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eVTOL需要什么樣的電機?
來源: | 作者:低空經濟商情 | 發布時間: 84天前 | 103 次瀏覽 | 分享到:

eVTOL飛行器的顯著特點是采用了分布式電驅動系統(DEP)。因此電驅系統是eVTOL整機開發中非常重要的一環。目前,只有少數eVTOL公司選擇自研電驅系統,大多數公司則選擇第三方供應商的貨架產品或者定制開發。英國eVTOL公司Vertical今年5月宣布不再選擇Rolls Royce公司的作為其VX4飛機的電推進單元供應商。緊接著,Rolls Royce公司在今年9月份宣布:由于未能找到買家,選擇關停電推進部門。Vertical公司也一直沒有官宣VX4電推進系統最新的供應商。直到最近,在其官網的資料中,給出了VX4電機的特寫照片??梢钥闯觯琕X4的確選擇了MAGicALL公司的電推進系統。


Vertical VX4電機特寫,印有MAGicALL公司Logo


事實上,多個eVTOL公司都選擇了MAGicALL公司的電機及驅動系統。除了Vertical,空客的CityAirbus NextGen也宣布采用MAGicALL的電驅系統。此前空客的傾轉旋翼驗證機Vahana同樣使用MAGicALL的電機。


空客Vahana傾轉旋翼飛機搭載MAGicALL電機


Archer公司的第一版縮比驗證機Maker同樣使用該公司電機。不過目前的全尺寸方案Midnight的電驅系統,Archer公司選擇自主開發。Bell公司此前開發的自動貨物運輸無人系統APT70同樣采用了MAGicALL公司的電機。APT70采用尾座式布局,最大載貨量為70磅(32kg)。


Bell APT70無人機也搭載MAGicALL電機


根據MAGicALL公司的介紹,其公司的電推進系統為電動飛機做了許多針對性開發,有以下特點:

  1. 電機、驅動器高度集成設計

  2. 高可靠性的同時能實現簡單易用

  3. 內轉子設計,振動量級低,防護最高可達IP67

  4. 全數字式正弦矢量控制

  5. 高度定制化的電機安裝接口和槳轂安裝接口

從官網數據看,電機的扭矩密度高達40+Nm/kg,綜合效率更是高達95%,較好了適配的eVTOL飛機對電機低轉速、大扭矩、高功率的需求。


MAGicALL電推進系統宣傳材料


MAGicALL公司為電動飛機開發了系列化產品。從尺寸上看,電機直徑覆蓋了10厘米-60厘米。從功率上看,最大短時功率涵蓋了6kW-500kW。最大扭矩為4Nm-5000Nm。下圖為MAGicALL公司電推進系統的產品族譜。


MAGicALL電推進產品族譜


根據Vertical VX4的實際需求,大概率選擇了MAGicALL公司型號為150的產品(上圖中紅框部分,也不排除定制開發)。該型號的最大短時功率為150kW,可持續工作功率為120kW,扭矩范圍從200Nm-1200Nm不等,最大重量為35kg,電機直徑接近40厘米。由于VX4采用了8旋翼布局,電機的功率、扭矩等參數略低于Joby S4的自研電機。如果VX4的電推進系統能做到25kg及以下,額定工作狀態的功重比就可以達到5kW/kg以上。


VX4采用8旋翼布局


對于eVTOL來說,由于傾轉旋翼的設計需求,傾轉單元的旋翼都需要進行變距設計,對于電機而言需要進行中空軸設計,方便電氣信號的傳輸。相較于Joby S4的外轉子電機而言,Vertical VX4的內轉子中空軸設計可能更具有挑戰性。同時,VX4的電機和驅動器采用了一體式風冷設計,電機本體設計有非常顯著的散熱翅片。


VX4電機顯著的散熱翅片設計,同時電機主軸采用中空設計


它山之石可以攻玉。MAGicALL公司能夠拿到多個eVTOL公司的訂單,能夠證明其在該領域確實有相應的技術。也能看出MAGicALL的設計方案有非常顯著的特點,總結起來有以下幾點:

  1. 電機、驅動器集成化設計,為用戶提供簡單易用且完整的產品

  2. 均采用內轉子設計,具備很高的防護等級

  3. 僅采用風冷設計,且設計有非常顯著的風冷散熱翅片

  4. 產品譜系化設計,涵蓋不同功率等級,適配不同起飛重量的eVTOL


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