STTR Phase I: Self-healing Power Electronics for Urban Air Mobility Applications
STTR 第一阶段:用于城市空中交通应用的自愈电力电子设备
基本信息
- 批准号:2233521
- 负责人:
- 金额:$ 27.49万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-08-01 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader/commercial impact of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project is to increase safety and reduce weight and redundancies for many vehicular systems and electronic devices. This project will also enhance autonomous systems integration in terms of diagnostics and enable reconfiguration for a variety of safety-critical applications. The proposed self-healing, fault-tolerant, power electronics have a large market beyond Urban Air Mobility (UAM) applications and can be implemented in a wide range of markets from transportation, to space/aerospace, biomedical devices, and microgrids. The ability of power electronics to self-diagnose faults, engage redundancy, reconfigure, and maintain operation will be fundamental in such safety-critical applications. This project will initially be applied to the safest and most sustainable Urban Air Mobility vehicles of the future offering best-in-class user experiences that can drastically improve the lives of U.S. citizens by reducing travel time with improved safety. Potential applications and use cases include on-demand air taxis, airport shuttles, personal air vehicles, last-mile delivery, air ambulance, military applications, and rescue missions. The goal of the proposed effort is to create self-healing, high-power-density, reconfigurable, and modular power electronic converters (dc/ac inverters, dc/dc converters, and ac/dc battery chargers) and architectures for Urban Air Mobility (UAM) applications. The main technical objective of this project is to improve fault tolerance in the event of battery module or motor failure in the presence of several other healthy batteries and propulsion motors. The second objective is to explore machine learning techniques in dc/ac inverter and ac/dc charger applications. The third and final objective for this project is to study the impact of the proposed self-healing modular power electronics architecture on battery state-of-charge, life, and propulsion system performance in a safety-critical UAM application. Reliability models that consider healthy and various reconfigured system architectures will be established.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这项小型企业创新研究(SBIR)I期项目的更广泛/商业影响是提高安全性,减轻许多车辆系统和电子设备的重量和冗余。该项目还将在诊断方面增强自主系统集成,并为各种关键安全应用提供重新配置。拟议的自我修复,容忍故障的电力电子设备超出了城市空气流动性(UAM)应用,并且可以在从运输,太空/航空航天,生物医学设备和微电网的广泛市场中实施。电力电子设备自我诊断的断层,参与冗余,重新配置和维护操作的能力将是至关重要的。 该项目最初将应用于未来最安全,最可持续的城市空气流动车辆,提供一流的用户体验,可以通过改善安全性来减少旅行时间,从而大大改善美国公民的生活。 潜在的申请和用例包括按需航空出租车,机场班车,个人航空车,最后一英里的交货,空中救护车,军事申请和救援任务。拟议的努力的目的是创建自我修复,高功率密度,可重新配置和模块化电力电子转换器(DC/AC逆变器,DC/DC转换器以及AC/DC电池充电器)以及用于Urban Air Mobibility(UAM)应用的体系结构。该项目的主要技术目的是在有其他几个健康的电池和推进电动机的情况下发生电池模块或电动机故障的情况下提高容错。第二个目标是探索DC/AC逆变器和AC/DC充电器应用中的机器学习技术。 该项目的第三个也是最后的目标是研究拟议的自我修复模块化电源架构对电池最先进,生活和推进系统性能在安全至关重要的UAM应用中的影响。将建立考虑健康和各种重新配置的系统架构的可靠性模型。该奖项反映了NSF的法定任务,并且使用基金会的知识分子优点和更广泛的影响评估标准,被认为值得通过评估来获得支持。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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