可充电电池有一个使用寿命——随着时间的推移会失去充电的能力。由于电池驱动的飞机正在开发用于城市环境中的通勤飞行，其退化速度将是一个重要的考虑因素。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的航空航天工程师马修·克拉克开发了一个电池退化模型，然后用这个模型模拟了四种不同的电动汽车在真实的城市场景中的情况。
为了进行准确的比较，模拟中的所有四架飞机都被设计为携带6名乘客或相当于925磅的有效载荷。
克拉克说:“根据飞机的具体设计、航程和电池尺寸，在连续运行一年后，其效用可能会下降45%。”
由于大多数退化发生在巡航时，克拉克建议，随着时间的推移，可以通过修改航线来延长飞机的性能。
“所以，假设一架飞机可以飞行100海里80天，然后电池就不再可用了。但如果你飞行的距离较短，比如80海里，你可以飞行大约200天。我们可以在完全更换电池之前通过改变路线来改变操作范围。这使飞机的效用最大化。”
克拉克模拟了四个大都市机场之间的通勤路线:纽约、达拉斯-沃斯堡、旧金山湾区和洛杉矶。
“一架飞机可以在前100天在肯尼迪机场和华盛顿特区之间飞行，然后在接下来的100天左右的时间里，在飞机需要进行维护和安装新电池之前，改为从肯尼迪机场飞往费城。”
该研究中与时间相关的飞机使用寿命性能图与大多数性能图不同，因为它捕捉到了能量随着时间的推移而降低的事实。
克拉克说:“传统燃料每次飞行都会降解。“如果你在飞行结束时加新燃料，飞机的表现就像从零开始一样。没有时间依赖。”
在运行模拟过程中，克拉克发现了一个他从未考虑过的角度，直到他观察到每次在特定地点发生奇怪的事情。
“我们使用大气来冷却电池——这是你不用考虑喷气燃料的事情。我没有考虑到，如果模型模拟的是一整年，大气温度会随着季节而变化。这意味着运行的散热系统也必须改变。我使用了一个大气温度变化模型，根据你在世界上的位置，一年中每天都在变化。”
克拉克说，下一步是进一步研究最佳的电池和机电设备热管理系统。
“现在我们已经了解了电池退化和热效应，我们正在努力设计热交换器和冷却电动飞机上电池的机制，以使它们在安全的温度范围内运行。”
这项研究发表在《飞机杂志》上。
更多信息:Matthew A. Clarke等人，预测电池驱动的电动飞机的使用寿命，飞机杂志(2022)。DOI: 10.2514/1。引用本文:电动飞机电池寿命预测:清晰，有45%的退化几率(2023年，10月27日)2023年10月30日检索自https://techxplore.com/news/2023-10-electric-aircraft-battery-life-chance.html本文受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
