混合动力电动飞机(垂直起落)组件上浆
这个示例模型混合动力电动飞机的电力网络。它可以用来评估组件大小对设计要求。
电动飞机航空航天工业的发展是一个活跃的领域。模拟可以加速选择电网结构和分级的过程组件。该仿真模型允许快速勘探的设计空间和设计标准相比,这样可以减少设计迭代的数量,并确保最终设计满足系统级需求。
在这个例子中,飞机配置,电力网络,并使用MATLAB组件大小都是参数化的。你可以测试一个单座轻型飞机(如Ehang 184)、双座轻型飞机(如主力Surefly),或一个自定义的设计。设计参数,如电池容量和负载质量,可以横扫一组值,以确定哪些组合将满足飞行范围的需求。一个单独的模型支持和纯电动的比较结构。
内容
模型
电动飞机模型包括一个电池,两个直流网络,和一个力学模型的飞机高压直流负载网络行为。内燃机驱动发电机的补充力量可以从电池和可用于充电电池在飞行。燃料消耗的发动机的质量包括在模拟。低压直流网络包括一组负载打开和关闭在飞行周期,包括内燃机的燃料泵。
飞机子系统
这个子系统模型飞机作为汽车上的负载。这个抽象模型假定飞行员需要遵循必要的行动所需的飞行周期,由α(攻角)和γ(飞行路线角对地球参考系)。计算所需的推力保持电梯跟随飞行周期。提供所需的机械功率推力计算和转换为电机轴上的负载转矩。
负载转矩子系统
这个子系统将所需的mechancial权力转化为电机轴上的负载转矩。这个抽象模型假定一个指定数量的电动机的机械功率转化为推力。分裂所需的功率由电动机转速保持推力导致电机轴上的负载转矩。汽车控制系统调整维护所需的轴转速下不同负载。
汽车子系统
这个子系统是一个电动马达和驱动电路操作在转矩控制模式下,或等同于电流控制模式。电动机的允许范围的扭矩和速度由高频矩定义信封。
直流配电子系统
这个子系统模型的断路器打开和关闭连接和断开负载从低压直流网络。不同条件影响电源来自网络,飞机的范围和权力要求飞机的电线
燃料泵子系统
这个子系统模型的燃料泵。电动马达驱动泵推动燃料通过一个阀。阀门的开在飞行周期而变化,从而改变电机的当前从直流网络。
发电机子系统
这个子系统是发电机和驱动电路操作在转矩控制模式下,或等同于电流控制模式。它是由内燃机为飞机提供额外的电力网络。
仿真结果从Simscape日志记录
下面的情节显示一个模拟的结果。飞机开始从较低的高度,爬到更高的高度和水平飞行。第一个情节显示电池状态的纯电飞机在飞行周期。第二个图显示了在模拟电流和功率水平。
结果从电池参数的能力
下面的情节显示电池容量对飞行的影响范围和最大飞机的飞行时间。电池的大小和范围之间的关系不是线性的,因为增加电池容量也增加飞机的整体重量。
结果参数的有效载荷质量
下面的情节显示有效载荷质量对飞行的影响范围和最大飞机的飞行时间。不同负载质量代表添加额外的行李或额外的乘客的飞机
结果参数的电池容量和负载质量
下面的情节显示效果不同负载质量和电池容量的飞行范围。很大比例的设计空间检查将允许航班超过160公里(100英里)。
与电气架构
一个单独的模型包括一个全电力行驶架构。测试这两个模型可以比较的架构与设计要求。
下面的情节表明,对于给定的载荷或电池容量,混合电动飞机飞行将允许一个更长的。
下面的情节表明混合动力电动飞机将实现航班超过25公里(15.5英里)的一个更大的设计空间的百分比。
