混合電推進的案例
UTC即將推出混合電推進飛行演示驗證系統
同時，計劃在3月底召開的行業會議上公開展示UTAP負責的混合電推進飛行演示驗證系統（hybrid-electricpropulsion flight demonstrator）。
據國際自動機工程師學會（SAE International）主辦的美國航空技術會議（Aerotech Americas）網站稱，“Project 804”混合電推進演示驗證系統將于3月26日至28日在美國南卡羅來納州查爾斯頓進行展出。UTC的競爭對手霍尼韋爾和賽峰集團也正在研發混合電推進系統。
UTAP創新單元負責的混合電推進飛行演示驗證系統項目
先進項目執行經理詹森·蔡（Jason Chua）表示：“UTC首席技術官（CTO）保羅·埃雷蒙科（Paul Eremenko）發起創立了UTAP，旨在協助UTC以初創公司的思考方式和行事方式，通過快速構建產品和服務的演示驗證系統，從企業內部打破傳統的業務流程”。
UTAP的理念與空客硅谷前哨公司A3的章程相似。埃雷蒙科曾為A3的第一任首席執行官，而詹森負責其中一個項目。隨后埃雷蒙科被提升為空客的首席技術官，從空客離任后成為UTC的首席技術官。
詹森認為“UTAP可以使UTC脫離傳統（航空航天）技術開發時間表，集中研發力量快速進行多學科、最小化的可行產品開發，從而使UTC能夠以更快的速度與初創公司開展競爭”。
展開 美國萊特電氣計劃同西班牙Axter合作開展混合電推進飛機演示驗證
美國初創企業萊特電氣(Wright Electric)計劃與西班牙混合電力輕型飛機開發商Axter航宇（世界上第一個（2011年）將混合動力系統應用在固定翼無人機上的制造商）合作開發1架9座的混合動力驗證機，2019年試飛。萊特電氣的最終目標是開發一款186座的電推進窄體客機。
位于馬德里的Axter航宇公司正在試飛1架2座的基于泰克南P92的混合電推進原型機AX-40S，并正同萊特合作將1架現有的9座渦槳飛機改裝為混合推進飛機(計劃2019年試飛)。萊特的首席執行官杰夫?恩格勒(Jeff Engler)表示，下一步將是50座級的驗證機。
01
Axter混合電推進的2座AX-40S驗證機集成了1臺Rotex活塞發動機和1臺電動機。
萊特電推進窄體客機的定義工作正在與歐洲低成本航空公司易捷航空(EasyJet)合作進行。這包括對飛機設計師達羅德·卡明斯(Darold Cummings)設計的飛機外形進行評估。卡明斯曾參與了美國實驗航宇系統公司（ESAero）為NASA設計的ECO-80電推進飛機項目，他負責總體布局設計，現在的布局是該機的一個進化。
02
達羅德·卡明斯設計的186座客機采用了分布式電推進布局。
展開 VerdeGo Aero公司將研發重點從城市空運飛行器平臺轉向集成分布式混合電推進系統
VerdeGo Aero公司意識到新興的電動垂直起降(eVTOL)市場對推進技術發展的迫切需要，而目前的純電推進技術短期內無法滿足需求，因此決定將重點從平臺研發轉向混合動力系統。
VerdeGo Aero公司創立于2017年12月，位于安柏瑞德航空大學佛羅里達州代托納的MicaPlex孵化器內，由查理·林德伯格（Charles Lindbergh）的孫子埃里克·林德伯格（Erik Lindbergh）成立，長期支持清潔，安靜的電動飛機研制。該公司的聯合創始人還有安柏瑞德航空大學（ERAU）鷹飛行研究中心主任帕特·安德森(Pat Anderson)和埃里克·巴奇(Eric Bartsch)。該公司計劃研發一款雙座eVTOL的PAT200飛機，采用混合電推進來驅動傾轉翼上的8個旋翼。
1、VerdeGo Aero公司計劃開發基于活塞和渦輪的混合推進系統，分別適用于2-3座和5-7座的飛機
目前全球有超過100家公司在研制電動垂直起降飛行器（eVTOL），但林德伯格認為這些項目設計存在缺陷，或是基于無法擴展的飛行縮比模型或是依賴電池技術的設計，而基于全電池推進系統的項目風險非常高。
VerdeGo Aero公司正在開發集成分布式電推進系統(IDEP)，一種端到端的混合動力電推進系統，與當今的技術發展水平相匹配，可給其他飛機制造商提供合適的動力裝置。公司目前重點研究兩種規模的混合IDEP：基于活塞發動機的2-3座飛機和基于渦輪發動機的5-7座飛機。
該系統具有多個推進器，既可提供推進也可用于控制。較小的IDEP-H2基于一個或兩個活塞發動機，產生200-325馬力，驅動一個或兩個發電機和4-8個螺旋槳。較大的IDEP-H7具有500-800馬力的渦輪發動機。
展開 荷蘭團隊研究認為采用分布式電推進布局的A320沒有優勢
該團隊的結論是，在執行A320任務所需的速度和航程內，推進系統質量的增加使得分布式混合電動飛機變得不可行。他們下一步將研究把HS2的前緣分布式推進與HS3的推進尾翼相結合的布局。渦輪將從機翼下方移動到尾部涵道的中心，以同時提供功率和推力。
Novair項目還打算探索短程任務的低速構型，以確定分布式和混合電推進的可行組合。NLR和代爾夫特團隊認為A320任務對DHEP的要求太高，而且該技術可能更適合小型支線飛機。
霍尼韋爾和賽峰各自推出飛機混合動力系統和純電動力系統演示硬件
尋求飛機能源系統和推進系統的替代解決方案目前已成為行業最新熱點，近期兩家發動機企業霍尼韋爾和賽峰分別首次展示了其實用性較高的混合動力和純電動力飛機大尺寸測試硬件。
盡管電推進興起于電動垂直起降（eVTOL）城市空中交通，但電機制造企業已在此基礎上謀劃了長期發展路線圖，從而滿足軍用航空、通用航空和支線運輸機對動力系統提出的較高用電需求。
傳統燃氣輪機制造企業開始涉足正在成形的電推進市場，通過企業內部創新或外部合作等方式，同電力系統、電機和電池供應商建立合作關系。
近期，霍尼韋爾公司正在研發基于HTS900的混合電推進系統，其兆瓦級發電機設計已完成90%，賽峰集團推出的ENGINeUS45電動機額定功率達到45千瓦。
一、霍尼韋爾公司針對小型固定翼和垂直起降飛行器開發從60千瓦到1000千瓦級別的各類發電機
霍尼韋爾公司混合/電推進部門高級總監布萊恩·伍德（Bryan Wood）表示：飛機混合動力系統和純電動力系統將具有廣闊的市場前景，目前可能應用在軍事、小型固定翼和垂直起降等領域。為滿足潛在應用需求，公司正在持續研發兆瓦級發電機，其潛在應用對象已從年初極光飛行科學公司的XV-24A改為DARPA的X-plane。
電機目前正在佛羅里達州立大學進行測試，此前曾在佛羅里達州奧蘭多舉行的全國公務航空協會（NBAA）會議上進行展示了混合電推進發動機，包括兩臺200千伏安電機和HTS900渦軸發動機。霍尼韋爾公司發動機和動力系統總裁布萊恩·希爾（BrianSill）表示：“公司正在開發多個功率等級的發電機，覆蓋從60千伏安到1兆瓦各類電機。”
研究中的一部分內容就是選擇技術應用領域。希爾表示：“目前可選的方向有HTS900發動機和131-9（輔助動力裝置）”。
展開 諾丁漢大學將建造飛機高速高功率電推進系統地面試驗設施
項目將針對支線飛機和旋翼機平臺研究新布局形式和混合電推進架構。Aeromechs公司將負責縮比技術驗證機工作。
作者： 王元元
來源：民機戰略觀察
涵道風扇電推進系統關鍵應用技術探討
Fig. 1 XV-24 Lightning strike aircraft
涵道風扇電推進系統已經成為未來民用客機動力的重要選項。空客集團用來驗證全電推進技術的
E-Fan
驗證機采用了
2
臺電動涵道風扇，單個涵道風扇功率約
30kW
，可實現
220km/h
的巡航能力（如圖
2
所示）
。此外，空客集團
2013
年公布的
E-Airbus
混合電推進支線客機也采用涵道風扇推進系統（如圖
3
所示）
，
6
臺大功率涵道風扇對于稱分布式機翼后緣。
E-Fan
和
E-Airbus
兩型飛機均采用了涵道風扇，顯示了空客集團對這種推進系統的認可。
Fig. 2 E-Fan electric propulsion aircraft
Fig. 3 E-Airbus hybrid electric propulsion aircraft concept
2018
年，法國航空航天實驗室（
ONERA
）提出了采用混合電推進技術的
DRAGON
飛機概念（如圖
4
所示），該飛機采用
40
臺高效率涵道風扇，涵道風扇布置于機翼下部，并針對高速巡航開展氣動優化，使飛機巡航速度達到
0.78Ma
，采用渦輪發電和涵道風扇電推進后相比傳統客機油耗可降低
7%
。
Fig. 4 ‘DRAGON’ plane concept
美國在探索軍用涵道風扇無人機的同時也積極發展了涵道風扇民機概念。
展開 超越航空選擇VerdeGo的混合動力推進系統
超越航空近日選擇了另一家初創公司VerdeGo航宇，為Vy 400城際垂直起降（VTOL）飛行器的未來版本提供混合動力推進系統。而超越公司正在研發的希望在2023年獲得適航認證的Vy 400基礎版采用的是渦輪驅動。
一、超越航空開發6座傾轉旋翼VTOL飛行器Vy 400執行城際空運，第一代產品將采用渦輪動力。
Vy 400是一款6座傾轉旋翼垂直起降飛行器，設計這款飛行器的主要目的是在市中心的垂直起降點間提供短途空中運輸。由單個1700軸馬力的加普·惠PT6A-67F渦輪軸發動機提供動力，總重量約3171千克的飛行器設計續航里程為724公里，其巡航速度為724公里/小時（390節）。
超越航空目前正在對只有標準大小五分之一尺寸的原型機進行飛行測試，一邊在尋找恰當的飛行器控制原則，另一邊也在籌集資金以建造一款標準尺寸二分之一大小的原型機，在這項工作完成后，公司還計劃繼續完成全尺寸載人原型機的測試。
01
超越航空的城際垂直起降飛行器Vy 400，其后期的改進型可以使用混合動力或電池電力驅動系統。
二、Vy 400發展型將采用Verdego公司的集成分布式電推進系統——IDEP-H7系統
Verdego公司的集成分布式電力推進（IDEP）系統將為未來的Vy 400混合動力版或完全電力推進版提供可行性方案。該公司表示，集成分布式電力推進系統將提高Vy 400的效率和續航力。
展開 分布式電推進飛行器高性能螺旋槳設計
在眾多創新概念中，分布式電推進系統技術展現出了較為明顯的發展潛力，其被認為能夠極大地降低燃油消耗和各類排放，并被視為有潛力在2030年后投入使用的、極有前景的民用綠色航空解決方案，已經成為美俄等國航空技術戰略發展的主要方向之一。
與常規飛行器相比較，分布式電推進飛行器全機性能主要由分布式動力系統與機翼之間的耦合特性所決定，因此其氣動設計問題已由傳統機翼的干凈外形設計問題轉變為分布式動力與機翼強耦合下的最優特性設計問題，這對分布式電推進飛行器的動力系統和機翼等均提出了不同的要求。如美國X-57全電飛機所采用的分布式螺旋槳就與傳統螺旋槳不同，它是作為一種特殊的增升裝置，以改善飛機滑跑起降狀態下的升力特性為目標進行設計，被稱為“高升力螺旋槳”。因此，需要進一步結合分布式電推進飛行器發展，探討新型高性能動力單元和分布式動力系統的設計思想和設計方法，為下一步開展創新性研究提供建議和指引。
圖1 X-57分布式電推進飛行器
2
主要內容
以類X-57分布式電推進飛行器為研究對象，脫離了傳統螺旋槳僅僅追求高推進效率的思路，提出并發展了以單位能量下獲得螺旋槳/機翼綜合氣動效率最優為目標的高性能螺旋槳優化設計思路和方法。
文章首先對模擬螺旋槳旋轉運動的數值方法進行介紹和算例驗證，包括多重參考坐標系方法、面源法和葉素動量理論方法3種，保證螺旋槳數值模擬和數值設計的準確性和可靠性。
展開 吸氣式電推進首次點火成功（轉載）
置于真空艙內的推力器
而Sitael公司設計的雙級推力器相比于傳統電推進設計，能夠確保來流空氣能夠更好地被電離和加速。
Louis補充道：“團隊利用計算機模擬了使用不同進氣道時，推力器中粒子的運動情況。但是，只有實際的測試才能讓我們了解進氣道和推力器結合在一起后能不能正常工作。”
試驗中，工作人員沒有通過測量進氣道出口粒子密度來檢驗進氣道的設計，而是將進氣道與推力器連接，以驗證進氣道確實能夠收集空氣分子，并將其壓縮到能夠使推力器正常點火的程度。實驗中還測量了推力器產生的推力。
以氙氣為工質時推力器工作圖
首先，該實驗團隊驗證了推力器在以氙氣為工質的情況下，能夠收集粒子束產生器提供的氙氣，并重復點火。
Louis解釋道：“接下來，我們將部分氙氣工質替換成氮氧混合氣體。當推力器的羽流從純氙氣時的藍色變為粉紅色時，就證明我們成功了。”
最后，這套推進系統在以空氣為工質的情況下成功的重復點火，證明了這種推進方法的可行性。
以空氣為工質時推力器工作圖
實驗結果意味著吸氣式電推進不再只是一種理論，而是切實可行的、將會被發展的可以工作的推力器。這將會被用作未來新型任務的動力基礎。
該計劃在歐空局地球觀測計劃的支持下，得到了歐空局技術研究計劃的贊助，旨在開發有空間應用前景的新思路。
展開 航空航天業或將迎來電推進變革
像我們這樣的公司正在對發電機、發動機和電機控制器進行重大投資，以首先支持一架10-20座級全電或多電客機的實現，”吉特林說，“然后，隨著電池技術的進步，我們必須保持對其他基礎領域同樣的關注，以彌補我們的不足。”
二、創業公司成為航空電推進領域的主力
●羅蘭貝格公司對全球電推進飛機項目（截至2018年5月）的統計結果，包括使用模式（城市空中出租車、通用航空運輸、支線運輸、商用運輸），項目來源地區（歐洲、北美和其他。其中，俄羅斯企業統計在“其他”類別中），飛機動力源（電池、混合和太陽能），推進類型（螺旋槳、涵道風扇、螺旋槳+涵道風扇、推進器+風扇），投資方（創業企業&獨立投資人，航空航天巨頭（包括空客、塞斯納、巴西航空工業公司、波音），其他現有航空航天企業，大學/政府，大型非航空航天企業（包括卡拉什尼科夫康采恩集團、西門子和健將（workhorse））。
從100個項目投資方來看，約有60%的項目是由創業公司和獨立人士投資，現有航空航天公司占了30%（其中航空航天巨頭占一半），其他10%左右的是由學術和政府機構，如NASA，以及包括西門子和卡拉什尼科夫康采恩在內的大型非航空航天公司。這些數據突顯出來自傳統航空航天和國防領域外的興趣與航空航天業內相比是更強的。而在2017年年底，羅蘭貝格公司第一次報道了電推進領域的研究成果（當時統計了不到70個項目）。
展開 
氫燃料電推進技術或將重新定義支線飛行
總部位于新加坡的HES能源系統公司10月初公布了其4座氫燃料電推進飛機研發計劃，并將該飛機命名為元素一號（Element One）。元素一號的續航能力遠超由普通電池供電的電動飛機，具有安靜、零碳排放、個性化、按需、分散化和經濟性等特點，適用于鄉村城鎮之間的支線飛行。
4座級的元素一號定位為鄉鎮間的支線運輸。
HES能源系統公司擁有為軍用無人機制造燃料電池推進系統的經驗，過去12年來，他們一直致力于開發小型、輕便的氫燃料電推進系統，主要是為了延長電動無人機的續航時間。在開發適合其推進系統的下一代無人機概念時，HES能源系統公司看到了將相同推進技術應用于有人駕駛飛機的可能性，并通過積極的研發，實現了最初的構想。
一、采用分布式氫燃料存儲和推進技術突破續航極限
由于氫的存儲需要較大的空間，將其應用于電動無人機存在較大的困難，分布式電力推進技術（同時采用分布式外掛存儲）使這個問題得以解決。HES的氫-電推進系統支持模塊化方案，可以在不改變現有無人機尺寸的情況，直接安裝到機翼下方的吊艙內。元素一號在機翼上安裝14個電動機，通過多系統冗余增加了安全性，如果1個系統發生故障，還有13個可以正常工作。每個吊艙內都有一個獨立的電動機，且配備了可插拔更換的燃料電池和氫儲存罐，這種方法帶來的不僅是分布式的推進能力，而且是分布式的存儲能力。因為在飛機內部儲存氫的量是有限制的，這會占用機身的大量空間，將它分成若干個部分，并在每個電機后面安裝一個氫儲存罐，能有效提升燃料攜帶量。
元素一號機翼下方安裝了14個氫-電推進模塊。
元素一號概念將氫燃料電池與分布式電力推進技術相結合，大幅提高了電動飛機的續航時間和航程。元素一號在巡航中需要大約100千瓦的功率，拆分成14個部分以后，每個吊艙理論上只需要提供5-8千瓦的推進功率。
展開 福建：提高環保電價考核標準 推進燃煤電廠環保技術改造
這項政策的實施，有效調動了水電企業實行生態改造升級的積極性，推進了斷流河段生態功能的恢復，對推進小水電綠色發展具有很強的引導作用。
加強督促引導，狠抓政策落實
一是嚴厲打擊環保電價違法行為，確保各項政策執行到位。如福建省物價局在查實某燃煤電廠擅自改裝環境監測系統軟件、惡意篡改二氧化硫排放數據、騙取脫硫電價款的行為后，對該電廠作出了沒收違法所得1303萬元、并處4倍罰款5213萬元的處罰。這一案件產生了巨大震懾作用，至今沒有再發現類似環保電價違法現象。對此，國家發展改革委給予了“福建省加強檢查力度，重罰造假企業”的肯定。
二是強化工作督查指導。目前，福建省物價局正在對去年出臺的《福建省人民政府關于發揮價格機制作用促進生態文明試驗區(福建)建設的意見》開展階段性評估，核心內容之一就是對各項節電環保價格政策的實施效果進行跟蹤督查，督促落實未完成的任務，總結推廣成功經驗做法。
三是加強新聞輿論引導。制作了專題宣傳片《擔當—物價人的光榮與夢想》，展示價格部門在貫徹落實新發展理念中主動融入、敢于擔當、勇立潮頭的精神風貌。宣傳片引起了中央和地方主流媒體的深度關注，新華每日電訊、中國政府網、福建日報等中央和地方主流媒體做了宣傳報道，許多地方政府門戶網站都做了大量轉載，并引發了廣大網民的熱議和關注，使節電環保等綠色價格政策更加深入人心，為政策的貫徹落實營造了良好的社會環境。
來源：中國經濟導報
展開 智能算法純電混合動力汽車能量管理
三 、混合動力系統控制目標
對于純電混合動力系統來說，系統的性能情況不完全單獨取決于動力鋰電池、超級電容自身的供電能力，還和整個系統的能量控制有關系，采用科學、高效的管理控制方法，能使得動力鋰電池的性能進一步提升，使用的效率提高使得成本得到下降。以下為控制目標要求：
（1）通過能量管理系統來對動力鋰電池進行保護，汽車在功率需求大幅增加時，會引起動力鋰電池的工作電流過大造成對電池的損壞和影響行車安全，需要超級電容進行工作控制電流的倍率。
（2）能量回收對超級電容提供相應的工作要求，當遇到城市擁堵路段，車輛不停的起步和制動會提高車輛的平均用電量，而合適的超級電容能夠將剎車時差時的熱能進行回收，從而使得動力鋰電池的使用時間更長，減少充電次數以加長動力鋰電池的使用壽命。
展開 油電混合動力汽車及其關鍵技術
伴隨著我國汽車輕量化革命的持續深入與有效推進，需要將高效電池管理系統以及高能量密度電池在混合汽車上有效配備，以此來進一步提升油電混合動力汽車的整體性能。具體來說，插電式混合動力汽車在實際使用過程當中，其電池容量對車輛油耗水平具有重要影響，而相關非插電式混合動力汽車，為了使車輛電池的使用壽命得到延長，往往在電池系統當中采取了相關控制策略，如淺充淺放等，這使電池的能量密度有所下降，不符合汽車輕量化的相關發展要求。所以，在油電混合動力汽車的未來發展過程當中，無論對磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鎳氫電池中的哪一種進行采用，都應對電池能量密度進行有效提升。除此之外，還需要針對電池使用研發出完善的狀態監測管理系統，并在油電混合動力汽車上有效配置，從而使電池性能得到充分發揮，使電池的實際使用壽命得到有效延長。
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