轻型电动飞机用电池组充放电性能的实验研究.pdf

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1、?????????文章编号:２０９５－１２４８(２０１７)０２－０００６－０５??航?空?宇?航?工程???轻型电动飞机用电池组充放电性能的实验研究ａꎬｂｂ康桂文ꎬ逯振坤(沈阳航空航天大学ａ?通用航空重点实验室ꎻｂ?辽宁通用航空研究院ꎬ沈阳１１０１３６)摘要:轻型飞机电动化是当前航空业发展的趋势ꎮ电池组作为电动飞机最重要的组件之一ꎬ其容量、能量密度等参数直接决定了飞机的航程、飞行速度等主要性能参数ꎮ结合某轻型飞机ꎬ对其动力锂电池组进行了一系列充放电试验ꎬ分析比较了几种常见的充放电方式ꎬ详细探讨了电池组在充放电过程中温度、电压、电流等参数

2、的工作特性曲线ꎬ并参照电动飞机适航标准相关条例ꎬ总结了当前电动飞机用动力电池组的充放电性能的符合性水平和环境适应性ꎮ关键词:电动飞机ꎻ电推进系统ꎻ锂电池ꎻ充放电试验ꎻ性能分析中图分类号:Ｖ２３７文献标志码:Ａｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－１２４８.２０１７.０２.００２Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｌｉｇｈｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｉｒｃｒａｆｔ′ｓｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａꎬｂｂＫＡＮＧＧｕｉ￣ｗｅｎꎬＬＵＺｈｅｎ￣ｋｕｎ(ａ?ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｎｅｒａｌＡｖｉａｔｉｏｎꎻｂ?ＬｉａｏｎｉｎｇＧｅ

3、ｎｅｒａｌＡｖｉａｔｉｏｎＡｃａｄｅｍｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ１１０１３６ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｉｒｃｒａｆｔｉｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅａｖｉａｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙ.Ｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｉｒｃｒａｆｔ.Ｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋ′ｓｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｅｎｅｒｙｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｏｔｈｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｉｌｌｄｉｒｅｃｔｌｙ

4、ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｋｅｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓꎬｓｕｃｈａｓｅｎｄｕｒａｎｃｅꎬｆｌｉｇｈｔｓｐｅｅｄｅｔｃ.Ａｓｅｒｉｅｓｏｆｃｈａｒｇｅ￣ｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｅｓｔｓｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｏｎｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｏｆａｃｅｒｔａｉｎｕｌｔｒａｌｉｇｈｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｉｒｃｒａｆｔꎬａｎｄｓｅｖｅｒａｌｃｏｍｍｏｎｃｈａｒｇｅ￣ｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ.Ｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬｖｏｌｔ￣ａｇｅꎬｃｕ

5、ｒｒｅｎｔａｎｄｏｔｈｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｅｃｈａｒｇｅ￣ｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓ.Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂａｔ￣ｔｅｒｙｐａｃｋｗａｓｆｉｎａｌｌｙｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｔｈｅＡｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓｓｔａｎｄａｒｄｓｏｆｌｉｇｈｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｉｒｃｒａｆｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅｌｅｃｔｒｉｃａｉｒｃｒａｆｔꎻｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍꎻＬｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓꎻｃｈａｒｇｅ￣ｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｅｓｔｉｎｇꎻｐｅｒｆ

6、ｏｒｍ￣ａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓ随着环境污染和能源危机的加剧ꎬ节能环保传统的内燃机飞机相比ꎬ电动飞机具有噪声小、效的电动飞机逐渐成为航空业未来发展的趋势ꎬ越率高、节能环保、结构简单、使用维护方便等优[１－４][５]来越多地受到航空制造商和运营商的重视ꎮ点ꎮ人类对电动飞机的研究工作已经持续了电动飞机是以电能作为推进能源驱动螺旋桨、涵数十年ꎬ然而一直以来ꎬ由于一些关键技术尚未突[５－６]道风扇或其他装置产生前进动力的飞机ꎮ与破ꎬ电动飞机在商业运营领域一直发展缓慢ꎮ近收稿日期:２０１６－１１－０２基金项目:辽宁省自然科学基金(项目编号:２０１

7、３０２４００６)作者简介:康桂文(１９７２－)ꎬ男ꎬ辽宁义县人ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ主要研究方向:活塞式航空发动机设计理论及方法ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｋａｎｇｇｗ＠１２６?ｃｏｍꎮ第２期康桂文ꎬ等:轻型电动飞机用电池组充放电性能的实验研究７年来ꎬ随着电动机、动力锂电池、自动控制等相关放电参数ꎬ达到与其它能源或输出设备的最优匹技术的发展ꎬ电力推进技术取得了较大进展ꎬ已经配ꎮ目前ꎬ国内外对电动飞机电池组充放电性能能够满足轻小型飞机的基本使用要求ꎮ电动飞机的研究工作还比较少ꎬ相关理论框架尚未完善ꎮ也再次进入人们的视野ꎬ目前已有Ｅ－Ｆａｎ、ＥＳＡ、我们以某

8、轻型电动飞机作为试验对象ꎬ参照电动Ｃｅｓｓｎａ１７２、ＥｌｅｋｔｒａＯｎｅ等数１０款电动载人飞机飞机适航标准对飞机电池组进行了一系列充放电[４][１５－１９]试验研制成功ꎮ与欧美国家相比ꎬ我国在电动实验和数