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H3X重新考虑为电动汽车的下一个阶段提供动力
2021年03月30日    阅读量:279    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

显而易见,电动汽车是未来,但要实现这一改变,除了将汽油发动机换成电池驱动的汽油发动机以外,尤其是在飞机上,还有更多的事情要做。H3X是一家初创公司,旨在通过重新设计,完全集成的电动机来加速未来发展,该电动机声称其性能优于市场上的所有产品。

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小型创始团队-首席执行官Jason Sylvestre,首席技术官Max Liben和首席运营官Eric Maciolek-在参加电动汽车制造和赛车计划时在大学里相识中国机械网okmao.com。在技术和汽车行业(包括特斯拉和SpaceX)工作了一段时间之后,当他们看到能源部为改善高功率密度电动机提供悬赏时,工作人员又回到了一起。


“这个问题非常适合我们的能力和热情,我们对此感到很兴奋。我们关心不同交通部门的脱碳,随着电动汽车改善地面车辆,航空业将在未来几十年中成为全球碳足迹中日益增长的一部分。” “我们只是决定采取信念的飞跃,并应用于Y Combinator。”


电动飞行并不是一个疯狂的想法,而是处于早期,尴尬的阶段。诸如无人机之类的轻型飞机可以极大地利用可用的电池和电动机,而像水上飞机这样的小型飞机可以进行短途飞行,但这就是当今事物的局限性。


问题主要是简单的动力不足:推动飞机足够快以产生升力所需的能量会随着飞机的尺寸和质量的增加而呈指数增长。几千瓦小时可用于一架无人驾驶飞机,少量的EV级电池可用于轻型飞机,但除此之外,飞行所需的能量要求电池体积大且重量重,使飞行不切实际。


在H3x实验室中,有人在用一个烤面包机大小的电动机工作。


当然,不必一定是这样。有两种一般的改进途径:更好的电池或更好的电动机。因此,您可以在相同的质量中容纳更多的能量,或者更有效地使用您拥有的能量。两家公司都在追求这两者,但是H3X声称在功率密度方面取得了巨大的飞跃,可以在一夜之间解锁新行业。虽然即使每公斤功率提高10%或20%(例如,输出50马力的电动机输出120马力而不是100马力)也很显着,但H3X表示其电动机的性能约为竞争对手的300%。


如何?Liben解释说,一切都与整合有关。尽管这些零件在某些方面类似于现在的电动机和电源组件,但该团队基本上是从头开始,其想法是最大化效率和最小化尺寸。


电动机通常具有三个主要部分:电动机本身,动力传输系统和变速箱,它们每个都可以具有自己的外壳,并且可以彼此分开出售和安装。这些并非全部是一台大型机器的原因之一就是温度:例如,变速箱的零件和冷却液系统可能无法在电动机或动力系统产生的温度下运行,反之亦然。将它们放在一起,一个可能导致另一个卡住或以其他方式失败。不同的部分仅具有不同的要求,这似乎很自然。


电动机的生气蓬勃的图象使被看见是透明的。


H3X通过新颖的集成设计来挑战这种范例,但是Liben小心翼翼地阐明了这意味着什么。


他说:“我们不仅仅是拿起逆变器盒,然后将其拍打在顶部,然后称它为集成式。” “所有组件都紧密连接到相同的外壳和电动机。我们正在做一个真正的集成设计,在这种功率水平上,这是同类产品中的第一个。”


而且,“首创”并不是说空中客车在某些动力总成中有一个,而是说有沿着这些路线进行的研究项目-没有用于生产的项目。


对于其他人,没有人能以一种可以商业使用的规模将所有物品放进同一盒子的想法如此之遥,这一想法听起来有些可疑。有人会认为,航空航天业的现有参与者本来就树了好几年,但利本说,大型公司太慢了,无法创新,也投资于其他方法,而小型公司则倾向于通过逐步改进成功的现有设计来规避风险。并相互竞争。他说:“没有人将目标对准我们现在正在考虑的性能水平。”


但是,这并不是像H3X偶然发现的一项进步使电动机的性能神奇地提高了三倍。


利本说:“我们不依靠一项大技术或某种东西,这是没有魔术的弹药。” “有一些改进具有非常显着的进步,例如比现有技术好50%,许多领域增加了10%-20%。从技术风险的角度来看这是件好事。”


他对许多改进进行了相当详细的介绍,但是如果我们的读者甚至已经读了那么远的话,如果他们对技术的了解不多,如果我尝试重新叙述整个对话的话,可能会关闭该选项卡。简而言之,这等于将材料,制造和电气组件方面的先进技术相结合,从而使它们协同工作,从而使彼此能够发挥最佳作用。


例如,最近改进的电源开关硬件可以在更高的温度下运行并处理更高的负载-这不仅提高了性能,而且还允许使用共享的冷却基础架构。共享基础架构本身可以通过使用新的纯铜3D打印技术加以改进,该技术允许在壳体内部安装更多的冷却装置。使用3D打印意味着可以自定义内部几何形状,从而可以将电动机,变速箱和动力传输装置全部安装在最佳位置,而不必用螺栓固定在现有方法允许的位置。


结果就是一台多合一的电动机HPDM-250,它比许多竞争对手都要小,但产生的功率却大得多。最好的生产电机每千克连续功率约为3-4千瓦。H3X的原型机可生产13架飞机,巧合的是,这一数值刚好高于中型客机的理论功率密度。


CG渲染3D打印的铜线圈。


像这样堆叠尖端技术存在使成本上升快于性能上升的风险。Liben说,虽然从某种角度来说它肯定会更昂贵,但是更小的尺寸和集成的设计也带来了新的成本,时间或材料节省。


“人们认为,'3D打印铜,太贵了!' 但是,当您将其与超高性能绕组相比较时,以及其他一些不同的制造方式,则可能需要大量的人工步骤和相关人员……印刷起来可能会更加简单,”他说。解释。“这可能是违反直觉的,但至少从我的BOM(物料清单)成本来看,当您要卖出比另一个小三倍的物料时,即使它是高性能物料,它实际上也没有您想做的贵思考。根据到目前为止我们与之交谈的客户,我们认为我们处于有利位置。”


从根本上说,维修一台全集成式电动机比从一台现成的电动机上维修要复杂得多,但是Liben指出,他们从一开始就谨慎考虑维护工作,而且,尽管维护起来可能会有些困难他们的电动机比普通的电动机要简单得多,甚至比维修最可靠和最著名的气体驱动电动机都要简单得多。


尽管H3X声称获得了巨大的收益,但客机的目标市场几乎不是他们或任何人都能进入的市场。航空旅行等监管严格的行业需要多年的工作和技术证明,要改变紧固件的样式,更不用说推进方法了。


因此,H3X专注于众多规模较小,管制较少的行业,这些行业可能会使用大大改进的电力推进系统。货运无人机,电动船 和空中出租车可能仍然是这个星球上稀少的景点,但对电动机功率和效率的巨大冲击可能是促使它们从利基市场(或蒸气产品)发展为主流的原因。当然,所有这三个应用程序都可以从范围或有效负载容量的改进中受益匪浅。


利本建议,毕业于客运飞机并不是一个遥不可及的梦想:“我们已经在前进了,这不是20年历史的东西。在过去的几年中,时间表大大缩水了。您可能很快就会有一辆充满电的电动汽车,但是长途飞行并不会减少它的寿命。”


在混合飞机中,像H3X这样的电动机在混合使用喷气燃料,电池甚至氢燃料电池方面仍然发挥着作用。就像改用电动汽车一样,这不会一次全部发生,也不需要出于业务目的。“这对电动机来说是很棒的事情,”利本说。“它们无处不在。”


H3X拒绝透露任何资金或合作伙伴,尽管很难相信该团队可以在没有某种形式的大量资金和设施的情况下走到现在为止—这种项目很快就超过了车库的工作台。但是,随着Y Combinator的演示日明天发生,在接下来的几周内他们似乎会接到很多电话,此后可以期待种子轮的到来。1.05亿美元的意向书也不会受到损害。


如果H3X的原型在野外的表现像在板凳上一样出色,那么它们很可能会实现许多新的电动运输应用。我们将密切关注该创业公司的发展如何影响电动交通的未来。


标签:今日头条机械应用人工智能技术中心汽车及配件新能源汽车 配件与设备
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