微电子技术助力飞行汽车，“打飞的”指日可待
2020-03-15 20:19:59 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询报道，近日博世负责中东、土耳其和伊朗地区的汽车售后市场总监Arda Arslan向读者分享了如何利用微电子技术降低飞行汽车的能耗和成本。
据麦姆斯咨询报道，近日博世负责中东、土耳其和伊朗地区的汽车售后市场总监Arda Arslan向读者分享了如何利用微电子技术降低飞行汽车的能耗和成本。
在未来几年内，可飞越于任何道路或穿梭于高层建筑之间的飞行汽车将成为可能。一旦基础设施充分准备到位，乘客就有可能乘坐与普通出租车价格相当的飞行出租车。我之所以说出租车，是因为随着汽车行业和城市飞机朝着共享出行的方向发展，私人飞行汽车将来建立起来的可能性较小。由于不受道路基础设施的限制，与自动驾驶汽车网络相比，飞行出租车更容易实现。
但问题是，技术提供商如何才能确保以低廉的价格获得可靠的飞行出租车系统？当前，航空传感器解决方案的成本在数万欧元，自然而然就使得旅行的成本更加昂贵。在博世，我们正在加大对微电子技术的研发投入，以确保飞行出租车的日常使用可以负担得起。
要在城市空中开启飞行出租车，它们必须尽可能的安静，由电动发动机提供动力，并且还必须轻便。传统的航空航天技术过于昂贵，而且笨重，并不适用于自动驾驶的飞行出租车。这就是为什么我们集成了数十种传感器来创建通用控制单元的原因。通用控制单元在很小的空间内集成了数十种微机电系统（MEMS），可以随时定位和安全控制飞行出租车的空中滑行。除了可以测量飞机运动的加速度计之外，内置的偏航角速度传感器还可以检测其迎角，而磁传感器可以测量其罗盘方向。压力传感器通过大气压力确定海拔高度，并通过动态压力确定当前速度。内置MEMS已在汽车行业得到验证。几年后，它们可能成为飞行出租车的标准设备。
合作仍将是获得最佳成果的关键。为了支持更高的能效，OCEAN12项目计划将用于未来移动概念的新型传感器系统的能耗比现在的系统降低90%。OCEAN12是由来自泛欧洲区半导体技术、电子、航空航天技术和汽车技术领域的27个合作伙伴组成的研究联盟，直到2021年底，他们一直合作开发各种特别高能效的元件，这些元件将用于收集和处理来自车辆和飞机的周围环境的信息。这些元件包括各种感知周围环境的传感器，例如摄像头、激光雷达或雷达传感器，以及用于处理数据的微处理器。这些电子设备将收集到的数据转换成用于控制下游组件的命令，例如车辆的制动或转向，或飞行出租车的推进控制等。
OCEAN12项目的开发主要基于“全耗尽绝缘体上硅”技术。这种半导体技术的制造方法包含增加一个超薄的绝缘层，用以减少漏电流，从而降低能耗并提高运算速度。这项新技术使得构建特别小的传感器系统成为可能，因为包含高性能评估电路的传感器可以集成为片上系统（SoC）。基于该技术，研究联盟的合作伙伴可以开发更多的元件，这些元件可以提供最高能效与先进算力的最佳组合。
得益于过去十年的技术进步，飞行出租车的发展已成为可能，但是要实现大规模的采用，还需要做更多的工作，包括改进电池和传感器技术、电力电子技术和增加运算处理能力。目前，电池续航里程超过200公里后效率会降低。研究表明，目前最好的电池可提供约250 Wh/kg的能量，但到本世纪中叶可能会上升到800 Wh/kg，可将其续航里程扩大到约1100公里。为了进一步优化成本，电池技术更大的创新甚至可以将自动驾驶飞机纳入长途航空旅行，提供更多的机遇。
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