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一種混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法

文檔序號:40573062發(fā)布日期:2025-01-03 11:35閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于,包括以下步驟:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟一具體包括:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟二具體包括:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟三具體包括:

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于:所述步驟四具體包括:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于:混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法基于混合推進系統(tǒng),所述混合推進系統(tǒng)包括:電動驅(qū)動模塊(1)、渦軸發(fā)動機模塊(2)、能量管理模塊(3)、推進轉(zhuǎn)換模塊(4)及智能功率分配控制器(5);

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于:所述電動驅(qū)動模塊(1)包括:電機控制器(101)、電機(102)、電源管理單元(103)、減速機構(gòu)(104)及車輪驅(qū)動總成(105);所述電機控制器(101)連電機(102)與電源管理單元(103),通過實時監(jiān)測電機(102)的轉(zhuǎn)速、扭矩以及電流,控制電機管理單元(103)放電,從而精確控制電機(102)的輸出功率;所述電機(102)與減速機構(gòu)(104)相連,減速機構(gòu)(104)與車輪驅(qū)動總成(105)相連,通過減速機構(gòu)(104)的作用,將電機(102)的輸出功率進一步調(diào)整以適應不同工況下的驅(qū)動需求;所述減速機構(gòu)(104)采用雙級行星齒輪組設計,以提高電機(102)的扭矩輸出,并通過電子差速控制實現(xiàn)對各車輪的獨立驅(qū)動控制,確保在轉(zhuǎn)彎及非對稱負載情況下的行駛穩(wěn)定性。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于:所述渦軸發(fā)動機模塊(2)包括:發(fā)動機控制器(201)、燃油管理單元(202)、增壓系統(tǒng)(203)、輔助動力裝置(204)及渦軸發(fā)動機(205);所述發(fā)動機控制器(201)與燃油管理單元(202)、增壓系統(tǒng)(203)和輔助動力裝置(204)相連;所述燃油管理單元(202)受發(fā)動機控制器(201)控制,提供所需的燃油供給量;所述增壓系統(tǒng)(203)與燃油管理單元(202)協(xié)調(diào)工作,以調(diào)節(jié)燃油噴射量和空氣混合比,提高渦軸發(fā)動機(205)功率和性能;所述輔助動力裝置(204)作為支持設備,幫助在渦軸發(fā)動機(205)關(guān)閉或低負荷時維持系統(tǒng)的基本運行;所述渦軸發(fā)動機(205)與燃油管理單元(202)、增壓系統(tǒng)(203)和輔助動力裝置(204)相連,受三者協(xié)同控制以實現(xiàn)最優(yōu)工作狀態(tài);所述增壓系統(tǒng)(203)為可變幾何渦輪增壓器,以適應不同飛行高度和空氣密度條件下的推力需求,確保渦軸發(fā)動機(205)在各種飛行狀態(tài)下的高效運轉(zhuǎn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于:所述能量管理模塊(3)包括:能量分配控制器(301)、高壓電池組(302)、燃油箱(303)及能量轉(zhuǎn)換器(304);所述能量分配控制器(301)連接高壓電池組(302)和燃油箱(303),實時監(jiān)測電池電量、燃油儲量及功率需求,動態(tài)調(diào)整電力和燃料的分配,以保證系統(tǒng)在不同工況下的能量供應;所述高壓電池組(302)連接能量轉(zhuǎn)換器(304),為電動驅(qū)動模塊(1)提供電力;所述燃油箱(303)為渦軸發(fā)動機模塊(2)提供燃料;所述能量轉(zhuǎn)換器(304)負責將電力與機械能相互轉(zhuǎn)換,以實現(xiàn)系統(tǒng)的能量優(yōu)化管理;所述能量轉(zhuǎn)換器(304)采用高效雙向dc-dc轉(zhuǎn)換器設計,能夠在電動模式和渦軸模式之間切換時快速響應,確保功率轉(zhuǎn)換的無縫銜接。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,其特征在于:所述推進轉(zhuǎn)換模塊(4)包括:動力耦合機構(gòu)(401)、推力傳輸系統(tǒng)(402)及切換控制單元(403);所述動力耦合機構(gòu)(401)與推力傳輸系統(tǒng)(402)相連,將電動驅(qū)動模塊(1)和渦軸發(fā)動機模塊(2)的輸出功率進行集成和分配,實現(xiàn)飛行汽車在地面行駛與空中飛行狀態(tài)間的平穩(wěn)切換;所述推力傳輸系統(tǒng)(402)連接切換控制單元(403),控制其工作狀態(tài)以實現(xiàn)從車輪驅(qū)動模式向渦輪驅(qū)動模式的轉(zhuǎn)換,確保飛行汽車在轉(zhuǎn)換過程中保持平穩(wěn)的動力輸出;所述切換控制單元(403)具備多級冗余設計,以提高系統(tǒng)在故障情況下的可靠性,確保飛行汽車在突發(fā)情況下仍能安全完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換;所述智能功率分配控制器(5)通過can總線與電機控制器(101)、發(fā)動機控制器(201)及能量管理模塊(3)進行通信,基于飛行汽車的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)如速度、高度、加速度、傾斜角度和環(huán)境參數(shù)如風速、氣溫,建立功率分配模型,并在陸地行駛與空中飛行狀態(tài)間切換時,動態(tài)調(diào)整電機(102)與渦軸發(fā)動機(205)的功率輸出比例,確保系統(tǒng)平穩(wěn)高效地完成過渡,其還通過能量管理模塊(3)實時優(yōu)化電池和燃油的消耗,提高能源利用效率,并通過對功率輸出的精確控制,減少轉(zhuǎn)換過程中的推力損失和能量浪費。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種混合推進系統(tǒng)陸空轉(zhuǎn)換功率匹配優(yōu)化方法,包括以下步驟:步驟一:構(gòu)建飛行汽車的陸空轉(zhuǎn)換工況識別方法,通過多種傳感器實時監(jiān)測飛行汽車的速度、加速度、姿態(tài)角、輪胎壓力及螺旋槳轉(zhuǎn)速參數(shù);步驟二:基于步驟一中的工況識別結(jié)果,計算陸地行駛和空中飛行的功率需求;步驟三:根據(jù)步驟二中的功率需求計算結(jié)果,制定陸空切換策略;步驟四:基于步驟三中的優(yōu)化策略,建立反饋控制機制,實時監(jiān)測功率匹配效果,并根據(jù)工況特定優(yōu)化要求對功率分配策略進行調(diào)整,確保在不同轉(zhuǎn)換工況下功率匹配的最佳狀態(tài)。本發(fā)明通過優(yōu)化功率分配策略,旨在確保系統(tǒng)在不同工況下實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的陸空轉(zhuǎn)換,提升飛行汽車的能源利用效率和安全性。

技術(shù)研發(fā)人員:欒眾楷,沈鈺焜,趙萬忠,王春燕,周小川,梁為何,張自宇
受保護的技術(shù)使用者:南京航空航天大學
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/2
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