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申请/专利权人:辽宁通用航空研究院
摘要:本发明公开了一种电电混合动力飞机的能源系统,包括:锂电池、氢燃料电池及氢气瓶,其中,锂电池容量可通过预先建立的目标函数求出,锂电池的重量、氢燃料电池的重量及氢气瓶的重量可利用求解出的锂电池容量求出。该电电混合动力飞机的能源系统可以在满足飞机不同飞行阶段的功率需求及航时要求的前提下,使能源系统的总重量最小。
主权项:1.一种电电混合动力飞机的能源系统,其特征在于,包括:锂电池、氢燃料电池及氢气瓶,所述锂电池为储能装置,用于将化学能转换为电能,所述氢燃料电池为发电装置,通过所述氢气瓶中的氢气与空气反应进行发电,其中,锂电池容量是以锂电池容量为优化参数、以能源系统的重量最小为优化目标建立的目标函数的最优解,其中,所述锂电池容量的取值范围为0-(Pto*Tto+Pcr*Tcr),所述目标函数如下:min(CBCdB+(Pto*Tto+Pcr*Tcr-CB*Sl)*(1(Tto+Tcr)PdFC+(1+1Hdhb)RhHco));s.t.CB*DrB+(Pto*Tto+Pcr*Tcr-CB*Sl)(Tto+Tcr)≥Pto;CB*Sl+(Pto*Tto+Pcr*Tcr-CB*Sl)(Tto+Tcr)*Tto≥Pto*Tto;所述锂电池的重量WB为:WB=CBCdB;所述氢燃料电池的重量Wfc为:Wfc=PfcPdFC;其中,Pfc通过下式计算:Pto*Tto+Pcr*Tcr=CB*Sl+Pfc*(Tto+Tcr);所述氢气瓶的重量Whb为:Whb=Pfc*(Tto+Tcr)*(1+1Hdhb)RhHco;式中:CB——锂电池容量;CdB——锂电池容量密度;DrB——锂电池放电倍率;Sl——锂电池允许使用的SOC的百分比;PdFC——燃料电池功率密度;Pfc——燃料电池额定功率;Hco——燃料电池每千瓦输出1小时的耗氢量;Rh——氢气瓶中可用氢的百分比;Hdhb——氢气瓶储氢质量密度;Pto——飞机起飞阶段功率;Tto——飞机的起飞时间;Pcr——飞机巡航阶段功率;Tcr——飞机的巡航时间。
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