得不提升和降落电池。一旦 eVTOL 起飞，在短途旅行中，平均速度将是每小时100英里，长途旅行将平均每小时200英里。

研究人员在实验中测试了两种能量密集的锂离子电池，它们可以在5到10分钟内为50英里的eVTOL旅行充入足够的能量。这些电池在其生命周期内可以维持2000多次快速充电。

研究团队使用了他们一直在研究的电动汽车电池的技术。关键是加热电池以允许快速充电，而不形成损害电池和危险的锂尖峰。事实证明，对电池进行加热也能使电池中持有的能量快速放电，从而实现起飞和降落。

显然，未来的飞行汽车电池仍需要追求更高的比能量，以提高其续航里程，但这些努力和进步，也让人类离飞行汽车的科幻梦更进一步。