Hyliion獲得美國海軍SBIR項目資助,，用于開發(fā) 3D 打印兆瓦發(fā)電機(jī)

2024年8月12日，南極熊獲悉,，總部位于奧斯汀的Hyliion公司獲得來自美國海軍的一項小型企業(yè)創(chuàng)新研究 (SBIR) 項目資助，用于開發(fā)該公司兆瓦級模塊化 KARNO 發(fā)電機(jī)的概念。此前,，Hyliion曾于 2022 年從通用電氣公司（GE）收購了采用3D 打印熱交換器的KARNO 技術(shù)。

KARNO技術(shù)在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用前景

KARNO 發(fā)電機(jī)在效率和多功能性方面處于領(lǐng)先地位,。它專為分布式發(fā)電而設(shè)計,，有望對電力需求產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，與傳統(tǒng)電網(wǎng)運營相比,，它擁有與燃料無關(guān)的功能和更高的效率,。

Hyliion 的 200 千瓦 KARNO 發(fā)電機(jī)利用無焰氧化的能量，在這個過程中,，燃料和空氣經(jīng)過精心控制的混合物發(fā)生反應(yīng),，產(chǎn)生高效、超清潔的燃燒,。該反應(yīng)產(chǎn)生熱量,，然后熱量被引導(dǎo)到線性發(fā)電機(jī)的線圈區(qū)域。在內(nèi)部,，氣體被加熱并在氣缸內(nèi)膨脹,，推動發(fā)電機(jī)的活塞向前移動。在優(yōu)雅的運動交響樂中,，當(dāng)活塞朝一個方向移動時,，相應(yīng)的動作會反向發(fā)生，從而產(chǎn)生和諧的振蕩,。

發(fā)電機(jī)的心臟是電動機(jī),，它利用活塞的動能。通過磁鐵和線圈的相互作用,，這種往復(fù)運動被轉(zhuǎn)化為電能,。斯特林發(fā)動機(jī)是這種發(fā)電機(jī)的概念前身，已為人所知一百多年,。然而,，它的廣泛應(yīng)用受到熱傳遞效率低下的阻礙，而熱傳遞效率是其在不同場景中運行的關(guān)鍵因素,。為了迎接這一挑戰(zhàn),，Hyliion 利用 3D 打印技術(shù)在發(fā)電機(jī)軸內(nèi)制造復(fù)雜的熱交換器組件,。正是這種組件設(shè)計的關(guān)鍵創(chuàng)新使發(fā)電機(jī)能夠達(dá)到最佳性能所必需的高效率水平。

Hyliion 首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Thomas Healy表示：“我們制造的發(fā)電機(jī)是基于斯特林發(fā)動機(jī)設(shè)計的線性熱發(fā)電機(jī),，這種發(fā)電機(jī)尚未得到廣泛使用,，因為無法達(dá)到所需的效率。然而,，增材制造技術(shù)使我們能夠設(shè)計和打印以前無法制造的組件,。這就是 KARNO 發(fā)電機(jī)可行的原因�,！�

Hyliion 已經(jīng)為 KARNO 發(fā)電機(jī)確定了四個主要市場：電動汽車充電,、垃圾填埋場和油氣田產(chǎn)生的廢氣、商業(yè)建筑和數(shù)據(jù)中心的主要電力以及移動電力場景,。該公司已經(jīng)在其中一些領(lǐng)域建立了客戶,。一旦 BETA 設(shè)備在今年晚些時候運出，該公司計劃在明年擴(kuò)大增長,。

Healy說： “我們需要為電網(wǎng)提供更多的發(fā)電量。我們有數(shù)據(jù)中心,、電動汽車充電器等設(shè)施,，而且更普遍的是，越來越多的設(shè)備正在電氣化,。我們需要更多的電力,。我們的理念之一是，獲得更多電力的最佳方式是轉(zhuǎn)向更高效的發(fā)電,。如果你看看今天的電網(wǎng),，它的運行效率大約為 35%。如果我們能使電網(wǎng)效率達(dá)到 50%,，你就解決了對更多電力的需求,，而不必使用更多的燃料來發(fā)電。這就是 KARNO 發(fā)電機(jī)的作用所在：它能夠引領(lǐng)新的重大變革,�,！�

Hyliion 轉(zhuǎn)向國防領(lǐng)域可持續(xù)化應(yīng)用

長期以來，Hyliion公司都致力于使用金屬增材制造 (AM) 生產(chǎn)碳排放量較低的發(fā)電解決方案,。Hyliion 成立于 2015 年,，最初致力于實現(xiàn)商業(yè)運輸電氣化，將半掛卡車改造成配備車載發(fā)電機(jī)的混合動力電動汽車,。這條道路使他們在 2020 年進(jìn)行了一次關(guān)鍵的公開募股,，不久之后，他們與通用電氣公司建立了合作伙伴關(guān)系,，推出了一種獨特的發(fā)電機(jī)技術(shù)來支持他們的電動汽車,。Healy的團(tuán)隊對通用電氣的 KARNO 發(fā)電機(jī)很感興趣,，并最終獲得了這項技術(shù)，為 Hyliion 注入了新的潛力,。

美國海軍對燃料無關(guān)的 KARNO 技術(shù)的主要興趣源于不同尺寸和能力的無人水面艦艇 (USV) 產(chǎn)量的預(yù)期激增,。KARNO 與北約 F-76（最新一代渦輪發(fā)動機(jī)艦艇使用的燃料）兼容，這意味著模塊化發(fā)電機(jī)可能對美國海軍的整個無人機(jī)計劃至關(guān)重要,。

圖片由Hyliion 提供

Healy 在一份新聞稿中表示：“我們很榮幸能獲得美國海軍的 SBIR 合同,。該合同證明了 KARO 發(fā)電機(jī)能夠提供高效、靈活且維護(hù)成本低的發(fā)電能力,。我們很高興能為海軍的任務(wù)做出貢獻(xiàn),，并為他們的 USV 計劃探索更高功率的解決方案�,！�

增材制造行業(yè)下一階段的理想支點是將減少碳排放作為其核心重點,。這不僅從根本上改善了制造業(yè)的可持續(xù)性。同樣,，這也是必不可少的一步,，因為美國電網(wǎng)即將迎來來自公共和私營部門的巨額投資浪潮。

人們實現(xiàn)長期減排目標(biāo)的唯一方法是將更可持續(xù)的制造工藝與更可持續(xù)的終端產(chǎn)品相結(jié)合,。金屬增材制造能否實現(xiàn)這一雙重目標(biāo)還有待觀察,，但傳統(tǒng)制造傳統(tǒng)的發(fā)電和存儲硬件肯定無法完成這一任務(wù)。

政府資助并不適合每一個項目,，但這個項目卻非常適合,。從這個角度來看，減少碳排放這一幾乎不可能完成的任務(wù)要求美國建立一個不同于國家已經(jīng)習(xí)慣的傳統(tǒng)自由經(jīng)濟(jì)框架的經(jīng)濟(jì)框架,。

換句話說,，我們不需要一百萬家不同的公司制造一百萬種不同的發(fā)電機(jī)。我們需要選擇最適合盡快在規(guī)模上產(chǎn)生影響的發(fā)電機(jī)設(shè)計,，然后讓競爭發(fā)生,，看哪家公司在制造該設(shè)計方面做得最好。