采用SiC电机驱动的混合动力飞机，成功试飞！

根据全球权威化合物半导体行业杂志 Compound Semiconductor 的报道，美国阿肯色大学的工程研究人员在混合动力飞机上采用 SiC 电机驱动，成功完成试飞。SiC 半导体制造商 Wolfspeed 业界领先的 SiC 功率模块和集成专精技术为电机驱动的开发做出了重要贡献。

研究人员开发出采用 SiC 电机驱动的混合动力飞机，并成功试飞

像塞斯纳 337 这样的小型飞机主要用作岛屿地区和偏远地区的短程飞机，会配置两个燃油发动机，可以执行高要求的空中推进和加速任务，以及滑行、巡航和着陆等较轻的任务。但这些发动机都是恶名昭著的高油耗“油老虎”。

在过去的几年里，由阿肯色大学国家可靠电力传输中心（National Centre for Reliable Electric Power Transmission , NCREPT）主任 Alan Mantooth 领导的研究团队参与了一个雄心勃勃的项目，设计和开发由电池驱动的电机驱动，可以用来代替燃油发动机。

该项目得到了美国能源部先进能源研究计划署（Advanced Research Projects Agency – Energy, ARPA-E）“利用独创的拓扑结构和半导体材料制造创新可靠的电路（Creating Innovative and Reliable Circuits using Inventive Topologies and Semiconductors, CIRCUITS）”计划的资助。 Mantooth 与阿肯色大学研究人员 David Huitink、Yue Zhao 和 Chris Farnell 设计了一个 250 千瓦的电机驱动，为尾部电动机提供动力，用于 Ampaire Inc. （一家位于南加利福尼亚州的电动飞机公司）开发的混合动力飞机试验平台。尾部电动机与飞机前部的燃油发动机相结合，在滑行、起飞、巡航和着陆过程中推动飞机。 在机械科学与工程教授 Nenad Miljkovic 的领导下，伊利诺伊大学的研究人员专注于热管理设计，而阿肯色大学的研究人员则贡献了电气、机械和控制方面的专业知识。 SiC 半导体制造商 Wolfspeed 业界领先的 SiC 功率模块和集成专精技术为电机驱动的开发做出了重要贡献。 Ampaire 指导学术团队完成了环境测试要求，这些要求源自航空航天硬件标准，是鉴定和验证电机驱动在试飞过程中的性能和可靠性所必需的。

经过大约 18 个月的地面测试和验证，证明了这项技术，Ampaire 成功测试了这架由研究团队的逆变器技术赋能的飞机。试飞于 2 月 20 日在洛杉矶附近的卡马里奥（Camarillo）机场进行。

Mantooth 表示：“通过最近的改进，我们成功地优化了电气-热学-机械-控制系统的设计 — 换句话说，电机驱动的各个方面现在都得到了同步优化。这对于新兴的交通工具电气化时代有着重大影响，无论是飞机、火车、汽车、重型设备、船舶还是无人机。我们对这项工作感到非常兴奋。”

该混合动力飞机于 2022 年在丹佛举行的 ARPA-E 能源创新峰会上展出，并接受了美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆（Jennifer Granholm）的视察。在经过广泛的测试和评估之后，试飞在 2023 年 ARPA-E 能源创新峰会（3 月 22 日至 24 日在华盛顿特区举办）之前进行。在研究团队的帮助下，Ampaire 将进行更多的试飞，并继续收集数据以改进未来的设计。

Ampaire 首席技术官兼工程副总裁 Ed Lovelace 表示：“由 ARPA-E 所支持的飞行试验平台的实力，为 Ampaire 提供了一个快速测试工具，用于在相关环境中评估新兴技术。成功评估的技术有机会成为 Ampaire 商业电气化航空产品路线图的一部分，并提供更强的能力。”

ARPA-E 技术副主任 Isik Kizilyali 表示：“阿肯色大学的电机驱动是第一项在 ARPA-E 混合电动飞机试验平台上成功进行飞行测试的 ARPA-E 技术，也是 ARPA-E 和 CIRCUITS 计划的重要成果之一。在实际飞行环境中，在航空平台上测试变革性的电动航空技术，使得可以在现实世界条件下验证该技术，这将大大加快该技术的采用。阿肯色大学的电机驱动是 ARPA-E 资助的众多电动航空技术（例如断路器、逆变器、电机、配电系统、电池、燃料电池，甚至高效内燃机等）中的第一个，这些都将在试飞过程中进行测试。我们正在致力解决飞机的电气化问题，以使得我们迈向一个更加电气化的未来。”

审核编辑 ：李倩