制造电池为空中旅行提供动力

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  俄亥俄州立大学汽车研究中心的研究人员已经开发出新的计算机模型来预测可以为某些乘客飞机提供动力的电池的寿命和性能 - 为更清洁,更高效的航空旅行迈出了一步。

  研究人员称,这些模型显示,向地区性飞机添加锂离子电池可以将该飞机的燃料需求降低20%。

  该团队上周在印第安纳波利斯举行的美国航空航天电动飞机技术研讨会上介绍了这些研究结果。

  “我们正在研究如何减少航空旅行对碳的密集度,”俄亥俄州立大学机械和航空航天工程副主席Marcello Canova表示。“锂离子电池,包括目前商用的技术,似乎是一种很有前途的选择。”

  该研究是在NASA的大学领导力计划项目下进行的,重点是评估节省燃料和电池组的尺寸,重量和成本之间的权衡,同时还包括为电池组充电所需的电力的碳影响。开发的模型和工具是俄亥俄州立大学和佐治亚理工学院研究人员共同努力的结果,可以帮助飞机和飞机电池设计人员更好地了解飞机的设计如何影响其由电池供电的能力。

  在初步设计中,研究人员专注于锂离子电池组,这些电池组可以补充区域喷气式飞机发动机产生的动力,这种喷气式飞机行驶600英里或更少,载客50至100人。

  他们的模型在测试中表明,电池能够为飞机爬升至巡航高度所需的总功率的约30%提供动力,并且约为巡航所需动力的20%。

  这可以减少二氧化碳的水平 - 气候变化的主要驱动因素 - 飞机对大气有贡献。据航空运输集团称,航空旅行占人类投入地球大气层的二氧化碳的2%左右。该研究小组由俄亥俄州立大学和其他四所大学领导,由美国国家航空航天局资助,旨在寻找新的,碳密集度较低的航空旅行方式。

  “我们的团队正致力于评估将锂离子电池引入航空旅行的可行性和经济性,”Canova说。“我们正在努力确保安全可靠的方法。”

  他们的工作还考虑了如何使航空旅行的电池更有效率。为汽车提供动力的电池与帮助动力飞机的电池不同,Canova说:飞机电池必须遵守更严格的重量,安全性,耐用性和可靠性标准。

  但是电池随着使用而恶化,随着时间的推移提供更少的功率并减小飞机可以行驶的范围。这种恶化还意味着可用于帮助飞机加速并达到其最大速度的更少动力。温度也会影响电池。

  Canova说,为了给更好的电池奠定基础,该团队建立了一个电热电池组的计算机模型,并添加了一个模拟时间和电池使用效果的算法。然后,他们测试了重复使用后在不同温度下的模型。

  该团队计划将电池每天用于六次飞行​​,并计算起飞,爬升,巡航,着陆和滑行到跑道所需的动力。他们在飞行之间分配了一个小时来为电池组充电,并假设该电池组可以每周七天,每天24小时使用两年。

  他们发现电池组的性能受到容量衰减的限制,香港马会开奖资料2018,这个术语用于描述电池随时间的能量损失。他们发现时间而不是使用时间是电池老化的主要原因。

  Canova说,他们开发的产品本质上是一种工具,可用于预测老化和使用对锂离子电池供电的压力因素对区域飞机的影响,这是评估成本和效益的一个非常重要的因素。在航空旅行中引入这项技术。

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