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斯图加特大学:用于e-Genius飞机的混合推进系统

图 1:飞行中的e-Genius电动飞机

June 13, 2017: 由斯图加特大学开发并建成的e-Genius电动飞机将配备高效的混合动力驱动,并将此技术列入新的研究项目。通过一个辅助的内燃机和发电机,专门开发的新型低电阻外形电动飞机可能实现某些功能,如快速补充燃料和长途飞行。  该研究项目致力于开发一种高效的电动飞机,使其速度达到170公里/小时的同时,燃料消耗小于每100公里3升。

这种相对复杂的推进系统由电动机、电池、发电机和内燃机组成,但是操作上不能比现有系统更难,不然会给飞行员造成更大的压力。  因此,该团队在开发一种“一杆”控制:  飞行员指定推进器所需的推动推进系统,之后dSPACE MicroAutoBox自主决定使用电池能量还是使用内燃机获得能量。  电池系统不仅作为一个能量存储系统,而且可以作为一个缓冲,调节推进电机的功率需求和内燃机所提供的功率之间的差异。  因此,可以用不同的方式对混合电动飞机进行操作。

图 2:混合电力推进系统的系统架构。

斯图加特大学目前的研究侧重于优化操作模式,以降低燃料消耗,并延长电池寿命。开发的算法可以通过MATLAB®或Simulink®仿真在早期进行验证,然后直接转移到dSPACE MicroAutoBox。 e-Genius 中安装的MicroAutoBox可以用来测试实际飞机的算法。此外,它可以用来测试功能,确保这种新型飞机适合日常使用。  例如,可以实施一种超前性的功能,可以让飞行员指定飞机降落时电池应处的荷电状态。这样,就可能飞机以一定的荷电状态降落。  因此,在飞机着陆之后可以立即执行纯电池驱动的启动和起飞。dSPACE MicroAutoBox能够自动确保电荷处于理想状态。

Ingmar Geiss, 德国斯图加特大学e-Genius项目副经理

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