TE Connectivity提供满足高功率和高电压平的电气互连解决方案，助推航空业的进步与绿色变革

时间： 2022-04-08 来源：TE Connectivity

还记得《哈利波特与密室》中的这架会飞的汽车吗？这种陆空两栖的交通神器多年来出现在无数科幻电影中，令许多人心向往之！而今，在航空人的不断探索下，飞行汽车已从科幻走进现实！比如近年来被广泛热议的eVTOL（又名电动垂直起降飞行器），凭借其可垂直起降性能、噪音低、零排放等特点，被认为是未来电动飞机及城市空中交通的发展方向。

然而，当我们畅想未来电动飞行汽车在城市任意穿梭的场景时，我们也必须认识到eVTOL从科幻走向现实还面临着多重挑战。而TE connectivity（以下简称“TE”）作为一家全球行业技术企业，多年来不断创新，致力于以更加高效、轻量、安全的产品组合应对eVTOL飞行器在电气连接方面的挑战。

挑战一：eVTOL续航里程取决于电池能量密度，但电池太大又会增加最大起飞重量?

解题思路：为飞机减重是关键！

对于依靠电动机提供动力的eVTOL而言，想要保证其长时间飞行，需要大量的电力支持，也就是说，这需要电池拥有足够的能量密度。然而，目前的电池技术尚未能取得革命性突破，往往需要通过做大电池来增加续航能力。但这一方法在电动飞行器上似乎存在弊端，甚至有可能陷入死循环：做大电池无疑意味着整个eVTOL的重量也会增加，从而会增加飞机的最大起飞重量，而这往往就需要更加大的能量来支撑飞机起飞离地。由此可见，重量对于整个飞行器设计有着牵一发而动全身的作用，想要eVTOL正常起飞运行，减重是一项重要课题。

相较于现在的民用航空飞机，eVTOL的供电线路虽然重量更轻，但电子元件的重量却占据eVTOL非乘客、非结构系统重量的27%-68%1。因此，减轻重量可以从为电子元件“瘦身”开始。TE多年来致力于生产高质量、小体积、轻重量的电子产品，以推动飞机尺寸、重量和功率（SWaP）的最优化。

比如，TE Connectivity研发出小型模块化机架原理（MiniMRP），该方案能够有效将航空电子设备以较小、较轻的封装结构分布在飞机中，可节省高达40%的航空电子设备封装空间，并减轻60%的重量2。此外，TE不断开发复合材料壳体及复合材料的连接器，尽可能降低电子元件的重量，如TE的KILOVAC系列高压接触器 CAP120的重量仅有0.14千克，但却具有150A/600VDC的负载能力3。

挑战二：高网络运行电压如何应对？如何满足机上互娱需求？

解题思路：选择高性能、能承受极端电压的连接器件是重点！

eVTOL在起飞和降落时需要高电压电动机驱动，这就对用于电力推进系统、电池充电管理、乘客舒适加热和其他辅助功能的继电器和接触器提出了更高的要求。据统计，传统飞机的电气系统采用115VAC/400Hz和直流270伏特，一般限制在230VAC的高压功率要求。而在eVTOL飞机中，在垂直起飞和悬停期间需要使用无刷直流800伏特电动机提供每分钟2,300转到20,000转的风扇转速来获得升力4。

为此，TE Connectivity不断探索高电压和高功率解决方案，比如其KILOVAC系列高压接触器CAP200，额定电流达500安倍，额定电压达直流12至900伏特5，可满足峰值负载能力、操作温度、线圈效率、短路保护、分断能力和强大冲击、振动性能等需求。

此外，TE还提供互联技术，以满足机上互娱系统低电压/高带宽的设计需求。目前，TE已经拥有10G+通讯速率的高速数据线缆，同时还计划以光纤代替传统的铜缆线，使得传输速率能大幅提升至200G，同时还能在严苛环境下保持信号不失真6。

挑战三：高空管理高电压容易出现局部放电现象？频繁垂直起降易磨损？

解题思路：选择可经受严苛环境考验的电子元件更放心！

通常，在空中管理高电压比在地面上更加复杂，因为高压会使周围的空气电离而变得导电，从而产生电晕放电而造成电力损失，严重时可能引发火灾。因此，选择具有适合高压条件的介电性能材料至关重要。例如，TE Connectivity的Raychem 线束热缩管，能在严苛的环境中为电气连接系统提供长期保护；KILOVAC系列接触器产品CAP200和CAP120不仅可满足高电压接断需求，而且密封性强，能在严苛或易爆环境下运行。

此外，选用耐用性强的电子元件也是确保eVTOL安全飞行的重要因素。相比传统飞机，eVTOL的起飞和着陆的次数较为频繁。这就要求eVTOL内部连接系统必须可靠，能够承受更频繁的着陆和起飞带来的振动和冲击。TE Connectivity选用高性能、耐用性强的连接器材料，能够减少零部件摩擦和材料磨损，如KILOVAC 系列产品就具有出色的抗冲击和振动性能。

我们相信，科技创新是克服挑战、助力城市空中交通起飞的关键！未来，泰科电子将利用自身在设计、定制、制造、实施连接飞机线路上的电子组件方面的专业知识及优势，以更可靠、更轻量、更优化的连接技术，提供满足高功率和高电压平的电气互连解决方案，携手业内合作伙伴促进城市空中交通的发展，助推航空业的进步与绿色变革。

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