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龙图腾网获悉清华大学申请的专利一种航空并联混合动力系统瞬时效率最优控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120096815B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411973968.2，技术领域涉及：B64D31/18；该发明授权一种航空并联混合动力系统瞬时效率最优控制方法是由张航;王向阳;翟耀伟;杨骁;王勇;袁夏明;朱纪洪设计研发完成，并于2024-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种航空并联混合动力系统瞬时效率最优控制方法在说明书摘要公布了：本专利给出了一种航空并联混合动力系统瞬时效率最优控制方法，基于并联混合动力系统可以通过电动发电机工作在电动或发电模式，实现发动机工作点的转移与系统工作效率的优化。在一定转速下，当发动机功率大于螺旋桨需求功率时，考虑当前充电电能未来以机械功输出，单位时间燃油消耗除以总有用功率求取充电状态下的等效燃油消耗率；当发动机功率小于螺旋桨需求功率时，电动机耗电补充功率差值，考虑当前电动机耗电为前期充电状态下的平均等效燃油消耗，单位时间等效燃油消耗量除以总有用功率求取放电状态下的等效燃油消耗率；考虑发电或耗电阶段可得到当前转速下系统等效燃油消耗率，等效燃油消耗率曲线中最小值对应的发动机功率为当前状态系统瞬时效率最优的最优发动机功率，即确认发动机与电动发电机功率分配为并联混合动力系统在当前状态下的瞬时效率最优功率分配。

本发明授权一种航空并联混合动力系统瞬时效率最优控制方法在权利要求书中公布了：1.一种航空并联混合动力系统瞬时效率最优控制方法： 步骤1：根据飞行动力学原理可建立飞机动力学模型，由试验获得的螺旋桨在不同桨距角、前进比、海拔、速度和转速下的功率与推力大小，可建立螺旋桨模型；根据飞行任务剖面及飞机动力学模型求解出一定飞行条件下的飞机需求推进功率，推进功率由螺旋桨提供，因此需求推进功率传递至螺旋桨模型； 步骤2：根据螺旋桨模型，输入接口信息为螺旋桨转速n、桨距角、海拔和飞行速度，以上需求信息在确定飞行时刻仅n未知，采用Newton迭代法，给予n初值，以需求推进功率与螺旋桨模型输出推进功率差值为迭代求解函数，迭代求解当前飞机需求下的n，n确定后，即可确定当前时刻螺旋桨负载需求功率Ppro；其中Newton迭代法公式为： 式中，nk+1与nk分别表示迭代后与迭代前的螺旋桨转速，gnk代表螺旋桨模型函数，g′nk代表螺旋桨模型函数导数； 步骤3：根据发动机燃油消耗率f是关于发动机功率Peng和发动机转速Weng的函数，发动机燃油消耗率表示为fPeng,Weng，从发动机试验数据中拟合得到fPeng,Weng一般形式： 式中，α2、α1、α0是与Weng相关的系数；fPeng,Weng越小，表示对应工作点系统工作效率越高； 步骤4：根据n与Ppro，考虑到电系统充放电进行能量二次转换所带来的效率损失，可通过改变电动发电机工作功率Pmot移动发动机工作点，进而改变系统工作效率，其中Ppro需要满足平衡约束，各部件也要满足一定功率约束： Peng＝Ppro+Pmot4 Pmot,min≤Pmot≤Pmot,max5 Pbat,min≤Pbat≤Pbat,max6 Pmin＝max{Ppro-Pmot,max,Ppro-Pbat,maxηdiscηmot,Peng,min}7 Pmax＝min{Ppro-Pmot,min,Ppro-Pbat,minηgenηcha,Peng,max}8 Pmin≤Peng≤Pmax9 式中，τ为发动机至螺旋桨的减速比，Pmot为电动发电机工作功率，Pmot,min为电动发电机的最大发电工作功率，Pmot,max为电动发电机的最大电动工作功率，Pbat为电池工作功率，Pbat,min为电池的最大充电工作功率，Pbat,max为电池的最大放电工作功率，Peng,min为发动机本体当前状态最小工作功率，Peng,max为发动机本体当前状态最大工作功率，ηgen为电动发电机发电时机械效率，ηcha为电池充电效率，ηdisc为电池放电效率，ηmot为电动发电机耗电做功机械效率，Pmin为综合考虑下发动机实际运行最小功率，Pmax为综合考虑下发动机实际运行最大功率； 步骤5：根据并联混合动力系统在确定Ppro下可通过电动发电机的参与改变系统工作效率，选取Weng下的某一确定发动机功率Peng,i，Peng,i的取值范围为[Pmin,Pmax]，此时电动发电机工作功率为Pmot,i，当Peng,i≥Ppro时，电动发电机发电存储电能，考虑存储的电能未来以机械功作为有用功输出，Pmot,i会经历电动发电机发电、电池充电、未来电池放电和未来电动发电机耗电做功四个阶段，其中，未来电池放电效率取其平均效率ηdisc,avg，未来电动发电机耗电做功效率取其平均效率为ηmot,avg，定义四个阶段总的能量转换效率为ηall，当前Weng和Peng,i下系统等效燃油消耗率Efchadisc,i为单位时间总消耗等效燃油除以总有用功率，充电状态Efchadisc,i计算公式为： ηall＝ηgenηchaηdisc,avgηmot,avg11 步骤6：根据并联混合动力系统在确定Ppro下可通过电动发电机的参与改变系统工作效率，电动发电机输出Pmot,i补充功率需求时，Pmot,i由前期电动发电机发电存储电能转换，电动发电机耗电的能量可等效为燃油，其等效燃油消耗率为系统前期充电的平均等效燃油消耗率Efcha,avg，前期发电时，即某一发动机发电工作功率Peng,j大于等于Ppro时，其计算公式为： 式中，tj为前期发电对应工作点运行累计时间，Efchadisc,j为前期发电对应工作点的系统等效燃油消耗率；因此当Peng,iPpro时，系统等效燃油消耗率为单位时间总消耗等效燃油除以总有用功率，耗电状态Efchadisc,i计算公式为： 步骤7：通过步骤4推导出并联混合动力系统各部件需要满足的约束条件、步骤5推导出充电状态下系统等效燃油消耗率的计算公式和步骤6推导的耗电状态下系统等效燃油消耗率的计算公式，依据n和Ppro，通过在[Pmin,Pmax]区间内遍历Peng,i的多个离散点，求取各个Peng,i对应的步骤5或步骤6中的Efchadisc,i，最终汇总即可获得当前n和Ppro下Efchadisc，Efchadisc中最小值对应的发动机功率即为当前状态下发动机最优功率Peng,opt，即发动机与电动发电机功率分配即为并联混合动力系统在当前状态下的瞬时效率最优功率分配，目标函数如式15所示： 综上，即确认并联混合动力系统在当前状态下的瞬时效率最优控制方法。

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