電動汽車還沒玩透 2045年電動飛機就能問世嗎？

來源：騰訊汽車作者：綜合報道

專家說電動飛機將在2045年問世，但事實真的是這樣嗎？如果你想用電驅動飛機，電池技術必須進行重大創新。現有的電動汽車為這一點帶來了一線希望。空氣鋰電池和固態鋰電池技術穩步提升，前景樂觀。然而，電池技術的進步需要相關公司和科學家的合作。

談到航空業的未來，談論電動飛機是不可避免的。這種節能環保的電動飛機無疑是一輛空中出租車，穿梭在摩天大樓之間，就像一架平靜地穿越海洋的客機。畢竟，想要方便出行的現代人不喜歡化石燃料。

然而，航空航天公司和新興企業炒作的電動飛機概念并不現實。飛行所需的能量是巨大的，如果真的使用電驅動，電池技術將有一個巨大的飛躍。否則，正如航空專家Richard Aboulafia在審查相關的空速飛行項目時所說，“期待奇跡吧。”

電池技術

因此，電動飛機的關鍵問題是電池。現有的電池技術無法與能量重量比相匹配，成本巨大，而且不會持續很長時間。特斯拉的Model s電動汽車可以行駛535公里，雪佛蘭的Bolt純電動汽車可以跑300多公里。但這里使用的電池技術不足以支撐最小的飛機飛行。

既然專家們別無選擇，只能說“期待奇跡的出現”。那么，什么樣的奇跡可以拯救電動飛機呢？你有生之年能看到它嗎？

上面提到的兩款電動汽車至少給了我們一些希望。盡管價格是六位數，但特斯拉的Model s汽車一次充電可以行駛535公里。雪佛蘭的Bolt電動汽車售價3萬美元，可行駛383公里。今年夏天，特斯拉將進一步提高電池電動汽車的性能。與此同時，一兩架用于訓練的無空氣飛機也有可能進行起飛實驗。不用冒在機場之間嘗試的風險。

阿伯丁航空大學飛行研究中心主任Richard Pat Anderson說，“關心電動汽車的人也關心電動飛機。但兩者有不同的需求。電動汽車的電池價格應該低且可接受，電池應該小且方便。但對于飛機來說，電池是大是小并不那么重要，我也不太關心成本，關鍵是重量。”

臨界密度

有必要減輕飛機的重量，但不能以犧牲尺寸或功率為代價，因此能量密度已成為最大的問題。到目前為止，電池的比能量（指每單位質量/體積設備提供的能量）是液體燃料的2%。

盡管電動電池和噴氣燃料之間的差異高達14倍。但事實上，電池一直在進步。雖然進展不大，但電池的比能量每年可以提高2%-3%。特斯拉在每一次重復中都取得了進步。

此外，事實上，與液體燃料相比，電池不需要單位重量的能量。如果電流密度可以增加到五倍，它將達到1000瓦時/千克。美國能源部阿貢重點實驗室運輸研究中心主任Don Hillebrand認為，這足以支撐一架小型商用飛機。他估計這一目標將在2045年前實現。

1000瓦/千克的能量大約是汽油能量密度的三分之一，但這已經足夠了。目前，電池的創新正在穩步推進，電力傳輸效率也在提高，因此有理由期待有一天電動飛機在空中翱翔。

建模設計改進

此外，還有很多捷徑。電動飛機的發展也在改變飛機設計的概念。未來的電動飛機絕對不是現在的樣子。由于分布式電機和降低的電阻，未來有可能以僅400瓦時/公斤的能源效率飛行。工程師們還將重新設計飛機以適應發動機。然而，應該指出的是，在1000瓦時/公斤電池問世之前，電動飛機的發展已經加速了十年。電動飛機不會出現……

固態鋰電池VS空氣鋰電池

電動飛機的發展依賴于電池技術，電池技術必須達到1000瓦時/公斤。那么，怎么做呢？最有可能的方法是推翻目前最受歡迎的鋰空氣電池。鋰電池具有很強的能量密度，但技術太不成熟，需要幾十年才能真正商業化應用。固態鋰電池也是一個不錯的選擇，因為它不易燃，但不能回收。也就是說，固態鋰電池每次充電和耗盡都在浪費壽命。

研究人員減少了“非循環曲線”的進展，促使一些專家將注意力轉向其他形式的鋰金屬電池。蓄電池在反復充放電的過程中會形成非循環曲線，可能導致短路和火災。阿貢國家重點實驗室的電池專家Venkat Srinivasan預測，“五年后，這項技術肯定會取得巨大進步。五年前我并不那么樂觀，但現在我非常相信鋰金屬電池可以派上用場。”

一旦鋰金屬電池的問題得到解決，氧氣和硫等其他材料也將得到解決。

鋰氧電池是最困難的，但卡內基梅隆大學的Viswanathan和他的同事認為鋰氧電池對電動航空來說是最好的選擇。Viswanathan稱之為“鋰空氣電池，顧名思義。這種電池的能量可以達到每公斤400瓦，可以飛行300至482公里。雖然它不能讓人漂洋過海，但足以進行幾次短途旅行。”

電池的關鍵是氧溶解在電池陽極和陰極的電解質中，這可以在充電和放電環境中保持電解質的穩定性。此外，在放電過程中添加到系統中的氧氣將在充電過程中再循環。而且，目前許多飛機都配備了這種電池所需的純氧，使用起來非常方便。

但理論與實際應用之間存在差距。電池需要冷卻并固定在一個盒子里，這已經降低了重量和體積。科學家需要進一步改進和擴大規模。但這需要一些時間。

合作

但問題不只是技術上的。電池技術的研發團隊分布在稍微開放的秘密公司和大學。然而，各研發小組之間沒有合作。與更開放的半導體行業相比，電池技術行業缺乏社區努力。他們應該學習半導體的工業生態。創新的科學家也應該緊密聯系在一起。以市場為導向，我們可以更快地發展。

電氣化不僅用于汽車，也用于飛機。各種技術將在某一點上融合。自動駕駛技術、電動汽車、無人機技術和電動航空，這些技術相互支持，共同發展的速度可能出乎意料。

那就等著2045年會發生什么吧！

來源：騰訊汽車作者：綜合報道

專家說電動飛機將在2045年問世，但事實真的是這樣嗎？如果你想用電驅動飛機，電池技術必須進行重大創新。現有的電動汽車為這一點帶來了一線希望。空氣鋰電池和固態鋰電池技術穩步提升，前景樂觀。然而，電池技術的進步需要相關公司和科學家的合作。

談到航空業的未來，談論電動飛機是不可避免的。這種節能環保的電動飛機無疑是一輛空中出租車，穿梭在摩天大樓之間，就像一架平靜地穿越海洋的客機。畢竟，想要方便出行的現代人不喜歡化石燃料。

然而，航空航天公司和新興企業炒作的電動飛機概念并不現實。飛行所需的能量是巨大的，如果真的使用電驅動，電池技術將有一個巨大的飛躍。否則，正如航空專家Richard Aboulafia在審查相關的空速飛行項目時所說，“期待奇跡吧。”

電池技術

因此，電動飛機的關鍵問題是電池。現有的電池技術無法與能量重量比相匹配，成本巨大，而且不會持續很長時間。特斯拉的Model s電動汽車可以行駛535公里，雪佛蘭的Bolt純電動汽車可以跑300多公里。但這里使用的電池技術不足以支撐最小的飛機飛行。

既然專家們別無選擇，只能說“期待奇跡的出現”。那么，什么樣的奇跡可以拯救電動飛機呢？你有生之年能看到它嗎？

上面提到的兩款電動汽車至少給了我們一些希望。盡管價格是六位數，但特斯拉的Model s汽車一次充電可以行駛535公里。雪佛蘭的Bolt電動汽車售價3萬美元，可行駛383公里。今年夏天，特斯拉將進一步提高電池電動汽車的性能。與此同時，一兩架用于訓練的無空氣飛機也有可能進行起飛實驗。不用冒在機場之間嘗試的風險。

阿伯丁航空大學飛行研究中心主任Richard Pat Anderson說，“關心電動汽車的人也關心電動飛機。但兩者有不同的需求。電動汽車的電池價格應該低且可接受，電池應該小且方便。但對于飛機來說，電池是大是小并不那么重要，我也不太關心成本，關鍵是重量。”

臨界密度

有必要減輕飛機的重量，但不能以犧牲尺寸或功率為代價，因此能量密度已成為最大的問題。到目前為止，電池的比能量（指每單位質量/體積設備提供的能量）是液體燃料的2%。

盡管電動電池和噴氣燃料之間的差異高達14倍。但事實上，電池一直在進步。雖然進展不大，但電池的比能量每年可以提高2%-3%。特斯拉在每一次重復中都取得了進步。

此外，事實上，與液體燃料相比，電池不需要單位重量的能量。如果電流密度可以增加到五倍，它將達到1000瓦時/千克。美國能源部阿貢重點實驗室運輸研究中心主任Don Hillebrand認為，這足以支撐一架小型商用飛機。他估計這一目標將在2045年前實現。

1000瓦/千克的能量大約是汽油能量密度的三分之一，但這已經足夠了。目前，電池的創新正在穩步推進，電力傳輸效率也在提高，因此有理由期待有一天電動飛機在空中翱翔。

建模設計改進

此外，還有很多捷徑。電動飛機的發展也在改變飛機設計的概念。未來的電動飛機絕對不是現在的樣子。由于分布式電機和降低的電阻，未來有可能以僅400瓦時/公斤的能源效率飛行。工程師們還將重新設計飛機以適應發動機。然而，應該指出的是，在1000瓦時/公斤電池問世之前，電動飛機的發展已經加速了十年。電動飛機不會出現……

固態鋰電池VS空氣鋰電池

電動飛機的發展依賴于電池技術，電池技術必須達到1000瓦時/公斤。那么，怎么做呢？最有可能的方法是推翻目前最受歡迎的鋰空氣電池。鋰電池具有很強的能量密度，但技術太不成熟，需要幾十年才能真正商業化應用。固態鋰電池也是一個不錯的選擇，因為它不易燃，但不能回收。也就是說，固態鋰電池每次充電和耗盡都在浪費壽命。

研究人員減少了“非循環曲線”的進展，促使一些專家將注意力轉向其他形式的鋰金屬電池。蓄電池在反復充放電的過程中會形成非循環曲線，可能導致短路和火災。阿貢國家重點實驗室的電池專家Venkat Srinivasan預測，“五年后，這項技術肯定會取得巨大進步。五年前我并不那么樂觀，但現在我非常相信鋰金屬電池可以派上用場。”

一旦鋰金屬電池的問題得到解決，氧氣和硫等其他材料也將得到解決。

鋰氧電池是最困難的，但卡內基梅隆大學的Viswanathan和他的同事認為鋰氧電池對電動航空來說是最好的選擇。Viswanathan稱之為“鋰空氣電池，顧名思義。這種電池的能量可以達到每公斤400瓦，可以飛行300至482公里。雖然它不能讓人漂洋過海，但足以進行幾次短途旅行。”

電池的關鍵是氧溶解在電池陽極和陰極的電解質中，這可以在充電和放電環境中保持電解質的穩定性。此外，在放電過程中添加到系統中的氧氣將在充電過程中再循環。而且，目前許多飛機都配備了這種電池所需的純氧，使用起來非常方便。

但理論與實際應用之間存在差距。電池需要冷卻并固定在一個盒子里，這已經降低了重量和體積。科學家需要進一步改進和擴大規模。但這需要一些時間。

合作

但問題不只是技術上的。電池技術的研發團隊分布在稍微開放的秘密公司和大學。然而，各研發小組之間沒有合作。與更開放的半導體行業相比，電池技術行業缺乏社區努力。他們應該學習半導體的工業生態。創新的科學家也應該緊密聯系在一起。以市場為導向，我們可以更快地發展。

電氣化不僅用于汽車，也用于飛機。各種技術將在某一點上融合。自動駕駛技術、電動汽車、無人機技術和電動航空，這些技術相互支持，共同發展的速度可能出乎意料。

那就等著2045年會發生什么吧！

標簽：特斯拉Model S雪佛蘭理念現代

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