突破性的亿航184载人自动驾驶飞行器概念需要突破性的高性能动力电池

一月初在美国拉斯维加斯的大型消费电子展(Consumer Electronics Show,CES)上最吸引眼球的技术之一当属亿航184,首款可载人自动飞行器的概念机型。推出此概念的是总部位于广州的亿航智能技术有限公司。

亿航184可以被看作是一个四轴飞行器,配备了一个足够大的机身。据亿航网站的参数,四轴各自具有2个1.5米长的桨。机身高约2米,宽约1米。这样的机身空间可以舒服的装下一个人。

机舱内部装有一个很有未来感的座椅(其实整个飞行器都是未来感)。座椅前方伸出一个12英寸的操控多媒体平板。亿航184配有空调、4G网络连接、行李后备箱、可变双色阅读灯和一个向下摄像头。这家伙的续航时间为23分钟(海平面),平均速度为100公里/小时。简单计算下来是续航38公里。

当然,亿航184是电池驱动的纯电动飞行器。一次航程总能耗为14.4千瓦时(度电)。整机最大输出功率为106千瓦。基于这两个指标,讨论一下对电池意味着什么很有意思。

一种可能性是只用一个14.4千瓦时的锂离子电池包(电动汽车的绝对主流动力电池)。按照目前电池的技术水平估算,这个14.4千瓦时的电池包应该要超过100公斤。(我们主页上有一些电动汽车电池包的比能量数据)举个例子,通用汽车即将推出的320公里的雪佛兰Bolt纯电动汽车配有60千瓦时的电池包。整个电池包的重量是425公斤。。。

那么,亿航184的净重是200公斤。自动驾驶飞行器可以有一半的重量都来自电池吗?

不管电池重量能不能占到一半,如果电池能够更轻当然是更好了。美国先进汽车联盟(United State Advanced Battery Consortium,USABC,由菲亚特克莱斯勒、福特和通用汽车创立)计划在2020年使电池包的能量密度达到235瓦时/公斤。这样的话,14.4千瓦时就只有60公斤重了。

现在假设说亿航184有一个14.4千瓦时的电池。加下来的挑战是怎么让这个电池输出106千瓦的功率。还是拿Bolt做参照,60千瓦时的最大输出功率是150千瓦 – 功率能量比为2.5。亿航14.4千瓦时的电池的功率能量比要超过7。

目前市场上的确有功率型动力电池。比如微宏的LpCo锂离子电池的功率能量比可达4。普锐斯插电式混合动力版电池的功率能量比可以超过10。但功率型电池一般比能量低,就是说电池在千瓦时相等时要重的多。比如普锐斯4.4千瓦时的电池就有80公斤重。

再说第二种情况,电池需要富余20%的能量储备(这也更接近实际情况)。那么电池要有17.3千瓦时。这样飞行器就剩下不到80公斤分配给机身、桨和其它部件了。而且这种情况的功率能量比还是很高。

再说第三种情况,假设功率能量比能达到4。那么106千瓦的输出功率就需要一个26.5千瓦时的电池包。这样电池本身就快到200公斤了。

这样讨论下来我们能感觉到,亿航184对电池的要求很高。这包括高比能量和高功率能量比。这些指标(还有成本、安全性和温度范围等指标)也是电动汽车正在努力追求的。

亿航184的确是一个很好的技术概念。那些科幻电影里的未来城市3D交通飞满了各种飞行器可能就从这开始了。我们真的应该加油造出一块这样的电池让亿航184飞起来。

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