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攜手名校|航空油電混合電源管理驗證平臺的技術攻堅與場景化突破

攜手名校|航空油電混合電源管理驗證平臺的技術攻堅與場景化突破

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在航空領域,混合動力系統的電源管理對油電混合推進技術至關重要。它能優化能源分配,提升航空器性能和經濟性,減少環境影響。例如,在起飛和爬升階段,電池可輔助燃油發動機提供額外推力;在巡航階段,發動機可為電池充電。這種靈活分配方式提高了能源利用效率,降低了燃油消耗。


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新時達與國內985大學聯合開發的油電混合分布式推進系統驗證平臺,可驗證電源管理策略,模擬不同工況下的能量流動,并研究正常、極限及故障狀態下的電源管理,為航空油電混合推進技術研發提供了關鍵測試支持,新時達提供完整功率單元及控制方案。


直面技術挑戰

平臺需可以應對以下典型工況的能量流控制:


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挑戰1:多動力源柔性組網與功率動態分配

需實現動力電池、發電機、電網等多電源在同一直流母線(DC-BUS1)下的協同供電,涉及不同電源的電壓匹配、功率分配及動態切換。


挑戰2:極端工況下的電源穩定性控制

如電池充放電狀態快速切換、發電機 / 電動機100% 負載突減時,需防止直流母線電壓驟升 / 驟降導致系統崩潰。


挑戰3:高頻動態響應與能量流精準控制

航空動力系統需模擬飛行中高頻的工況變化(如起降、變載荷),要求電源管理系統具備微秒級響應速度,避免能量流中斷或滯后導致的動力中斷。


挑戰4:復雜電磁環境下的低諧波與高可靠性

多電力電子設備同時運行時,易產生諧波干擾,需滿足航空級電磁兼容性(EMC)要求;系統需在 - 10℃~+50℃寬溫、高濕(95% RH)及振動環境(3.5m/s2)下長期穩定運行,對硬件可靠性提出極高要求。


挑戰5:多系統協同控制與跨平臺通訊集成

平臺涉及電池 BMS、原動機控制器、負載模擬器、上位機等多子系統,需實現跨協議通訊與同步控制。


客戶價值

新時達變頻驅動解決方案精準高效地攻克了核心難題,為客戶持續創造價值。


攻克航空動力核心技術

新時達與國內頂尖高校攜手,針對航空領域油電混合分布式推進系統研發需求,打造全場景驗證平臺,助力解決混合動力電源管理 “卡脖子” 問題。


依托高校科研實力與企業工程化經驗,實現 “理論研究 — 技術驗證 — 工程落地” 全鏈條打通。


五大典型工況全覆蓋,模擬真實飛行場景

工況模擬能力:

? 純電模式(電池獨立供電≥2 分鐘)

? 發電機單供 / 多源協同供電(支持 200kW 負載輸出)

? 充放電雙向控制(充電功率最高 50kW,放電功率 190kW)

還原航空動力系統在起飛、巡航、故障等全生命周期場景,驗證電源平滑切換、能量流優化等關鍵策略。


高性能硬件配置,定義行業測試標準

功率單元創新:

? 雙向 DC/DC 斬波技術:支持 300-800V 寬電壓范圍,能量雙向流動效率達 95%,適配航空電池(360V 額定電壓,280-430V 波動范圍)。

? AFE 有源整流 + PWM 整流組合:THDI<5%,功率因數>0.99,實現電網電能高效利用與低諧波污染。

? 智能制動單元:200kW 峰值制動功率,10 秒內吸收突減負載能量,防止母線過壓損傷。

控制核心:采用PROD15007A 高性能控制板卡,支持多模式通訊(RS485/CAN/Profinet)與微秒級響應,實現多單元協同控制與故障快速處理。


硬核數據支撐,驗證效果一目了然

能量傳遞效率:

? 原動機→發電機:94.8%

? 功率變換器→直流母線:90%

? 電池→直流母線:95%

動態響應能力:

? 電壓調整率:穩態 ±10%,過渡態 ±30%

? 負載突減響應:20ms 內完成功率調度,制動單元 10 秒內穩定系統


模塊化設計+ 全場景適配

靈活拓展性:AS700 系列功率單元采用標準化模塊,支持 8 單元并聯,可快速適配不同功率等級的無人機、電動航空器測試需求。

行業前瞻性:覆蓋正常 / 極限 / 故障狀態三重電源管理策略研究,為航空混動系統應對極端工況提供解決方案,助力低碳航空技術落地。

每一次技術挑戰的應對,都是我們深化解決方案、錘煉服務能力的契機;我們不僅精準高效地解決了核心難題,更將挑戰轉化為契機,為客戶持續交付了以下卓越價值:


系統架構與核心配置

測試平臺包含如下子模塊:化學儲能電池、永磁同步發電機、原動機、負載電動機、各種電能變換單元及高性能控制單元等。


原動機模擬裝置:

采用 330kW 變頻調速永磁同步電動機,模擬發動機轉速與轉矩輸出。


負載模擬裝置:

配備 200kW 三相永磁同步發電機,模擬不同負載工況。


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電能變換單元:

包括 AFE(有源整流)、PWM 整流、DC/DC 斬波、INV(逆變器)及制動單元,實現交直流電能轉換、電壓調節及能量回饋。


控制單元:

采用高性能控制板卡 PROD15007A,支持多模式通訊及復雜邏輯控制,實現對各功率單元的協同調度。


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上位機軟件:

? 提供五種典型工作模式及自動切換邏輯;

? 通過動態拓撲圖實時可視化能量流動路徑;

? 集成變頻器、PWM整流、DC/DC、制動單元運行狀態監測與三色指示燈報警;

? 同步顯示電機、發電機轉速/扭矩及直流母線電壓等關鍵參數;

? 深度接入電池管理系統,實時監控電池組SOC/SOH及單體電壓均衡性;

? 采用模塊化界面設計,增設翻頁功能預留擴展接口,支持后期功能迭代升級。


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儲能電池:

360V 額定電壓,支持 280-430V 寬幅波動。


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憑借其先進的技術和靈活的架構,未來,該平臺可進一步拓展至無人機、電動航空器等領域,這不僅能夠為這些新興航空領域提供精準、高效的動力測試解決方案,助力相關技術的快速迭代和優化,還能在更宏觀的層面推動整個航空產業朝著低碳化、電氣化的方向加速轉型,為實現綠色航空的長遠目標貢獻關鍵力量,引領航空產業邁向更加環保、可持續的未來。


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審核編輯(
黃莉
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