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

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。

KARNO技術在發(fā)電領域的應用前景

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

Hyliion 的 200 千瓦 KARNO 發(fā)電機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，產(chǎn)生高效、超清潔的燃燒。該反應產(chǎn)生熱量，然后熱量被引導到線性發(fā)電機的線圈區(qū)域。在內(nèi)部，氣體被加熱并在氣缸內(nèi)膨脹，推動發(fā)電機的活塞向前移動。在優(yōu)雅的運動交響樂中，當活塞朝一個方向移動時，相應的動作會反向發(fā)生，從而產(chǎn)生和諧的振蕩。

發(fā)電機的心臟是電動機，它利用活塞的動能。通過磁鐵和線圈的相互作用，這種往復運動被轉(zhuǎn)化為電能。斯特林發(fā)動機是這種發(fā)電機的概念前身，已為人所知一百多年。然而，它的廣泛應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鍵因素。為了迎接這一挑戰(zhàn)，Hyliion 利用 3D 打印技術在發(fā)電機軸內(nèi)制造復雜的熱交換器組件。正是這種組件設計的關鍵創(chuàng)新使發(fā)電機能夠達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)電機是基于斯特林發(fā)動機設計的線性熱發(fā)電機，這種發(fā)電機尚未得到廣泛使用，因為無法達到所需的效率。然而，增材制造技術使我們能夠設計和打印以前無法制造的組件。這就是 KARNO 發(fā)電機可行的原因。”

Hyliion 已經(jīng)為 KARNO 發(fā)電機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)在其中一些領域建立了客戶。一旦 BETA 設備在今年晚些時候運出，該公司計劃在明年擴大增長。

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施，而且更普遍的是，越來越多的設備正在電氣化。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)電機的作用所在：它能夠引領新的重大變革�！�

Hyliion 轉(zhuǎn)向國防領域可持續(xù)化應用

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)電機的混合動力電動汽車。這條道路使他們在 2020 年進行了一次關鍵的公開募股，不久之后，他們與通用電氣公司建立了合作伙伴關系，推出了一種獨特的發(fā)電機技術來支持他們的電動汽車。Healy的團隊對通用電氣的 KARNO 發(fā)電機很感興趣，并最終獲得了這項技術，為 Hyliion 注入了新的潛力。

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

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)電機能夠提供高效、靈活且維護成本低的發(fā)電能力。我們很高興能為海軍的任務做出貢獻，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。

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要求美國建立一個不同于國家已經(jīng)習慣的傳統(tǒng)自由經(jīng)濟框架的經(jīng)濟框架。

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。我們需要選擇最適合盡快在規(guī)模上產(chǎn)生影響的發(fā)電機設計，然后讓競爭發(fā)生，看哪家公司在制造該設計方面做得最好。