Kompakt elektrikli tahrik birimlerinin gelişimi temel olarak sessiz, verimli elektrikli tahrikli motorların tasarımını ve erişilebilirliğini yeniden şekillendirmiştir. Zengin maceracılar ve askeri uzmanlardan sonra, bu makale sualtı turizmi ve özel keşif için uygulanabilir araçlar haline geliyor. - gürültülü elektrik tahrik sistemlerinin yerini sessiz, verimli elektrikli sürüşleri ile değiştirmek, mühendisler manevra kabiliyeti, dayanıklılık ve çevresel uyumluluk için yeni olasılıkları açtı.

Tarihsel arka plan: Diesel'den Elektrik'e

En eski kişisel denizaltılar, örneğin, küçük dizel motorlara veya benzin jeneratörlerine dayanıyorlar, 1960'lardan itibaren karbon monoksit birikimini talep ettiler ve 1980'lerde, öncül batarya bankaları fırçaladılar, ancak sınırlı enerji yoğunlukları ve kısa sürede sınırlı miktardaki boş zamanlara kadar sınırlı miktarda yakıtlar verdi.

Gerçek dönüm noktası, 2000'lerin başlarında lityum-iyon batarya teknolojisi ile geldi.Ücretsiz Worx) ve fırçasız DC motorlarında ilerlemeler[Dönemli Li-ion paketlerini, tüm elektriksel yüzeyleri birkaç saat boyunca tamamen geri yüklemeye gerek kalmadan, yüksek kapasiteli yüksek kapasiteli şarj motorlarına (PMM) entegre etti.

Modern Elektrikli Taht Birimlerinin Anahtarları

Kompakt bir elektrik tahrik sisteminin bina bloklarının anlaşılması, performansın nasıl elde edildiğini anlamak için gereklidir. Dört birincil alt sistem elektrikli motor, güç kaynağı, kontrol elektronik ve pervane. Her bir miktar tuzlu su, yüksek basınçlı bir ortamda çalıştırıldığında eşsiz kısıtlamalara sahiptir.

Elektrikli Motor

Sistemin kalbi yüksek verimli bir su soğutmalı motordur. Çoğu kişisel denizaltı kullanım süresi:0)brushless DC (BLDC)) veya [[Dönetici:2))))))) Üst düzey ısıtıcı motorlar[Dörtücük basınç oranları nedeniyle, dış çevre basıncı ile doğrudan bağlantıya doğru bir şekilde entegre edilir.

Güç Kaynağı

Lityum-iyon aküleri yüksek özel enerjileri nedeniyle varsayılan depolama ortamı haline geldi (150-260 Wh/kg) ve hızlı bir şekilde hıza ihtiyaç duyan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan bir batarya sistemi (BMS) ile ısıtılır.

Kontrol Sistemi

Gelişmiş motor kontrolleri, motor ısısını ve hızlarını tam olarak düzenlemenin alan odaklı kontrol (FOC) algoritmaları kullanır. Bu kontrolörler bir sevinç veya boyun eğlendiriciden girişleri yorumlayabilir, gerilim ve frekansları motor rüzgarları için uygular ve uzun geçişler sırasında tekrarjeneratif frenleme sağlar. Güvenlik özellikleri, motor ısısını azaltırsa otomatik güç azaltımı sağlar.

Pervane

Pervane, düşük hızlarda verimlilik ve yüksek çözünürlükte ayarlandığında en yüksek çözünürlüktedir.(0) Söpekt-uçlu (NBS) veya KAYNAK:2) karbon-fiber kompozitlerine kadar, ağırlık ve titreşimlere göre daha sık sık sık sık sık sık sık sık ayarlanan bir akışta sabit hızlar ve sabit hızlar için sabit bir şekilde sabitlenebilir.

Son Yenilik ve Pazar Geliştirmeleri

Son beş yılda, birkaç atılım performans sınırlarını zorladı. Önemli bir örnek 50 kW PMSM motor ve 40 kWh Li-ion paketinin çalışmasıdır, 3 düğümde 8 saate kadar bir boş zaman verir.

Başka bir büyük yenilik, güneş panelinden gelen değiştirilebilir.([Döneticileri ile ortaklık içinde)[Dönetici:2)hidrojen yakıt hücresi) ile birlikte, güneş panelinden gelen değiştirilebilir bir şekilde şarj edilen ve deniz kirliliğine karşı yapılan sağlam bir oksit membranı kullanan bir alt üst düzeye çıkar.

Battery yönetimi de dramatik bir şekilde gelişmiştir.Ücretsiz:0)Tesla'nın 4680[DK:1) Hücre formatı, yüksek enerji yoğunluğu ve daha iyi termal performansları için masaları tasarımı nedeniyle sunar.Bu hücreler kaliteli olarak entegre edilir.[Dörtüncü) [Düzücük-balance-balance-uzmanlık)[Döneticileri için) [Düzücük bir onarım makinesinin ihtiyacını ortadan kaldırmak için en iyi bir baskı için gerekli olan alüminyum kullanımı için kullanım için uygun bir şekilde test edilen alüminyum profiline sahiptir.

Kontroller alanında, [[Çalışkanlık:0) ⁇ lik (SiC) güç elektronik) daha düşük kayıplarla daha yüksek geçiş frekanslarında çalışan inverterler etkinleştirmiştir. Bu, motor kontrolörü yakın bir dalgaformunu üretmesine olanak sağlar, harmonik bozulma ve manyetik gürültüyü azaltır. Sonuç, çevre kirliliğinden kaynaklanan bir tahrik sistemidir.

Notable Ürün Örnekleri

  • [FONT:0)Ron Allum'un “Deepsea Challenger” [[Dönder: 1), aktılı elektrik tahrik ünitesini, [[Affing:2) Ingersoll Rand) tarafından inşa edilmiş, 1100 barın bir basınç puanı alırken 6.5 kW teslim etmiştir.
  • [FONT:0)U-Boat Worx “Super Yacht Sub”[[[Döntilmiş)[0] (2018), 4 geçitçü altı 5 düğüme, 40 nautical mil ile 4 düğümü ortaya çıkarabilir.
  • [FONT:0)Subsea Tech "Sub-ject") (2022), 110 dB'nin altında bir gürültü seviyesine ulaşmak için 10 kW rim-güdümlü iter kullanıyor.

Özel Maceraların Ötesinde Uygulamaları

Kişisel denizaltılar genellikle lüks, kompakt elektrikli tahrik birimleri ile ilişkilendirilirken, önemli pratik uygulamalar etkinleştirir:

  • [FONT:0)Marine biyolojisi: [Dönetici: [Dönetici: 0] Sessiz elektrikli sürücüler, araştırmacıların doğal davranışları rahatsız etmeden cetacelilere ve balıklara yaklaşmalarına izin verir.
  • [FONT:0) Yeraltısu arkeoloji:[Dönetici:0) Yeraltısu arkeolojileri, süpürücüler ile donatılmış altmışlı elektrikli sular, ancak gelecekteki mand eller benzer teknolojiyi kullanacak.
  • [FONT=0) Arama ve kurtarma: [Döneticiler: [Döncü takımlar, küçük yüzey gemilerinden veya hatta helikopterlerden konuşlandırılabilecek şekilde kişisel denizaltıları kullanabilirler.
  • [FONT:0]Tourism:[Dönetici: [Dönetici:0]Manta Resort [Dönetici: 3) Zanzibar'da camdan kaldırılmış altmerler, camdan sessizce mercan kayaları üzerinde bir deneyim sunuyor, misafirlere dizel motorlardan korkmadan bir buzlu deneyim veriyor.

Çevre ve Düzenlemeler

Elektrikli tahrike geçiş, kişisel denizaltı operasyonlarının karbon ayak izinini önemli ölçüde azaltmaktadır. Tipik iki saatlik bir kesinti 40 kWh batarya ile yaklaşık 15 kg CO2 eşdeğer (tabitki ağ şarjı), bir dizel jeneratörü için 50 kg ile kıyaslanır. Dahası, petrol sızıntıları ve egzoz dumanları ortadan kaybolur. Ancak, lityum-ion bataryalarının geri dönüşümü endişelenir; denizaltı üreticileri, geri dönüşüm firmalarının tekrar beslediği geri dönüşüm şirketleri ile birlikte, nikel ve lityum.

ABD'de bulunan ve ABD'de bulunan (ABS) [FONTS:2) ile ilgili olarak, SİAD'ın (DÜDÜ) ortak kullanım alanlarının kabul edilmesi için kullanılan komiserlik ve kontrol noktaları, özellikle de elektriksel olarak çalışan alt birimlerin benimsenmesi ve kaçmasına odaklanır.TheETHD: 4).Uluslararası Deniz Örgütü (IMO) ) [FONTDÜDÜDÜDÜSTRİYE) derinlemesine eğitim için kılavuzluk kılavuzları ve yüksek çözünürlükleri için genişletir.

Meydanlar ve Gelecek Yollar

Dikkat çekici ilerlemeye rağmen, birkaç teknik engel kompakt elektrik tahriki gerçekten yaygın hale gelir.

Battery Enerji Yoğunluğu

Mevcut lityum-iyon aküleri, düşük hızda 6-10 saat kesintisiz işlem için yeterli enerji sağlar (2-3 düğümler) Daha uzun transitler için (>20 nautical mil) veya yüksek hızlı titreyerek (>5 düğüm), enerji yoğunluğu hala kısa sürer.2QScape) ve ayrıca, iki özel enerji (-400 Wh/kg) ile ilgili olarak, yüksek çözünürlükte olan 50 °-150 °C (yaklaşık 500 $) daha yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan bir diğer yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan bir diğer yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde yapılır.

Basınç Yönetimi

Submarine motorlar ve bataryalar ısıyı kolayca reddedemez, çünkü deniz suyunun termal iletkenliği nispeten düşük.Aktif soğutma döngüleri pompalar ve ısı değiştiricileri, geçici güç çizimlerini absorbe etmek için motorda gömülür. Future tasarımları kullanabilir.

Su ve korozyon

En iyi mühürler bile zamanla bozuluyor. Saltwater motor rüzgar veya batarya terminallerine saldırır.[DDD:0) Üreticiler titanyum ve paslanmaz çeliklerin kullanımını önler (örneğin, motor konutlarında 625), 5.000 saatten fazla hizmet aralıklarına kadar uzatmıştır.

Maliyet Azaltımı Maliyeti

Şu anda, elektrikli araçta tam bir elektrikli tahrik ünitesi (EV) endüstrileri, hidrolik dönüştürücülerin ve lityum iyon hücrelerinin kitlesel üretimi son on yılda 40 oranında azaldı. -AUVs) ve sualtılı dronelar proliferasyonları, standartlaştırılmış olarak, dışlanmış devreler için talepler, yüksek çözünürlükte ise maliyetleri azaltacaktır.

Düzenleme

Herhangi bir üreticinin kullanımı için yeni bir tahrik sistemi pahalı ve zaman alıcıdır.Her yeni motor-battery kombinasyonu şok testleri, baskı bisiklet ve başarısızlık modu analizinden önce doğrulanabilir.Hızlı gelişim için bazı üreticiler [Döntgençler[Döneticiler[Dönemliler) ve DÖRT:2.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kompakt elektrikli tahrik birimlerinin gelişimi kişisel denizaltı teknolojisindeki önemli bir anı temsil ediyor. Yüksek performanslı fırçasız motorlar, yoğun lityum-iyon aküler ve akıllı kontrol elektronikleri, mühendisler daha önce gelen bir çözüm sundular ve daha ileri gelen yakıt hücreleri geldi - derin denizaltı filmlerinin lüks turizme dönüştürülmesinden - bu sistemlerin güvenilir ve rekabetçi hale getirilmesi ve daha önce geleneksel dizel hibritlerle birlikte büyümenin sağlanması için devam edecek.