航空混合动力系统能量管理策略研究综述

1

作者 张丁予 沈挺 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期12-20,共9页

能量管理策略作为航空混合动力系统的顶层控制,用于对混合动力系统不同动力源进行能量分流,是保证系统高效运行的基础。详细论述了各类航空混合动力系统能量管理策略,系统总结了基于规则、优化和智能3类能量管理策略的特点和研究现状。... 能量管理策略作为航空混合动力系统的顶层控制,用于对混合动力系统不同动力源进行能量分流,是保证系统高效运行的基础。详细论述了各类航空混合动力系统能量管理策略,系统总结了基于规则、优化和智能3类能量管理策略的特点和研究现状。通过阐述强化学习原理,分析了深度Q网络算法和深度确定性策略梯度算法的奖励原理、神经网络更新原理、以及各自优缺点及适用场景,并提出基于规则类能量管理策略对于专家经验依赖性较高等缺陷,可以通过将其与基于智能算法内部创新融合进行缓解的措施。在此基础上,展望了能量管理策略的未来发展趋势为智能内部算法、智能与其他类型算法的融合创新等,可以为后续航空混动系统能量管理策略研究提供一定的参考。 展开更多

关键词 能量管理策略 深度Q网络算法 深度确定性策略梯度算法 强化学习 航空混合动力系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

垂直起降固定翼无人机混合动力系统参数匹配

2

作者 任旭东 邓涛 +2 位作者 杜童 董鑫 居婷 《航空工程进展》 CSCD 2024年第4期56-63,共8页

燃料电池无人机因其效率高、排放无污染、能量密度高等优点,成为绿色航空研究的热点。燃料电池混合动力系统参数匹配对无人机经济、环保和效率有重要影响。某垂直起降固定翼无人机采用燃料电池+锂离子电池混合动力系统,根据技术指标,对... 燃料电池无人机因其效率高、排放无污染、能量密度高等优点,成为绿色航空研究的热点。燃料电池混合动力系统参数匹配对无人机经济、环保和效率有重要影响。某垂直起降固定翼无人机采用燃料电池+锂离子电池混合动力系统,根据技术指标,对该无人机动力系统各部件进行选型。首先设计燃料电池混合动力系统拓扑结构,对混合动力系统中燃料电池、锂电池、无刷直流电机、螺旋桨、单向DC/DC变换器进行参数匹配;然后根据任务剖面创建负载功率,最后运用有限状态机能量管理控制策略,对混合动力系统进行MATLAB/Simulink仿真分析。结果表明:所设计的燃料电池混合动力系统能很好地满足飞行负载需求和飞行过程中的工况变化,实现了零排放飞行。 展开更多

关键词 垂直起降固定翼无人机 混合动力系统 参数匹配 能量管理

在线阅读 下载PDF 职称材料

原位聚合制备PDOL基固态电解质及其在锂金属电池中的应用 被引量：1

3

作者 江训昌 喻科霖 +2 位作者 杨大祥 廖敏会 周洋 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期1-12,共12页

通过同轴静电纺丝工艺,制备出在聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维表面包覆了氧化钇稳定氧化锆(YSZ)纳米颗粒的YPVDF纳米纤维膜,并以1,3-二氧戊环(DOL)为聚合物前驱体单体,三(三氟磺酸)铝[Al(OfT)3]为引发剂,双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)为锂盐... 通过同轴静电纺丝工艺,制备出在聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维表面包覆了氧化钇稳定氧化锆(YSZ)纳米颗粒的YPVDF纳米纤维膜,并以1,3-二氧戊环(DOL)为聚合物前驱体单体,三(三氟磺酸)铝[Al(OfT)3]为引发剂,双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)为锂盐,氟代碳酸乙烯酯(FEC)为SEI膜添加剂,采用原位聚合工艺,在高比表面积的YPVDF纳米纤维基膜中原位聚合生成PDOL基复合固态电解质,PDOL与YPVDF纤维表面的YSZ形成大量的YSZ/PDOL有机-无机离子快速传输界面,制备出的PDOL@YPVDF-CSE在室温下拥有0.94×10^(-4)S/cm的离子电导率;YPVDF纤维上YSZ的Lewis酸位点(Zr^(4+)、Y^(3+)、氧空位)能够吸附LiTFSI中的阴离子,促进LiTFSI解离出Li+,从而使得PDOL@YPVDF-CSE具有0.78的锂离子迁移数,同时YSZ提供的Lewis酸位点可以协同Al(OfT)3促进DOL开环聚合,使DOL单体的转化率达到98.2%。此外,YPVDF纳米纤维的引入使得PDOL@YPVDF-CSE的耐热分解温度提升至312℃。以PDOL@YPVDF-CSE组装的Li|PDOL@YPVDF-CSE|Li锂对称电池,能够稳定循环1500 h以上;组装的LFP|PDOL@YPVDF-CSE|Li电池在0.5C倍率下循环800次以后,容量保持率为97.4%,在2 C倍率下循环500次后,容量保持率为96.8%。同时,以LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM622)为正极组装的NCM622|PDOL@YPVDF-CSE|Li电池在1 C倍率下循环150次后,容量保持率为96.2%。 展开更多

关键词 同轴静电纺丝 聚(1 3-二氧戊环) 原位聚合 电化学性能 复合固态电解质

在线阅读 下载PDF 职称材料

典型航空煤油的模型燃料及其骨架反应机理构建 被引量：1

4

作者 禹进 郭凡军 +2 位作者 曹竣铭 余彬彬 于佳佳 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期104-114,共11页

针对航空煤油低温简化机理极其缺乏的问题,选取正十二烷、2,5-二甲基己烷和甲苯作为基础燃料,分别为S-8,Jet-A和RP-3航空煤油构建模型燃料,并利用官能团匹配方法确定基础燃料配比。针对传统解耦法采用C0-C3机理造成精度不高的问题,采用C... 针对航空煤油低温简化机理极其缺乏的问题,选取正十二烷、2,5-二甲基己烷和甲苯作为基础燃料,分别为S-8,Jet-A和RP-3航空煤油构建模型燃料,并利用官能团匹配方法确定基础燃料配比。针对传统解耦法采用C0-C3机理造成精度不高的问题,采用C0-C4机理耦合基础组分Cn-C5骨架子机理,然后利用实验数据优化Cn-C5骨架子机理的反应速率常数。通过机理简化方法,得到包含122个组分,725个反应的骨架机理,并对各组分机理进行了验证。最后,对构建航空煤油模型燃料的着火延迟时间、组分浓度演变数据和层流火焰速度进行了验证,结果表明所构建模型具有简洁和精准的优点,为高精度的燃烧反应流数值模拟研究奠定了基础。 展开更多

关键词 航空煤油 模型燃料 化学反应机理 骨架机理 燃烧

在线阅读 下载PDF 职称材料

SLM成形Ti-6Al-4V层状混合点阵结构的力学性能和吸能特性研究 被引量：2

5

作者 任毅 冉威 +2 位作者 蒲林 蔡锶杨 赵宇成 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期118-126,共9页

以选区激光熔化(SLM)成形的Ti-6Al-4V钛合金层状混合点阵结构为研究对象。首先设计并制备了由体心立方(BCC)单胞构成的单一点阵结构以及由BCC单胞和面心立方(FCC)单胞组成的2种层状混合点阵结构;其次,利用扫描电子显微镜(SEM)对所制备... 以选区激光熔化(SLM)成形的Ti-6Al-4V钛合金层状混合点阵结构为研究对象。首先设计并制备了由体心立方(BCC)单胞构成的单一点阵结构以及由BCC单胞和面心立方(FCC)单胞组成的2种层状混合点阵结构;其次,利用扫描电子显微镜(SEM)对所制备的点阵结构表面形貌和几何结构进行了表征;再次,采用万能力学试验机对点阵结构进行了准静态单轴压缩试验,并比较了不同点阵结构的力学性能和吸能性能;最后,分析并讨论了单一点阵结构和层状混合点阵结构的变形模式。结果表明:与BCC单一点阵结构相比,层状混合点阵结构TBF-A和TBF-B的弹性模量分别提高27.80%和24.15%,屈服强度分别提高22.96%和18.36%,比吸能分别提高96.01%和33.33%;在变形行为方面,BCC点阵结构沿45°方向整体断裂,而TBF-A和TBF-B层状混合点阵由于增强相(FCC点阵结构)的存在,其断裂仅发生在基体相(BCC点阵结构)区域。 展开更多

关键词 航空工程 点阵结构 力学性能 吸能性能 选区激光熔化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于油电混动六旋翼无人机的模糊PID飞行控制策略研究 被引量：1

6

作者 陈伟 涂钏 +3 位作者 刘建宏 闫志伟 任毅 居婷 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期124-132,共9页

针对油电混动六旋翼无人机飞行因燃油消耗而产生变载荷,进而导致飞行姿态响应迟钝的现象,设计出结合能量管理的模糊PID(proportion integration differentiation,PID)飞行控制策略。首先,以最大需求功率为2.0 kW、质量为18 kg的油电混... 针对油电混动六旋翼无人机飞行因燃油消耗而产生变载荷,进而导致飞行姿态响应迟钝的现象,设计出结合能量管理的模糊PID(proportion integration differentiation,PID)飞行控制策略。首先,以最大需求功率为2.0 kW、质量为18 kg的油电混动六旋翼无人机为研究对象,建立MATLAB/Simulink模型;其次,利用模糊算法对变载荷的质量和转动惯量进行模糊化-隶属度函数-规则库-反模糊化处理,实时调整PID值,解决姿态响应迟钝的问题;最后,设计阶梯和巡航工况,观测无人机的姿态响应情况。结果表明:燃油消耗会在姿态变动时,对位置偏移产生不利影响;与普通PID相比,提出的飞行控制策略会实时修正不同载荷下的PID参数,当飞行状况改变时,位置峰值偏移量为6 m,稳定性能良好;同时,在偏移修正方面,模糊PID可在20 s内对偏移量进行修正,并且能持续保持现有姿态,表明模糊PID飞行控制策略具有优异的跟随性能。 展开更多

关键词 航空工程 油电混动系统 无人机 变载荷 飞行控制 模糊逻辑

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于概率函数触发的锂电池模组热失控蔓延建模与分析方法研究

7

作者 禹进 郭川钰 于佳佳 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1422-1430,共9页

针对现有数值模拟方法难以准确反映锂电池热失控触发温度概率性变化的问题,提出基于概率函数触发的锂电池模组热失控蔓延建模方法。该方法首先通过统计分析实际锂电池热失控温度区间和数量分布,以此计算出各温度区间热失控触发概率,然... 针对现有数值模拟方法难以准确反映锂电池热失控触发温度概率性变化的问题,提出基于概率函数触发的锂电池模组热失控蔓延建模方法。该方法首先通过统计分析实际锂电池热失控温度区间和数量分布,以此计算出各温度区间热失控触发概率,然后基于提出的概率触发模拟器实现仿真过程概率触发,采用实验数据对该方法的有效性进行验证,最后对概率函数触发条件下的热蔓延路径及其概率进行分析。结果表明,存在包括跳跃式热失控现象在内的多种热失控蔓延路径,其中顺序热失控的概率最高,而跳跃式热失控的概率最小。所提出的方法为研究锂电池模组热失控蔓延过程的概率性提供有效的研究工具和分析方法。 展开更多

关键词 锂电池模组 跳跃式热失控 概率 热蔓延 函数触发

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于模糊逻辑的增程式无人机能量管理策略研究

8

作者 陈伟 刘建宏 +2 位作者 任毅 涂钏 闫志伟 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期99-106,124,共9页

以增程式无人机为研究对象,通过建立发动机、发电机、电池和冷却风扇的数学模型,研究增程式混合动力系统能量管理策略。根据无人机的工作特性,提出了一种基于模糊逻辑的复合型能量管理策略(模糊复合型能量管理策略),并使用MATLAB/Simul... 以增程式无人机为研究对象,通过建立发动机、发电机、电池和冷却风扇的数学模型,研究增程式混合动力系统能量管理策略。根据无人机的工作特性,提出了一种基于模糊逻辑的复合型能量管理策略(模糊复合型能量管理策略),并使用MATLAB/Simulink进行仿真。研究表明:与纯油驱动、复合型能量管理策略驱动相比,笔者提出的模糊复合型能量管理策略驱动下的无人机在油耗方面比纯油驱动省油8.1%,比复合型能量管理策略驱动省油2.2%;在稳定方面,采用模糊复合型能量管理策略的发动机,转速波动比纯油驱动和复合型能量管理策略均少了50 r/min,且波动频率更低。 展开更多

关键词 交通装备工程 增程式 能量管理 无人机 燃油经济性 模糊逻辑

在线阅读 下载PDF 职称材料

玻璃纤维布基多层复合固态电解质的制备及其性能 被引量：2

9

作者 廖敏会 杨大祥 +3 位作者 周洋 万仁杰 刘瑞平 王强 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3090-3099,共10页

以双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)为锂盐,利用玻璃纤维布、聚环氧乙烯(PEO)、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐[(EMIM)TFSI]、锂镧锆氧(LLZO)纳米颗粒等为原料,采用溶液浇筑法制备不同锂镧锆氧含量的玻璃纤维基多层复合固态电解质膜... 以双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)为锂盐,利用玻璃纤维布、聚环氧乙烯(PEO)、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐[(EMIM)TFSI]、锂镧锆氧(LLZO)纳米颗粒等为原料,采用溶液浇筑法制备不同锂镧锆氧含量的玻璃纤维基多层复合固态电解质膜,通过该4种物质的协同作用扩大PEO的非晶相区域、改善膜的界面兼容性等,综合提高膜的离子导电率;同时,利用玻璃纤维布表面Si—O和—OH官能团引导锂离子的均匀沉积,抑制锂枝晶的生长。结果表明,30℃条件下,添加质量比为5%LLZO的玻璃纤维布/PEO/ILs/LLZO(SPE)复合固态电解质膜的离子电导率为3.53×10^(-4) S/cm,工作电压窗口为5.18 V,离子迁移数为0.33,所制备的磷酸铁锂(LFP)/SPE/Li和镍钴锰酸锂(NCM_(622))/SPE/Li固态电池0.1 C放电容量分别为165 mAh/g和226 mAh/g。其中,LFP/SPE/Li电池0.5 C循环120次,放电容量为120 mAh/g,容量保持率为99.8%,此外,循环前后阻抗变化较小,具有优异的界面稳定性。 展开更多

关键词 多层复合固态电解质膜 玻璃纤维布 [EMIM]TFSI 离子电导率 固态电池

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于状态观测器的四旋翼无人机轨迹跟踪控制 被引量：5

10

作者 熊志豪 邓涛 +2 位作者 郑宇惟 周鑫 吴玉泽 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第6期50-56,共7页

针对四旋翼无人机轨迹跟踪控制中非线性、欠驱动、强耦合、多变量的控制难点问题,提出了一种基于扩张状态观测器的串级全局快速终端滑模控制策略,该控制策略使得系统具有快速感知并实时消除内外干扰的功能,而且能保证系统在有限时间内... 针对四旋翼无人机轨迹跟踪控制中非线性、欠驱动、强耦合、多变量的控制难点问题,提出了一种基于扩张状态观测器的串级全局快速终端滑模控制策略,该控制策略使得系统具有快速感知并实时消除内外干扰的功能,而且能保证系统在有限时间内迅速收敛到平衡状态。此外,通过Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。仿真实验证明,在四旋翼无人机模型中考虑了电机动态特性、外部干扰并避免了姿态角小扰动假设的情况下,所提控制算法能够提高系统的鲁棒性能,保证无人机的轨迹跟踪精度。 展开更多

关键词 四旋翼无人机 轨迹跟踪 滑模控制 扩张状态观测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

宽温域、高电压、安全无EC电解液研究进展 被引量：2

11

作者 刘志浩 杜童 +1 位作者 李瑞瑞 邓涛 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2504-2525,共22页

碳酸乙烯酯(EC)作为性能优良的有机溶剂,因其具备高的介电常数和对于石墨负极良好的兼容性,被广泛认为是可充电锂离子电池电解液的重要组成部分。然而,其自身熔点高、黏度大、电化学窗口窄等一系列问题,使得EC基电解液锂电池无法满足高... 碳酸乙烯酯(EC)作为性能优良的有机溶剂,因其具备高的介电常数和对于石墨负极良好的兼容性,被广泛认为是可充电锂离子电池电解液的重要组成部分。然而,其自身熔点高、黏度大、电化学窗口窄等一系列问题,使得EC基电解液锂电池无法满足高温、高压、低温等多种苛刻条件下的应用需求。本文通过回顾近期相关文献,首先介绍了目前基于传统EC基电解液在极端应用条件下的失效机理,包括高压下EC与正极相变析出的氧气反应,电极与电解液界面劣化导致电解液持续消耗,高温下电解液分解产生易燃自由基,低温下锂沉积不均匀导致锂枝晶产生等一系列问题;其次,着重阐述了无EC电解液的最新研究动态,包括原位构筑稳定电极界面膜、调节溶剂化结构、调控反应路径、去除反应副产物等优化措施重新设计电解液成分,以达到通过设计改善电解液提高锂电池综合性能的目的;最后,概述了开发高性能无EC电解液当前存在的障碍和可能的发展机会。目的是为研发能够满足军工、航空等苛刻应用场景的锂离子电池提供一些方向指引和理论指导以推动新能源产业发展。 展开更多

关键词 锂电池 无EC电解液 高温 高电压 低温 安全

在线阅读 下载PDF 职称材料

纳米纤维膜基弹性固态电解质的设计及性能研究

12

作者 江训昌 廖敏会 +2 位作者 周洋 杨大祥 王强 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3307-3317,共11页

以双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)为锂盐,丙烯酸丁酯(BA)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)等为复合原料组分,采用热引发原位聚合的方法制备以聚偏氟二乙烯(PVDF)纳米纤维膜为基膜的弹性聚合物固态电解质(SPE),PBA弹性体的引入可以增强复合膜的韧性... 以双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)为锂盐,丙烯酸丁酯(BA)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)等为复合原料组分,采用热引发原位聚合的方法制备以聚偏氟二乙烯(PVDF)纳米纤维膜为基膜的弹性聚合物固态电解质(SPE),PBA弹性体的引入可以增强复合膜的韧性并为锂枝晶穿刺提供缓冲空间,FEC阻燃添加剂的加入可以有效增强复合膜热稳定性和界面稳定性,通过其协同作用可以有效改善界面接触差、离子电导率低等问题;同时,PVDF中的—C—F官能团还有利于锂离子的吸附和锂盐的解离。PVDF纳米纤维膜的三维互通网状结构可以提供较大的比表面积,进而贡献更多的锂离子吸附位点,提供足够多的有序互通锂离子传递通道,并且PVDF纳米纤维膜的引入可以较大幅度提高复合固态电解质膜强度,有利于抑制锂枝晶的生长。结果表明,25℃条件下,含有PVDF纳米纤维的弹性复合固态电解质膜的离子电导率为3.9×10^(-4) S/cm,拉伸强度为13.8 MPa,耐热分解温度为200℃,离子迁移数为0.75,所制备的磷酸铁锂(LFP)|SPE|Li固态电池0.1 C放电比容量为167 mAh/g。其中,LFP/SPE/Li电池0.5 C循环120次的放电容量为122.3 mAh/g,容量保持率为95.9%。 展开更多

关键词 聚合物固态电解质 纳米纤维膜 弹性基质 离子传输 固态电池

在线阅读 下载PDF 职称材料

垂直起降固定翼无人机混合电推进系统设计与仿真研究 被引量：1

13

作者 邓涛 谭溪 +1 位作者 熊志豪 郑宇惟 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期156-162,共7页

垂直起降固定翼无人机综合了固定翼和多旋翼的优势,在未来航空工业拥有良好前景,针对其动力系统结构分布和动力需求的特点,提出增程式油电混合电推进系统方案,根据飞行动力学和功率需求,对动力系统的各部件进行参数匹配与选型,结合恒功... 垂直起降固定翼无人机综合了固定翼和多旋翼的优势,在未来航空工业拥有良好前景,针对其动力系统结构分布和动力需求的特点,提出增程式油电混合电推进系统方案,根据飞行动力学和功率需求,对动力系统的各部件进行参数匹配与选型,结合恒功率控制策略建立油电混合电推进系统模型进行仿真分析。结果表明:电池SOC值最终稳定在0.35~0.45范围内,旋翼电机和尾桨电机均运转在参数匹配结果范围内,该混合电推进系统方案设计和参数匹配具有合理性。 展开更多

关键词 交通装备 垂直起降 无人机 混合电推进 参数匹配 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料