1. Característiques tècniques deMotor eVTOL
In elèctric distribuïtpropulsió, els motors accionen múltiples hèlixs o ventiladors a les ales o al fuselatge per formar un sistema de propulsió que proporciona empenyiment a l'aeronau. La densitat de potència del motor afecta directament la capacitat de càrrega útil de l'aeronau. La capacitat de potència de sortida, la fiabilitat i l'adaptabilitat ambiental del motor són factors importants per determinar les característiques dinàmiques i la seguretat de l'aeronau propulsada elèctricament. La selecció de vehicles elèctrics, drons i motors eVTOL és diferent a causa dels diferents costos, escenaris d'aplicació i altres motius [1].
(Font de la foto: Lloc web oficial de Network/Safran)
1) vehicles elèctrics: imant més permanentmotors síncrons,Els motors d'imants permanents amb una major eficiència i un parell més elevat poden proporcionar una millor experiència de conducció. Al mateix temps, l'alta densitat de potència dels motors d'imants permanents també pot ajudar els vehicles elèctrics a obtenir una major potència amb el mateix volum.
(2) UAV: sense escombretes d'ús comúMotor de corrent continu.El motor de corrent continu sense escombretes té un pes i un soroll baixos, i el cost de manteniment és baix, cosa que és adequada per als requisits de vol dels UAV; en segon lloc, la velocitat del motor de corrent continu sense escombretes és més alta, cosa que és adequada per a les necessitats de vol d'alta velocitat dels drons. Per exemple, DJI utilitza motors sense escombretes.
(3) eVTOL: Amb uns requisits més elevats per a l'eficiència del motor i la densitat de parell, el motor síncron d'imants permanents és una solució molt prometedora per al sistema de propulsió elèctrica, ja que el motor d'imants permanents de flux axial té una alta taxa d'utilització de l'espai radial, i la densitat de potència i la densitat de parell tenen avantatges en el cas d'una relació de longitud i diàmetre petita. Els avions elèctrics VTOL actuals, com ara el Joby S4 i l'Archer Midnight, adopten motors síncrons d'imants permanents [1].
La figura següent mostra la imatge en núvol de la intensitat d'inducció magnètica del rotor fix d'un motor de flux axial d'un sol rotor d'un sol estator
La figura següent és una comparació dels paràmetres del motor d'avions elèctrics i vehicles elèctrics
2. Tendència de desenvolupament del motor eVTOL
Actualment, la principal tendència de desenvolupament del sistema d'alimentació eVTOL és reduir el pes de l'estructura del motor i el pes auxiliar del sistema de refrigeració millorant la tecnologia de disseny electromagnètic, la tecnologia de gestió tèrmica i la tecnologia lleugera, i millorar constantment la densitat de potència del motor i la capacitat de sortida de potència en una àmplia gamma de condicions variables. Segons la "Recerca i Desenvolupament de Cotxes Voladors i Tecnologies Clau", el motor de propulsió d'aviació ha aconseguit que la densitat de potència nominal del cos del motor sigui superior a 5 kW/kg mitjançant l'ús de materials d'aïllament amb límits de temperatura més alts, materials d'imants permanents amb una densitat d'energia magnètica més alta i materials estructurals més lleugers. Millorant el disseny de l'estructura electromagnètica del motor, com ara l'ús de matriu magnètica de Halbach, estructura sense nucli de ferro, bobinatge de filferro Litz i altres tecnologies, així com millorant el disseny de dissipació de calor del motor, s'espera que la densitat de potència nominal del cos del motor pugui arribar als 10 kW/kg el 2030 i que la densitat de potència nominal superi els 13 kW/kg el 2035 [1].
3. Comparació de rutes elèctriques pures i híbrides
En comparació amb la ruta purament elèctrica i la ruta híbrida, segons la selecció actual de fabricants rellevants, el projecte eVTOL nacional es basa principalment en l'esquema purament elèctric, limitat per la densitat d'energia de les bateries d'ions de liti, i l'eVTOL de baixa capacitat de passatgers és el millor escenari d'aterratge de la tecnologia de propulsió purament elèctrica. A l'estranger, alguns fabricants han establert el pla híbrid per endavant i han liderat múltiples rondes de proves i iteració. Com es pot veure a la taula següent, l'esquema híbrid és òbviament més fort en l'angle de resistència i pot aconseguir més aplicacions en l'escenari del trànsit de mitjana-llarga distància i baixa altitud en el futur [1].
Data de publicació: 27 de febrer de 2025