從混動支線機到氫能飛行器:Vicor模塊化電源的航空減碳路線圖
發布時間:2025-04-17 責任編輯:lina
【導讀】目前可用的商業航空數據顯示,歐洲乃至全世界對額外運力的需求是不爭的事實。空中客車公司預測,到 2038 年,全球商業航空的年均增長率將達到 4.3%。
Vicor 稱電源模塊是幫助商業航空公司實施新清潔航空計劃的關鍵
目前可用的商業航空數據顯示,歐洲乃至全世界對額外運力的需求是不爭的事實。空中客車公司預測,到 2038 年,全球商業航空的年均增長率將達到 4.3%。
商業航空以不可阻擋的趨勢增長,帶來的一個明顯後果是預計未來二十年在役飛機數量將迅速增加。例如,2019 年空中客車公司報告稱,在役商用飛機數量為 21,000 架,並估計到 2042 年這一數字將幾乎翻倍,達到驚人的 40,850 架,重點是服務於較短區域航線的小型客機(見圖 1)。
圖 1:按地區劃分的新商用飛機數量估計(來源:空中客車公司)
此外,在歐洲,隨著廉價航空公司如瑞安航空及易捷航空的成立和日漸受歡迎,每個地區的客運量增速都是最高的。這些短途、低成本航空公司正在開辟新的區域航線,並將業務擴展到較小的機場。
低成本航空公司願意突破傳統模式以實現額外的業務增長,這使它們能夠真正推動歐洲和全球商業航空的增長。
伴隨這些增長,噪音汙染和溫室氣體排放也隨之增加,這將加劇全球變暖。化石燃料——煤炭、石油和天然氣——是導致全球氣候變化的罪魁禍首,占全球溫室氣體排放量的 75% 以上,及二氧化碳排放總量的幾乎 90%。2022 年,航空排放量達到近 8 億噸二氧化碳。更難以量化的是航空噪音汙染及其對當地居民的影響。飛機發動機總體上會產生氣體、噪音和化石燃料燃燒產生的顆粒物,這加劇了人們對其全球影響和對當地空氣質量影響的環境擔憂。
減少環境影響
基於估計的快速增長,至關重要的一點是政府和私營企業必須共同製定計劃,負責任地管理這一前所未有的增長。
圖 2:Vicor 的電源模塊外形小巧,散熱均勻且可預測,而其他供電解決方案的外形雜亂無章,有許多高峰和低穀。
歐盟的清潔航空聯合計劃(CAJU)證明了這一承諾。該計劃旨在將公共和私營實體聚集起來,促進更綠色、更清潔的航空領域的突破。CAJU 的章程規定,該計劃的宗旨是“探索尖端技術,到 2050 年實現航空氣候的中和”。可幫助實現這些目標的一項關鍵技術是 DC-DC 電源模塊。Vicor 的電源模塊具有卓越的設計靈活性,功率密度和效率極高,部分原因是其專有的平麵封裝(見圖 2)。作為分立式電源設計的替代方案,電源模塊具有許多優勢,可幫助 CAJU 實現更廣泛的氣候中和及創新目標。
優化能效
DC-DC 電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)可(ke)優(you)化(hua)飛(fei)機(ji)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)電(dian)能(neng)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)。通(tong)過(guo)實(shi)現(xian)精(jing)確(que)的(de)電(dian)壓(ya)調(tiao)節(jie)和(he)減(jian)少(shao)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao),電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)能(neng)夠(gou)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)利(li)用(yong)儲(chu)存(cun)的(de)能(neng)量(liang),這(zhe)對(dui)於(yu)電(dian)動(dong)或(huo)混(hun)合(he)動(dong)力(li)推(tui)進(jin)係(xi)統(tong)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。Vicor 的電源模塊集成了正弦振幅轉換器(SAC)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)作(zuo)為(wei)分(fen)比(bi)式(shi)電(dian)源(yuan)架(jia)構(gou)的(de)一(yi)部(bu)分(fen),可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)降(jiang)低(di)性(xing)能(neng)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)在(zai)小(xiao)巧(qiao)緊(jin)湊(cou)的(de)封(feng)裝(zhuang)中(zhong)提(ti)供(gong)最(zui)高(gao)的(de)效(xiao)率(lv)。效(xiao)率(lv)越(yue)高(gao),飛(fei)行(xing)時(shi)間(jian)越(yue)長(chang),環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)越(yue)小(xiao)。
可擴展的解決方案,便於重新設計和重複使用
DC-DC 電源模塊是分立式電源的替代方案,具有更小、更緊湊的特點(見圖 3)。它們可以串聯使用,在需要更大的功率時可輕鬆擴展。無論飛機的大小或複雜性如何,它們都可以輕鬆集成到各種飛機係統中。

圖 3:Vicor 電源模塊的密度是其他解決方案的 5 倍,而重量隻有 674 毫克。
這種靈活性對於滿足航空業的動態需求至關重要,因為飛機的設計可能會有很大差異。隨著 CAJU 鼓勵從無人機到商用飛機的各種飛機形式的創新,DC-DC 電源模塊的可擴展性變得不可或缺。
輕便、緊湊、功率密度高——移動性的關鍵
與任何其他運輸方式相比,航空業對重量和尺寸可能更為敏感。現代 DC-DC 電源模塊的緊湊性可以最大限度地減輕飛機的重量,為乘客、貨物或額外的綠色技術創新留出更多空間。更輕的飛機還意味著更低的能耗、排放和更長的飛行時間。另一方麵,高功率密度模塊能夠高效地將高壓轉換為負載所需的電壓,且功率損耗很小。
惡劣條件下不折不扣的可靠性
航空安全至關重要。DC-DC 電源模塊以其可靠性著稱,即使在惡劣條件下也能提供一致的性能。類似半導體的製造方法是 Vicor 的一個差異化因素,使其能夠生產更高質量的電源模塊。Vicor 采用獨特的封裝和 3DI(三維互連)技ji術shu,提ti升sheng了le整zheng體ti性xing能neng。公gong司si的de電dian源yuan模mo塊kuai在zai航hang空kong航hang天tian應ying用yong中zhong已yi經jing使shi用yong了le幾ji十shi年nian,以yi其qi在zai最zui惡e劣lie條tiao件jian下xia的de長chang期qi可ke靠kao性xing而er聞wen名ming。通tong過guo確que保bao穩wen定ding的de電dian壓ya輸shu出chu和he防fang止zhi潛qian在zai的de電dian氣qi故gu障zhang,這zhe些xie模mo塊kuai可ke以yi增zeng強qiang整zheng個ge飛fei機ji電dian氣qi係xi統tong的de安an全quan性xing。
與先進技術和係統的兼容性
綠(lv)色(se)航(hang)空(kong)時(shi)代(dai)的(de)特(te)點(dian)是(shi)技(ji)術(shu)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan),從(cong)先(xian)進(jin)的(de)感(gan)測(ce)係(xi)統(tong)到(dao)自(zi)主(zhu)飛(fei)行(xing)控(kong)製(zhi)。許(xu)多(duo)係(xi)統(tong)有(you)著(zhe)特(te)定(ding)的(de)電(dian)源(yuan)需(xu)求(qiu),模(mo)塊(kuai)化(hua)電(dian)源(yuan)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)靈(ling)活(huo)地(di)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)需(xu)求(qiu)。通(tong)過(guo)高(gao)效(xiao)地(di)提(ti)供(gong)適(shi)當(dang)的(de)電(dian)壓(ya)水(shui)平(ping),這(zhe)些(xie)模(mo)塊(kuai)使(shi)各(ge)種(zhong)尖(jian)端(duan)、關鍵任務傳感器和技術能夠順利運行。
經濟高效的集成
與複雜的分立式電源設計相比,模塊化方法在降低運營和維護成本及延長壽命方麵具有長期優勢。總體擁有成本(TCO)分析顯示,模塊化電源可帶來豐厚的投資回報。這與 CAJU 推動可持續航空解決方案的目標相吻合。不管是從環境方麵還是經濟方麵,這些解決方案都切實可行。
歐盟的清潔航空聯合計劃是一項重要的倡議,旨在為航空業打造一個更加可持續的未來——yigeyuquanqiuhuanjingwentixietiaoyunzuodeweilai。zheyichangyidechenggongzaihendachengdushangyilaiyuxianyoujishuyijianquandijiangchuangxinyushangyehangkongdexuqiuxiangxietiaodenengli。lvsejishuzhengzaixingqi,jiangbangzhujiejuezheyiwentidejishujiangyuelaiyueduo。
今天,通過設計更先進的電源係統,我們可以超越傳統的分立式設計方法,實現這些方法無法提供的 SWaP(尺寸、重量和功率)。更重要的是,它們無法提供高效率,會直接影響碳足跡。
另一方麵,Vicor 的 DC-DC 電源模塊具有多方麵的優勢,包括緊湊的尺寸、高gao效xiao率lv和he可ke靠kao性xing,有you望wang在zai減jian少shao溫wen室shi氣qi體ti的de綠lv色se革ge命ming中zhong發fa揮hui核he心xin作zuo用yong。積ji極ji采cai用yong並bing投tou資zi於yu這zhe些xie技ji術shu,可ke以yi釋shi放fang創chuang新xin潛qian力li,成cheng功gong應ying對dui這zhe一yi艱jian巨ju任ren務wu。Vicor 的高密度電源模塊是實現更清潔、更高效的航空未來的重要組成部分,不僅對歐洲,而且對全世界都是如此。
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