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Ampaire 採用高效環保的電力系統推動空中旅行的發展

2020-6-18 07:00 PM| 發佈者: SophieWeng@G| 查看: 291| 評論: 0|來自: Vicor

摘要: 全電動飛機開發商 Ampaire 開發了一種雙動能架構,在初始試飛場景中實現冗餘,從而可根據有效載荷、巡航速度和飛行路線評估並開發在燃料與電動能源之間劃分功率與推進負載的技術;原型設計的供電系統由一個電壓範圍 ...

全球各界對二氧化碳 (CO2) 排放不斷上升的擔憂日益加劇,這刺激了全球對純電動汽車 (EV) 及混合動力電動汽車 (HEV) 的需求。此外,航空業也在經歷類似的發展,相關機構正在分析電動航空產品的成本及效能優勢。如果能夠讓航空旅行基礎設施的成本降低,就可以將航空旅行擴展到服務不完善的偏遠地區。


Ampaire(位於加州霍桑)始終致力於透過開發對環境無污染的、更低成本的安全、安靜的電動飛機來實現這一願景。相對於傳統內燃機飛機而言,Ampaire 專注於實現燃料成本降低 90%、維護成本降低 50%、起飛及降落雜訊降低 66%、尾氣排放為零的全電動飛機。


圖1:Ampaire 開發的電動推進飛機不僅對環境無污染且安全、安靜,運作成本更低。

僅在美國,採用電動推進技術就可將航空公司的目的地數目增加 10 倍,將機場從 500 個增加到 5000 個。因此,生活在偏遠地區的人們將更輕鬆地享受區域性航空運輸服務,同時由於營運成本高而難以盈利的區域性航空公司將處於蓬勃發展的有利位置。


航空旅行更環保、更清潔的能源

Ampaire 目前正處於原型設計階段,他們開發了一種雙動能架構,在初始試飛場景中實現冗餘,從而可根據有效載荷、巡航速度和飛行路線評估並開發在燃料與電動能源之間劃分功率與推進負載的技術。


目前 Ampaire 的原型設計--改裝過的西斯納 337 Skymaster,採用內聯並行的混合動力架構:一款標準內燃機引擎螺旋槳位於飛機的尾部、電動螺旋槳位於飛機的前部。在飛行過程中,動力可以在兩個推進系統之間動態共用,以最佳化速度、動力、燃料消耗或雜訊。


快速原型設計離不開高密度電源元件解決方案

Ampaire 原型機的供電系統由一個電壓範圍為 500V 至 738V 的高壓電池組電源組成。典型的航空電子控制與監控系統工作電源電壓為 28V,因此需要一款寬範圍輸入並能嚴格穩壓至 28V 輸出的 DC-DC 轉換器解決方案。電池為高壓,因此不僅需要隔離,而且還需要高達 500W 的額定功率。


此外,Ampaire 設計團隊還要求解決方案體積小、效率高、簡單的熱管理設定,以及快速的原型設計和極短的投產時間。該設計團隊也不希望設計或使用電源轉換器電路板。根據這些設計要求,Vicor 工程技術團隊建議分兩個階段進行功率轉換和穩壓,以最佳化效率和功率密度,簡化熱管理。一款固定比率母線轉換器 (BCM) 將用於隔離高壓電池並對其進行降壓轉換,後面接一款低電壓 DC-DC 轉換器,將母線轉換器的輸出穩壓至 28V。

電力驅動航空飛行的未來

Ampaire 是電力驅動航空市場的領導者之一,展示了電動飛機商用的可行性。其原型機將由位於夏威夷的 Mokulele 航空公司進行測試,該公司希望未來使用 Ampaire量產的新一代飛機執行穿越夏威夷群島的短程飛行任務。Ampaire 的未來機型預計將搭載 9 到 19 名乘客,從檀香山飛往卡尤魯伊,航程為 90 英里。

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