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Aviões Elétricos são o Futuro da Aviação


Postado em 23 de Junho de 2020 por Rugged Monitoring | Traduzido por Power On Tecnologia.

Por que o futuro é uma Aeronave ‘Elétrica’ e ‘Híbrida-Elétrica’?

Viajar de avião ainda é um dos desafios mais difíceis que enfrentamos no combate às mudanças climáticas, já que a aviação constitui 2% das emissões de carbono do mundo. Vários analistas afirmam que com o aumento da popularidade das viagens aéreas, sua consequência será um aumento de mais de 300% em relação aos níveis de 2005 nas emissões de gases de efeito estufa pela empresa de aviação. No entanto, com os veículos elétricos substituindo os veículos a gasolina, uma extensa pesquisa está sendo realizada sobre como eletrificar aviões de maneira eficaz.


Esta é uma nova indústria que recentemente ganhou legitimidade como uma alternativa adequada à tecnologia de aviação convencional. As melhorias realizadas neste setor em tão curto período mostram o potencial de um futuro em que os aviões elétricos se tornem o padrão do transporte aéreo.


Avanços tecnológicos na área de Aeronaves Elétricas

Existem vários métodos usados ​​para armazenar e fornecer eletricidade para os aviões elétricos, como uma bateria de alta densidade, ultracapacitores, células solares, cabos de força. Novas tecnologias, como células de combustível, também estão sendo experimentadas na eletrificação de aviões. As células de combustível geram eletricidade com a reação entre hidrogênio e oxigênio e poderiam ser mais adequadas para a indústria de aviação, pois não precisam ser carregadas por fontes de energia baseadas no solo.


O avanço da bateria não importaria até que houvesse um motor EV eficiente para o avião se mover. No ano passado, um novo motor EV melhorado foi desenvolvido por um fabricante líder que tinha 350 cavalos de potência e pesava apenas 110 libras. Este motor EV de baixo custo poderia economizar para a companhia aérea de 10-50% de seus custos operacionais, já que as contas de abastecimento diminuiriam consideravelmente.


No entanto, os avanços do motor EV e da bateria não podem manter o avião no ar para sempre, então ele precisa ser carregado e uma nova partida fez uma máquina de carregamento DC para uma aeronave elétrica que fornece uma potência de carregamento de 30 KW e ele pode lidar com níveis de tensão de 300 a 1000 volts. Da mesma forma, há um novo protótipo de avião elétrico que tem bateria de 21 kWh e um motor elétrico de 60 quilowatts que permite uma hora de vôo enquanto cobre quase 100 milhas e leva apenas uma hora para recarregar. Tudo isso é possível devido à eficiência do motor de tração e da bateria combinada com a capacidade de carregamento rápido.


O alcance de um avião também é muito importante, pois define a distância que um avião pode viajar antes de precisar reabastecer / recarregar. Com as tecnologias mais recentes disponíveis, podemos ter um avião elétrico com um alcance de cerca de 250 milhas. E espera-se que esse alcance seja dobrado nos próximos quatro anos, conforme a nova pesquisa e desenvolvimento estão progredindo em E-Mobility. Da mesma forma, a longevidade do avião elétrico depende do tipo de bateria de íon de lítio.


Por que os aviões elétricos precisam de extensos testes de EV?

Os engenheiros de projeto e teste de EVs enfrentam muitos desafios enquanto tentam melhorar constantemente o desempenho dos aviões elétricos. Devido aos rigorosos requisitos regulamentares e criticidade das aeronaves, o teste EV deve abranger todos os cenários de teste possíveis. Os engenheiros de instrumentação estão desenvolvendo vários novos mecanismos e tecnologias para design e desenvolvimento de trem de força EV. O gerenciamento térmico do plano elétrico e seus componentes precisam de perfis térmicos precisos e em tempo real. No entanto, engenheiros de teste e instrumentação gastam muito tempo em atividades sem valor, como:


· Criação de isolamento para termopares instalados em componentes de alta tensão

· Termopares de compensação para campos elétricos e magnéticos elevados

· Desenvolvimento de modelos para estimativas de temperatura precisas

· Instalação de termopares em espaços minúsculos, como Módulos de Energia

Mais importante ainda, os termopares não podem ser usados ​​em todas as condições de teste, especialmente em condições de alta velocidade e carga pesada.


Portanto, os engenheiros precisam de sensores avançados que sejam seguros em altas tensões, levem um tempo mínimo na configuração do teste e possam ser usados ​​em todas as condições de teste. Os sensores devem ser mais rápidos, precisos e repetíveis em diferentes condições de teste. Testes extensivos de componentes do trem de força, como baterias EV, motores de tração, Inversores EV e placas de carregamento ajudam no desenvolvimento de aviões elétricos 100% seguros e eficientes.


Sensores de temperatura de fibra óptica são o único sensor que pode ser usado em todas as condições de teste do EV Powertrain


Graças à tecnologia de detecção de fibra óptica que permite testes seguros e precisos em ambientes altamente elétricos, magnéticos e químicos. Avanços nas tecnologias EV Powertrain foram possíveis com o uso de sensores de temperatura de fibra óptica em testes.


Os sensores de temperatura de fibra ótica (FOTS) são ideais para testes em componentes de alta tensão de aviões elétricos, pois podem suportar altos campos elétricos e magnéticos. Os sensores são ultrapequenos com massa térmica mais baixa e fornecem medição de temperatura rápida, precisa e confiável.


Os sensores de temperatura de fibra óptica estão sendo usados ​​nas seguintes aplicações de teste em teste EV e gerenciamento térmico:


1. Motor de tração: Ponto quente do enrolamento do estator, temperatura do rotor, temperatura dos terminais HV

2. Bateria EV: Perfil térmico do núcleo / ânodo da célula, temperatura entre células, temperatura dos terminais HV

3. EV Inverter / Power Electronics: Junction Temperature (IGBT / Diode), Capacitor Core Temperature, and HV Terminals Temperature

4. Plugues / Placas de Carregamento: Temperatura de Junção (IGBT / Diodo), Perfil térmico do Pino de Carregamento


Soluções de Teste de EV da Rugged Monitoring para Aviões Elétricos

Os sensores e monitores de temperatura de fibra óptica da RUGGED Monitoring (RM) são projetados para atender aos requisitos de precisão e instalação dos testes de veículos elétricos. Os sensores, LSENS-B, LSENS-T, LSENS-R, estão sendo usados ​​na medição de temperatura de componentes de alta tensão, como bateria EV, motor elétrico, estações de recarga, conectores de alta tensão, inversores EV e eletrônica de potência. Nossos monitores robustos, R501 e O201, são projetados para atender às condições de teste do protótipo EV. Além disso, a RM criou um software proprietário com interfaces de usuário intuitivas para visualização e configuração remotas. O protocolo CANBUS de alta velocidade é suportado pelos monitores para integração de dados com outros sistemas de teste.


www.powerontech.net | (15)3327-5952 | www.ruggedmonitoring.com

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