Lilium社はeVTOL航空機用の最先端の電力システムラボ、EPSL (Electrical Power System Laboratory) の構築を目指していました。その過程で、進化するEASA規格およびFAA規格への対応、最大1200 VDCの高電圧バッテリの実装、堅牢な安全テストの必要性などの課題に直面していました。このラボでは、市場投入の準備を加速するために迅速な開発が求められ、流体、機械、電気のテストを1つのシステムに統合する必要がありました。それには、高度な装置と厳格な品質管理が要求されました。
NIとNIのパートナーであるEN4社は、両社の専門知識を結集してLilium社のeVTOL専用EPSL施設を開発しました。この施設では、EN4社のシステム統合技術とNIのテストおよび測定技術が融合されています。その結果、モジュール式で拡張可能なテスト環境が実現しました。これにより、即時の開発が可能になるとともに、進化する要件に対応できる将来性も確保されました。リスクを軽減し、EN4社、NI、Lilium社の技術をシームレスに統合することがプロジェクトの成功の鍵でした。
Lilium社のeVTOL (電動垂直離着陸) ジェット機によって地域航空輸送に革命を起こすというミッションは、同社の最先端の電力システムラボ、EPSLによって大幅に加速されています。このテスト施設により、Lilium社は航空機の主要コンポーネントを、実際の航空機の運用を模擬した方法で設置できます。この設置構成による統合テスト環境において、個別に適切に動作する複数のコンポーネントを総合的に評価し、さまざまなシナリオ下でそれらがどのように連携して動作するかを明らかにすることができます。エンジニアは、制御室からカスタムソフトウェアを使用して飛行シナリオを再現し、潜在的な欠陥をリアルタイムで検出します。これにより、その航空機の最初の有人飛行を実施する前に、各システムが適切に動作することを確認します。
このラボの広範な統合テストの実施能力は、飛行中の潜在的なリスクを低減するために不可欠です。さまざまなテストを予測して実行するために、いくつかの段階が定義されています。たとえば、これらの段階では、まず検査対象ユニット (UUT) の暫定版を使用し、ダイナモメータとバッテリシミュレータを用いてラボを部分的に設定してテストを行います。その後、UUTの飛行版を使用し、実際のバッテリパックを含む完全装備のテストラボでテストを実施します。ラボでは、各コンポーネントのシームレスな動作を検証することで、これらの部品が連携して動作することを確認します。 この制御された環境により、Lilium社は実際の飛行シナリオでのみ顕在化する可能性のある欠陥を特定して処理することができ、安全性だけでなく、信頼性も高めています。テストの状況に応じて、最初の有人飛行に必要なテストもあれば、認定のために必要な後続のテストもあります。
さらに、このラボでは、短絡回路や開回路の故障注入など、実際の飛行中には実用的でない、または安全でない乱用テストを実行できます。これらのテストは、eVTOLが故障状況に対して十分な堅牢性を持ち、航空機が予期しない状況に耐えて安全に対処できることを確認するために不可欠です。このような厳しい試験は、航空に関する高度な安全基準を満たすために極めて重要です。
航空規制が進化し続ける中、認定を取得するには、ラボの包括的なテスト機能を確保することが不可欠です。このラボは、Lilium社がさまざまなシナリオのテストとシミュレーションを行うことで厳しい規制基準を満たすよう支援し、同社の航空機が必要な認定を取得するための道を切り拓いています。航空機が認定を取得し、運用が開始された後も、このラボは航空機のライフサイクル全体にわたってデジタルツインおよび電気ツインとして機能し、安全性の確保と機能の向上のための継続的な研究開発をサポートし続けます。
EN4社によってシームレスに統合されたNIの最先端のハードウェアとソフトウェアにより、Lilium社に完全なテストソリューションを利用できるようになりました。このソリューションは、NI PXIハードウェアで制御されるダイナモメータ制御用の電力変換器ERS-BIC 1 MWで構成されています。 NIのPXIシステムは、データ収集、テストセルの自動化、HILの使用を容易にし、Windows用NI LabVIEW、LabVIEW Real-Time、LabVIEW FPGAはソフトウェア開発を可能にします。NI EtherCATドライバは効率的な通信を確保し、NI DIAdemはデータ管理および解析を実行します。
このユニークなシステムでは、NIのアーキテクチャを用いてLilium社にターンキーソリューションを提供し、モデリング、通信バス、データ収集、制御、パワーエレクトロニクス、およびDIAdemを使用した後処理を統合しています。ERS-BICバッテリシミュレータは、高電力レベルおよび高電圧レベルの制御に使用されます。Lilium社の重要なリソースであるNIサービスを使用して、キャリブレーションのトレーサビリティを確保できます。さらに、LabVIEWで同じプラットフォームを使用することで、ソフトウェア開発の共同作業が促進され、EN4社とLilium社によって開発された部品をシームレスに連携させることができます。EN4社の専門技術とNIの高度なハードウェアおよびソフトウェア製品を統合し、さらにLilium社がソリューションの設計と開発に重要な貢献をすることで、厳密なテストと開発のための強固な基盤が確立されました。これにより、高い安全性と信頼性、および法規制への準拠を実現しています。
EN4社とNIのパートナーシップにより、eVTOLシステムのためにカスタマイズされた効率的で柔軟性の高いテスト環境をLilium社に提供することができました。NIのハードウェアおよびソフトウェアソリューションとEN4社のシステム設計および統合の実績を融合したことで、テストプロセス全体にわたって正確な制御、データ収集、解析を行うことが可能になりました。多くの場合、お客様は同じデバイスを異なるベンチでテストする必要があります。つまり、異なるシステムでソフトウェア部品を使用できるよう、コードのオープン性を確保することが重要です。その結果、最終的に時間とリソースを節約することができます。
この包括的なソリューションにより、テストの反復、問題の早期特定、修正が可能になり、開発が迅速化され、時間とコストが削減されます。さらに、EN4社とNIのソリューションにより、一部のコンポーネントを効果的かつ効率的にモデル化することが可能になります。これは、機能性とパフォーマンスを最大限に高めるために極めて重要です。このような重要な分野での認定に不可欠な測定性能において、最高レベルの精度と信頼性が保証されました。
さらに、eVTOL分野では自動車テストで直面する問題と類似した問題に直面することが多く、自動車業界におけるEN4社の幅広い経験がそうした問題の解決に役立ちました。その専門技術は、eVTOL開発で求められる特殊な要求に対処する上で不可欠でした。EN4社とNIのソリューションは、最先端技術産業特有の変化するテスト要件に迅速に対応し、俊敏性と適応性を実証しました。この高い適応性を備えることで、認定プロセスをさらに合理化し、厳しい航空規格に確実に準拠すると同時に、Lilium社の市場投入準備の取り組みを加速しました。
NIは、EN4社の専門技術との融合により、eVTOLの市場投入の準備から商業発売に至るまでのLilium社の取り組みをサポートすることに尽力しています。Lilium社の革新的なeVTOL航空機を確実に成功させるために、NIとEN4社はラボでのサポートにとどまらず、幅広い領域で協力関係を構築しています。製造の最適化、システム統合、テスト、品質管理、および法規制への準拠に関する専門知識を活用して、Lilium社と緊密に協力しながらプロセスを合理化し、堅牢なサプライチェーンを確立して、革新的なeVTOL航空機に対する市場の需要を効率的に満たしています。
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