超高功率密度的兆瓦级电机,可以使电动飞机的航程增加一倍

知新了了 2024-08-07 17:41:43

上次我们关注到航空航天电机初创公司H3X时,它仍处于围产期阶段,除了渲染图和制造人类已知功率密度最高的电机的宏伟计划之外,几乎没有什么。但从那时起,它向客户推出了第一轮电机,并与美国空军和美国宇航局等主要参与者签署了合同。 该公司在获得了八位数的融资后,目前正在努力推出更大、更强劲的兆瓦级机器,以减少航空航天、海洋和工业领域的碳排放。

更大的功率通常会通过更大或更多的电机和驱动部件带来更大的重量。 这是一个简单、直观的规则,很难打破,但H3X似乎有一个非常有效的公式。 其减轻重量、优化效率和提高功率的全面策略包括使用单个增材制造的冷却套来冷却电机和电力电子设备,改进其电机线圈设计并优化其电磁学。

长话短说,H3X成功地为其紧凑型集成电机提供了严苛的功率比重量比。该公司目前的电机阵容包括三种型号,最高为200千瓦HPDM-250。18.7公斤(41.2磅)的电机重量比2020年预计的15公斤(33磅)的250单元略重,这主要归功于其集成的6.7:1变速箱,但仍然实现了令人印象深刻的10.7千瓦/公斤的功率密度。它还管理着比最初预计的95.4%的峰值系统效率更好的系统。

相比之下,英国制造商Equipmake于2023年推出的HPM-400电机“被认为是”世界上功率密度最高的电机,密度为13.3 千瓦/公斤。但Equimake计算的是峰值功率,而不是持续功率。如果我们以此进行比较,H3X的HPDM-250以13.4 千瓦/公斤的峰值功率密度脱颖而出。H3X将逆变器集成在18.7公斤的电机封装中,而Equipmake的逆变器是一个单独的10公斤(22磅)组件,这进一步提高了HPDM的令人印象深刻的数字。

简单地说,HPDM绝对是世界一流的功率密集机器,而且这个家族现在越来越大,功能也越来越强大。本周二,H3X宣布完成了2000万美元超额认购的A轮融资,并计划将这笔资金用于开发其产品线中的下三款电机:HPDM-350、1500和2300,将其技术推向兆瓦级。

H3X联合创始人兼首席执行官Jason Sylvestre表示:“我们正在雄心勃勃地成为世界领先的先进电机供应商。我们已经以惊人的速度证明了这项技术的有效性,并在实现可持续航空、海洋和工业部门脱碳,以及解锁下一代电气化国防技术方面发挥了关键作用。”

H3X已经发布了HPDM-1500的预计规格,估计其重量为125公斤(276磅)。该发动机将开发1500千瓦的连续功率,这意味着它的功率密度预计将超过HPDM-250,达到12千瓦/公斤(连续)。

这个数字相当引人注目,因为它相当于美国政府高级能源研究计划局(ARPA-E)通过其ASCEND计划设定的目标基准,该计划旨在帮助开发与波音737大小相当的净零排放单通道电动客机。该机构已经确定,这种飞机需要连续12千瓦/公斤或更高的功率密度才能完成典型的5小时飞行。

据H3X估计,目前飞机推进系统的工作功率为3至4千瓦/公斤,该公司还预测,在一些飞机上,将现有推进系统替换为功率密集单元时,航程可以有效地增加一倍。作为计算的一部分,使用HPDM电机节省的重量将分配给增加的电池容量。

除了电动飞机和电动工具外,H3X还在开发更高功率的下一代电机,用于渡轮、拖船和潜艇等大型船舶、工业设备和电力机车等应用。HPDM生产线也定位用于混合动力系统,既作为电机,也作为发电机。采用空心轴,HPDM单元设计用于模块化堆叠,H3X表示,多达6个1500电机可以堆叠,总功率为9兆瓦。

H3X在丹佛郊外1.7万平方英尺的总部设计、测试和制造电机。除了开发下一轮发动机外,该公司还将把2000万美元A轮融资中的一部分用于扩大生产和履行现有合同。

如果朋友们喜欢,敬请关注“知新了了”!

1 阅读:751
评论列表

知新了了

简介:专注于新知、科普及趣闻的传播,日耕不辍,天天新鲜。