Công nghệ sản xuất pin mới sẽ thúc đẩy ngành Công nghiệp Ô Tô bay trong tương lai

Máy bay phản lực không người lái, Công nghệ Robot và Xe Ô tô bay đều là những công nghệ hứa hẹn trong Thế kỉ 21. Hiện một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Penn State đang tìm hiểu các yêu cầu đối với các phương tiện cất và hạ cánh thẳng đứng bằng điện(eVtoL), Đồng thời thiết kế và thử nghiệm các công nghệ Pin mới đáp ứng yêu cầu của các phương tiện của tương lai này. 

" Tôi nghĩ Ô tô bay có khả năng loại bỏ rất nhiều thời gian và tăng năng suất cũng như mớ ra một hướng đi mới cho ngành giao thông vận tải" _ Chao Jang Wang Chủ tịch của William.E Diefender,Giám đốc Trung Tâm Cơ Điện hóa tại Penn. "Nhưng với công nghệ cất và hạ cánh bằng điện thì vấn đề Pin là một điều rất khó khăn". 

"Pin cho Ô tô bay cần một nguồn năng lương rất lớn để duy trì phương tiện ở trên không khí trong một khoảng thời gian, và để quá trình cất cũng như hạ cánh của các phương tiện  thẳng đứng cần một nguồn năng lượng để đủ xảy ra quá trình đó" _ Wang

Wang cũng lưu ý rằng pin cũng cần sạc lại một cách cực kì nhanh mới đáp ứng được yêu cầu của các phương tiện cất và hạ cánh thẳng đứng bằng điện này. 

“Về mặt thương mại, tôi hy vọng những chiếc xe này sẽ thực hiện 15 chuyến, hai lần một ngày vào giờ cao điểm để phù hợp với chi phí của các phương tiện,” Wang nói. "Việc sử dụng đầu tiên có thể sẽ là từ một thành phố đến sân bay chở ba đến bốn người khoảng 50 dặm." Trọng lượng cũng là một vấn đề cần cân nhắc đối với các loại ắc quy này vì xe sẽ phải nâng và hạ ắc quy. Sau khi eVTOL cất cánh, trong các chuyến đi ngắn, tốc độ trung bình sẽ là 100 dặm một giờ và các chuyến đi dài sẽ trung bình 200 dặm một giờ, theo Wang.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hai loại pin lithium-ion dày đặc năng lượng có thể sạc lại đủ năng lượng cho chuyến đi dài 50 dặm eVTOL trong 5 đến 10 phút. Những viên pin này có thể duy trì hơn 2.000 lần sạc nhanh trong suốt thời gian sử dụng.

Wang và nhóm của ông đã sử dụng công nghệ mà họ đang nghiên cứu cho pin xe điện. Điều cốt yếu là làm nóng pin để cho phép sạc nhanh mà không hình thành các gai liti làm hỏng pin và nguy hiểm. Nó chỉ ra rằng làm nóng pin cũng cho phép xả nhanh năng lượng được giữ trong pin để cho phép cất cánh và hạ cánh.

Wang nói: “Trong những trường hợp bình thường, ba thuộc tính cần thiết cho pin eVTOL hoạt động chống lại nhau. “Mật độ năng lượng cao làm giảm khả năng sạc nhanh và sạc nhanh thường làm giảm số chu kỳ sạc lại có thể. Nhưng chúng tôi có thể thực hiện cả ba điều đó trong một viên pin duy nhất ”. Một khía cạnh hoàn toàn độc đáo của ô tô bay là pin phải luôn duy trì một lượng điện tích. Ví dụ, không giống như pin điện thoại di động, hoạt động tốt nhất nếu được xả hết và sạc lại, pin ô tô bay không bao giờ được phép xả hoàn toàn trong không khí vì cần có năng lượng để duy trì trên không và hạ cánh. Luôn luôn cần có một giới hạn an toàn trong pin ô tô bay.

Khi pin cạn, điện trở bên trong để sạc sẽ thấp, nhưng mức sạc còn lại càng cao thì càng khó đẩy nhiều năng lượng vào pin hơn. Thông thường, việc sạc lại chậm khi pin đầy. Tuy nhiên, bằng cách làm nóng pin, việc sạc lại có thể duy trì trong khoảng từ năm đến mười phút. Wang nói: “Tôi hy vọng rằng công việc mà chúng tôi đã thực hiện trong bài báo này sẽ giúp mọi người có một ý tưởng vững chắc rằng chúng tôi không cần 20 năm nữa để có được những chiếc xe này. “Tôi tin rằng chúng tôi đã chứng minh rằng eVTOL có khả năng thương mại hóa.”

Nguồn Anhkysu.com Dịch từ : “Challenges and key requirements of batteries for electric vertical takeoff and landing aircraft” by Xiao-Guang Yang, Teng Liu, Shanhai Ge, Eric Rountree and Chao-Yang Wang, 7 June 2021, Joule. 

https://www.anhkysu.com/2021/08/thu-thach-va-yeu-cau-cua-pin-dung-cho.html