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采用高效环保的电气系统推动航空旅行的发展

admin
2020-06-22
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标签:工业应用

Vicor 业经验证的航空航天电源模块解决方案

简化航空航天设计的同时加速产品上市

对二氧化碳 (CO2) 排放不断上升的担忧日益加剧,这刺激了全球对纯电动汽车 (EV) 及混合电动汽车 (HEV) 的需求。此外,航空业也在经历类似的发展,相关机构正在分析电动航空产品的成本及性能优势。如果能够让航空旅行基础设施的成本降低,就可以将航空旅行扩展到服务不完善的偏远地区。

Ampaire(位于加州霍桑)始终致力于通过开发对环境无污染的、更低成本的安全、安静的电动飞机来实现这一愿景。相对于传统内燃机飞机而言,Ampaire 专注于实现燃料成本降低 90%、维护成本降低 50%、起飞及降落噪声降低 66%、尾气排放为零的全电动飞机。

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Ampaire 开发的电动推进飞机不仅对环境无污染且安全、安静,运行成本更低。

仅在美国,采用电动推进技术就可将航空公司的目的地增加 10 倍,将机场从 500 个增加到 5000 个。因此,生活在偏远地区的人们将更轻松地享受区域性航空运输服务,同时由于运营成本高而难以盈利的区域性航空公司将处于蓬勃发展的有利位置。

航空旅行更环保、更清洁的能源

Ampaire 目前正处于原型设计阶段,他们开发了一种双动能架构,在初始试飞场景中实现冗余,从而可根据有效载荷、巡航速度和飞行路线评估并开发在燃料与电动能源之间划分功率与推进负载的技术。

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目前 Ampaire 的原型设计--改装过的塞斯纳 337 Skymaster,采用内联并行的混合动力架构:一款标准内燃机发动机螺旋桨位于飞机的尾部、电动螺旋桨位于飞机的前部。在飞行过程中,动力可以在两个推进系统之间动态共享,以优化速度、动力、燃料消耗或噪声。

快速原型设计离不开高密度电源组件解决方案

Ampaire 原型机的供电系统由一个电压范围为 500V 至 738V 的高压电池组电源组成。典型的航空电子控制与监控系统工作电源电压为 28V,因此需要一款宽范围输入并能严格稳压至 28V 输出的 DC-DC 转换器解决方案。电池为高压,因此不仅需要隔离,而且还需要高达 500W 的额定功率。

此外,Ampaire 设计团队还要求解决方案体积小、效率高、简单的热管理设置,以及快速的原型设计和极短的投产时间。该设计团队也不希望设计或使用电源转换器电路板。根据这些设计要求,Vicor 工程技术团队建议分两个阶段进行功率转换和稳压,以优化效率和功率密度,简化热管理。一款固定比率母线转换器 (BCM) 将用于隔离高压电池并对其进行降压转换,后面接一款低电压 DC-DC 转换器,将母线转换器的输出稳压至 28V。

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一款固定比率母线转换器 (BCM) 用于隔离高压电池并对其进行降压转换,后面接一款低电压 DC-DC 转换器,将母线转换器的输出稳压至 28V。

未来的电力驱动航空飞行

Ampaire 是电力驱动航空市场的领导者之一,展示了电动飞机商用的可行性。。其原型机将由位于夏威夷的 Mokulele 航空公司进行测试,该公司希望使用 Ampaire 已投入商业生成的新一代飞机执行穿越夏威夷群岛的短程飞行任务。Ampaire 的未来机型预计将搭载 9 到 19 名乘客从檀香山飞往卡尤鲁伊,航程为 90 英里。

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