Electric Power Systems首席技术官Michael Armstrong表示，电动垂直起降（eVTOL）飞机面临着独特的电池挑战，这将要求开发人员改变他们对电池系统和电动汽车设计的看法。

阿姆斯特朗说：“如果我们研究先进空中交通、第23部分固定翼飞机和汽车之间的这些不同应用，就会发现电池需求非常非常不同，这主要源于电池的使用方式。

阿姆斯特朗说，目前的电池技术最能反映汽车应用的需求。该技术具有低倍率充电，并在放电时起到能量电池的作用。外部热约束由环境条件决定，其标称放电深度较低。

相比之下，eVTOL需要极快的充电能力和高功率电池放电。

阿姆斯特朗说：“我想说的是，这是一个非常快的充电速度，大约3C以上，所以能够在20分钟内将电池充满电，并且获得许可，大约需要5到6到7个可以回收10%到15%的能量。“这是一个非常高功率的电池。在起飞和着陆过程中，你对功率的要求非常高，能量密度目标非常非常激进。

电动飞机电池也需要非常仔细的热管理，因为在飞行开始和结束时的负载条件很高。

阿姆斯特朗说：“围绕这种电池的另一个挑战是，它必须非常非常仔细地进行热管理，尤其是在这项任务中，该任务在任务的前面和任务结束时评估非常高的负载。“因此，你需要能够在这些高负载条件下管理电池本身产生的热能，但有趣的是，这项技术的城市应用不一定是非常深的放电，所以你可以利用这种浅放电，但你在每个飞行周期的每次任务中都会对电池产生重大负担，无论是在热和功率方面。

阿姆斯特朗表示，要开发一种电池来满足eVTOL的独特需求，他们需要了解电池性能与操作员需求之间的关系。

阿姆斯特朗说：“这是我们说过的时刻之一，我们需要我们的飞机客户，我们需要我们的飞机集成商以某些方式考虑边界，以便将我们的系统智能集成到他们的产品中。“真正的重点领域是观察操作员本身，并了解电池性能与操作员需求之间的关系。”

与其他飞机一样，eVTOL 中的尺寸、重量和功率必须仔细平衡。这意味着它们将需要一个能量密集的电池，以便能够满足功率要求，同时又轻又小。这就是为什么许多制造商选择混合动力选项以仍然能够获得能量密集的燃料的原因。

“显然，我们考虑的一件大事是储存能量质量，”阿姆斯特朗说。“我们必须能够容纳电池并将其运送到飞行器中，因此我们要考虑电池的能量密度，但我们还必须考虑包装和安装。我们可以拥有能量密度极高的电池，但是如果它需要额外的包装并且由于该电池的独特方面而需要额外的安装开销，这并不意味着该电池会很轻。此外，我们还需要关注运营效率。我可以多快给这块电池充电？什么类型的续航里程，我应该充电一分钟，然后由于快速充电，电池在车辆运行中的利用率是多少。

在生成成本率或每乘客英里消耗多少能源时，必须考虑所有这些方面。每千瓦时的成本是由电池的退化驱动的，这是指充电本身对降低电池使用的影响。

“了解任务的哪些部分正在向电池增加最大的降解，以及充电本身正在做什么来降解电池，在车辆必须进行的操作的背景下使用该电池，决定了该车辆内某种化学物质的成本效益。”

电力系统公司对锂离子等传统电池技术以及锂金属氧化物或高基硅化学等更先进的化学技术进行了研究。他们发现，更先进的化学物质在循环寿命、能量密度和可行性方面仍然存在很多挑战。

“当我们研究其中一些先进的化学物质时，我们看到存在与循环寿命相关的重大损失，存在与充电速率相关的重大损失，并且在电池中安装这些化学物质存在重大挑战，以便能够容纳和保护系统免受这些更不稳定的化学物质的影响，“阿姆斯特朗说。因此，当我们展望未来时，我们会对现有技术及其进展进行基准测试，我们看到这些技术来自我们的电池合作伙伴以及普渡大学和我们自己等化学制造商，然后也着眼于未来的技术路线图，以及我们认为它们在运营环境中变得具有成本效益。

阿姆斯特朗说，锂离子电池可能会因电池热失控而损坏，当电池的电压和温度没有得到充分管理时，就会发生这种情况。这可以通过将电池保持在两个因素之间的安全区域来管理。

阿姆斯特朗说：“一般来说，我们的理念是，嘿，让我们把电池保持在安全区域，让我们不要让它暴露在这种滥用之下，这是通过电池管理系统完成的。“所以我们不允许电压过高，我们不允许电压过低，我们不允许温度过高或过低。挑战在于电池管理系统是一个漏水的筛子。我想说的是，电池管理系统无法防范一些固有的挑战，其中包括电池层面的制造缺陷，以及潜在的树枝状负载增长或会导致电池内部短路的事情。

阿姆斯特朗说，为了保护飞机免受潜在的电池故障的影响，制造商必须建立遏制和传播机制，以保护电池免受自身和车辆结构的损坏。

美国联邦航空管理局（Federal Aviation Administration）有一项关于电池安全的规则，即311 A，但是，阿姆斯特朗表示，仍然需要一种电池系统级的方法来加强安全。

“美国联邦航空局过去曾对锂离子电池进行过认证，他们有这样做的规则......然而，该框架是在发动机启动或AP启动的背景下开发的，因此我们谈论这些类型的电池系统的存储能量的大小和电压是不同的，“阿姆斯特朗说。“但是，该框架是一个有用的入门框架。

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