MagniX lança linha de bateria revolucionária – a Samson, em 05.07.24

No dia 24, a MagniX, desenvolvedora de sistemas de propulsão elétrica para aeronaves, com sede em Washington (EUA), a MagniX, anunciou o lançamento da Samson, sua linha de baterias revolucionária.

As baterias MagniX Samson foram projetadas para aviação e indústrias, para aplicações que exigem altos níveis de desempenho, segurança e confiabilidade. As baterias Samson serão certificadas de acordo com os regulamentos da aviação, oferecendo densidade de energia líder do setor, ciclo de vida incomparável e recursos de segurança patenteados.

A combinação das baterias Samson com os motores elétricos já testados e comprovados em vôo da MagniX fornece aos clientes um trem de força elétrico totalmente otimizado e integrado para a indústria aeroespacial.
A unidade MagniX Samson300 é a primeira na linha de produtos de bateria com um design focado em maximizar a densidade de energia para maior alcance e maiores cargas-paga.

Os principais recursos das baterias MagniX Samson incluem:
– densidade de energia de 300 Watts-hora por quilograma (Wh/kg) incomparável;
– vida útil da bateria de mais de 1.000 ciclos de descarga completa para reduzir custos operacionais;
– tecnologias de segurança patenteadas, incluindo proteções no nível da célula contra fuga térmica e capacidade de armazenar baterias por longos períodos sem carga (carga zero);
– tempo de resposta da aeronave rápido, com resfriamento ativo no solo durante o carregamento e opção de resfriamento passivo em vôo, minimizando o peso e a complexidade da aeronave;
– sistema integrado de distribuição e eletrônica de potência para melhor gerenciamento de fornecimento de energia ao sistema de propulsão;
– arquitetura de bateria modular para alimentar aeronaves maiores e permitir substituição simples; e,
– sistema abrangente projetado para certificação sob regulamentos de aviação.

As baterias Samson foram desenvolvidas com o benefício da vasta experiência da MagniX em engenharia avançada, recursos de software e vôo elétrico. As baterias Samson fornecem uma solução prática e segura para aeronaves elétricas a bateria e elétricas-híbridas. Projetados para facilitar a integração, também são ideais para alimentar helicópteros e eVTOL, bem como para uso em aplicações além de aeroespacial, como alimentação de embarcações marítimas.

“As baterias Samson da MagniX representam um avanço para a MagniX e a aviação elétrica”, disse Ben Loxton, vice-presidente de sistemas de armazenamento de energia [ESS – Energy Storage System]  e do programa de demonstração de vôo de trem de força elétrico da NASA [EPFD – Electric Powertrain Flight Demonstration] na MagniX. “Com densidade de energia, ciclo de vida e recursos de segurança incomparáveis, as baterias Samson da MagniX ajudarão a desbloquear o tremendo potencial do voo elétrico – permitindo que muitos eVTOLs e programas elétricos no limite da viabilidade se tornem viáveis”, completou Loxton.

“Estamos entusiasmados em apresentar esta tecnologia revolucionária de bateria ao mundo da aviação elétrica e além”, disse Reed Macdonald, CEO da MagniX. “Com o desenvolvimento de nossas baterias Samson, a MagniX agora pode oferecer aos clientes um trem de força elétrico totalmente integrado, e isso é apenas o começo. O roteiro para uma densidade energética de 400 Wh/kg ou mais parece muito promissor. O futuro do vôo está aqui e está sendo movido pelo MagniX”, completou Macdonald.

Em post no dia 25, Charles Alcock, editor-chefe da mídia AIN, divulgou a notícia do lançamento da linha de baterias Samson, pela magniX. O título do post: “MagniX enters energy storage race with Samson batteries – The new batteries will work with multiple electric propulsion systems for aircraft” (MagniX entra na corrida de armazenamento de energia com baterias Samson – as novas baterias funcionarão com múltiplos sistemas de propulsão elétrica para aeronaves).

Alcock escreveu que a MagniX revelou seus planos para produzir uma nova linha de baterias de íons de lítio (Samson) para aplicações de aviação, em 24 de junho, com capacidade prevista de fornecer densidade de energia de 300 Wh/kg (watts-hora por quilograma) e uma vida útil de mais de 1.000 ciclos de descarga completa. A desenvolvedora norte-americana pretende usar as novas baterias como solução de armazenamento de energia para sua família de sistemas de propulsão elétrica com potências que variam de 350 kW a 650 kW. A MagniX também  oferecerá a linha de baterias Samson para outras fabricantes de aviação elétrica, bem como para outras indústrias.

Alcock registrou, da MagniX, que as baterias Samson estarão disponíveis a tempo de apoiar “a certificação e entrada em serviço de nosso motor elétrico e nossa parceria no programa EPFD – Electrified Powertrain Flight Demonstration, da NASA”. E que esses marcos deverão ser alcançados no final de 2026, o que é posterior aos cronogramas publicados anteriormente.

“A alta densidade de energia normalmente ocorre às custas do ciclo de vida, com muitos produtos químicos celulares produzindo apenas metade desse número de ciclos”, disse um porta-voz da MagniX para a AIN. No entanto, o porta-voz não explicou a base para o desempenho alegado do ciclo de descarga nem especificou o peso de cada célula da bateria.

“Com o desenvolvimento de nossas baterias Samson, a MagniX pode agora oferecer aos clientes um trem de força elétrico totalmente integrado e isso é apenas o começo”, disse o CEO Reed Macdonald. “O roteiro para uma densidade energética de 400 Wh/kg ou mais parece muito promissor”, adicionou Macdonald.

A MagniX pretende produzir as baterias Samson internamente e também através de diversas parcerias externas. O primeiro produto da série será a Samson300, e a nova família está sendo desenvolvida para suportar maior alcance e cargas úteis para aeronaves elétricas.

De acordo com a MagniX, suas tecnologias patenteadas incluem proteção em nível de célula contra fuga térmica e a capacidade de armazenar baterias por longos períodos de tempo sem perder carga. A arquitetura Samson destina-se a suportar retornos rápidos para aeronaves em solo, com resfriamento ativo no solo durante o carregamento e resfriamento passivo opcional durante o vôo.

As baterias Samson incluem um sistema integrado de distribuição e eletrônica de potência para apoiar o gerenciamento de energia dos sistemas de propulsão. E estarão disponíveis em configurações modulares para suportar aeronaves elétricas maiores no futuro.

No post, Alcock ainda repassa que a MagniX tem trabalhado em aplicações para seus motores para programas de conversão de aeronaves já produzidas com motorização convencional.

No âmbito do programa com a NASA, para o qual a MagniX recebeu um contrato de US$ 74,3 milhões em 2021, um motor MagniX concluiu recentemente a primeira fase de testes no banco de testes de aeronaves elétricas da NASA, em Sandusky, Ohio.

Pelo projeto da NASA, um quadrimotor turboélice de Havilland (DHC) DASH-7 (para 50-54 passageiros, com motorização original 4 x Pratt & Whitney Canada PT6A-50, de 1.120 SHP) será modificado com motores elétricos. A MagniX concluiu a revisão preliminar do projeto para esta conversão em fevereiro.

A corrida pela tecnologia de baterias acelera – em novembro de 2023, a Amprius anunciou a assinatura de acordos com três desenvolvedores de aeronaves elétricas para usar suas mais recentes baterias de íon-lítio com densidade de energia de 450 Wh/kg. A Amprius também desenvolveu um sistema de célula de bateria de 400 Wh/kg que promete uma taxa de descarga aumentada de 10C para permitir um carregamento ultrarrápido de zero a 80% em 6 minutos. As baterias de 450 Wh/kg foram encomendadas por um desenvolvedor de aeronaves eVTOL não divulgado, de acordo com Amprius.

Na Europa, a start-up belga Solithor está desenvolvendo novas baterias de estado sólido que, segundo afirma, atingirão uma densidade energética na gama de 325 a 350 Wh/kg. A Solithor tem como alvo múltiplas aplicações para suas células tipo “bolsa” (pouch cells), incluindo novas aeronaves elétricas. Em maio, anunciou que os testes das baterias de primeira geração atingiram 500 ciclos com descarga total, com menos de 7% de perda de capacidade.

No ano passado, outro desenvolvedor de sistemas de propulsão elétrica dos EUA, a Wright Electric, disse que havia criado uma nova unidade de negócios para desenvolver baterias que pudessem fornecer uma densidade de energia de até 1.000 Wh/kg para suportar motores da classe megawatt. A empresa está trabalhando em um motor elétrico de dois megawatts que poderá sustentar aviões de corredor único.

No dia 18, a MagniX divulgou a rodada de testes em altitude simulados com o seu motor elétrico magni650 em câmara de altitude (altitude chamber) nas instalações da NASA – na plataforma de  ensaios de aeronaves elétrica (NEAT – NASA Electric Aircraft Testbed), eventualmente parte de um programa de um sistema de propulsão elétrico-híbrido de aeronaves, que foram realizados em abril.
Numa simulação de altitude de 27.500 pés dentro de uma câmara de altitude (altitude chamber) na plataforma de  ensaios de aeronaves elétrica (NEAT – NASA Electric Aircraft Testbed), em instalações da NASA, os engenheiros da MagniX demonstraram as capacidades de um motor magni605 movido a bateria que pode vir ajudar a transformar o vôo elétrico híbrido em realidade.

A MagniX oferece dois modelos de EPU (Electric Propulsion Unit – unidade de propulsão elétrica): magni350 e magni650. O magni350 tem uma massa de 128 kg com todos os inversores e cabos HV e pode produzir potência continuamente até 350 kW, enquanto o magni650 pesa 206 kg com cabos e inversores e produz até 700 kW. As duas EPUs operam com alimentação de 800V de corrente alternada.

Iniciada em marco e concluída em abril, a rodada de testes marca o fim da primeira fase de uma série de testes de altitude nas instalações do projeto EPFD – Electrified Powertrain Flight Demonstration (demonstração de vôo de trem de força elétrico), da NASA.

O projeto EPFD reúne a experiência da NASA e de vários parceiros da indústria para testar a viabilidade da propulsão elétrica-híbrida para futuras aeronaves comerciais.

A NEAT, implantada nas instalações do centro de pesquisa e testes Neil Armstrong (da NASA), em Sandusky, no Ohio (EUA), oferece um ambiente de teste único que simula os efeitos de grandes altitudes sem sair do solo. Esta capacidade permite aos pesquisadores avaliar com segurança o desempenho de sistemas e componentes de propulsão de aeronaves eletrificadas sob condições de vôo realistas.

“Os testes na NEAT são críticos para tecnologias de propulsão de aeronaves eletrificadas de alta potência porque muitos dos problemas potenciais que um projeto pode encontrar só se apresentam em altitudes mais elevadas”, disse Brad French, engenheiro-chefe de sistemas do EPFD da NASA. “Fazemos o nosso melhor para analisar as máquinas através de testes ao nível do mar, mas nada se compara a realmente colocá-las nos ambientes que irão experimentar instalados nas asas e observar diretamente como se comportam”, observou French.

Em altitudes mais elevadas, os sistemas de propulsão de aeronaves eletrificadas estarão expostos a ar mais rarefeito e a maiores mudanças de temperatura que podem impactar negativamente o desempenho.

A rodada inicial de testes se concentrou na investigação dos efeitos da temperatura e da alta tensão no motor elétrico durante a operação em níveis de vôo (elevados).

Os pesquisadores realizaram testes de descarga parcial, que envolvem a resistência do isolamento elétrico do sistema, para ajudar a minimizar os riscos de falha que podem ocorrer devido ao estresse excessivo nos componentes. Os pesquisadores também investigaram o sistema de gerenciamento térmico do motor para entender melhor como o calor é transferido de forma segura e eficaz por toda a máquina.

“O desenvolvimento de novas tecnologias é um processo metódico e incremental”, disse French. “Ao testar estes sistemas num ambiente controlado, podemos verificar se funcionam de forma segura e conforme esperado, ou isolar e resolver quaisquer problemas antes que representem um risco significativo”, explicou French.
No âmbito do projeto EPFD, a MagniX está modificando uma aeronave de Havilland DASH-7 com um novo sistema de propulsão elétrica-híbrida que combina motores turboélice tradicionais com motores elétricos. O avião-modificado será usado para demonstrar o consumo de combustível e as reduções de emissões em aeronaves regionais que transportam até 50 passageiros, ajudando a avançar a missão da NASA em prol das viagens aéreas mais sustentáveis.

A MagniX concluiu recentemente os testes de vôo base do DASH-7 original em Moses Lake, em Washington, pesquisando o estado da aeronave antes da modificação. Os dados recolhidos nestes testes de vôo serviram para montar base de dados e ajudarão a equipe de engenharia a comparar as diferenças (ganhos) de consumo de combustível e a melhora de desempenho com o novo sistema de propulsão eletrificado.
Com os testes de vôo básicos concluídos (com o DASH-7 original), a MagniX começará a modificar o avião em preparação para os testes de vôo com propulsão elétrica-híbrida planejados para 2026.

Nesse meio tempo, a próxima fase de testes de solo na NEAT está prevista para o verão (americano) de 2024 e avaliará estes sistemas sob condições de vôo mais extremas, incluindo níveis de potência e temperaturas mais elevados. Cada rodada de testes fornecerá mais informações que eventualmente ajudarão a identificar novos padrões e regulamentos necessários para futuras aeronaves eletrificadas.

Além do MagniX, a NASA trabalha com a GE Aerospace para explorar outras configurações de projeto e abordagens para hibridizar aeronaves comerciais.

A GE também concluiu testes de altitude de seu sistema de propulsão elétrica híbrida na NEAT em 2022.

A NASA, com a GE e a MagniX, estão acelerando o desenvolvimento e a introdução de tecnologias de propulsão de aeronaves eletrificadas através da NEAT, ao mesmo tempo que reúnem um rico arquivo de dados científicos. Isto ajudará a informar conceitos avançados de sistemas de propulsão de aeronaves eletrificadas e a formular novas áreas de pesquisa e tecnologias para permitir um futuro sustentável na aviação.

Em 22 de abril, a MagniX anunciou que a Harbor Air, a maior operadora aérea de hidroaviões da América do Norte, assinou uma Carta de Intenção (LoI) para comprar 50 motores elétricos magni650. As unidades de propulsão elétrica (EPU) da MagniX serão usadas para eletrificar a frota da Harbour Air, começando com o de Havilland DHC-2 Beaver (monomotor a pistão radial Pratt & Whitney R-985) em 2026. Os magni650 também serão usados ​​para conversões de terceiros operadores. O acordo é um marco na aviação elétrica e um próximo passo significativo na parceria líder do setor entre a MagniX e a Harbor Air. Em dezembro de 2019, as duas empresas fizeram história quando o eBeaver, um DHC-2 Beaver modificado com um motor elétrico MagniX, da Harbour Air) se tornou a primeira aeronave comercial totalmente elétrica do mundo a voar. Até o momento, o protótipo eBeaver realizou 78 vôos em preparação para a certificação da aeronave. [EL]