摘要
EVTOL作为通用航空重要发展方向之一，动力系统当前面临短时功率密度和长时能量密度难以协同的矛盾。本文针对eVTOL短时大功率和长时平稳功率的工况需求，采用了氢燃料电池与超级电容的混合动力方案，搭建了氢燃料电池和超级电容的等效电路模型，设计了基于MATLAB的混合动力系统模型及主体结构，进行氢电eVTOL混合动力能量管理仿真，结果表明本文提出的氢电混合动力系统，搭配模糊控制算法，优化了eVTOL功率密度和能量密度的协调输出，达到了“削峰填谷”的目的。 本文首先阐述了氢燃料电池混合动力系统的研究背景和应用前景，详细分析了目前国内外能量管理策略的发展现状以及主要研究方法，针对特定工况下的功率需求，提出了本文的主要研究内容。在此基础上，结合氢电eVTOL现实工况，进行混合动力能量管理系统的理论分析，主要针对氢燃料电池、超级电容、DC/DC转换器进行原理分析、参数计算及绘制等效模型图，设计合适的超级电容充放电参数和超级电容容量。 其次，针对氢电eVTOL混合动力能量管理系统进行数学建模。基于氢燃料电池和超级电容器经典RC模型进行数学建模，并通过工况分析所得参数，与DC/DC转换器、直流电机组成一套混合能量系统，搭建MATLAB/Simulink模型，基于此模型加入模糊控制算法，进行混合动力仿真和能量管理策略研究，并进行氢电eVTOL混合动力系统模型设计和软件编写。 最后，为验证氢电eVTOL混合动力能量管理模型的效率及性能，以及模糊控制策略模型的有效性和可行性，本文基于MATLAB/ADVISOR混合动力仿真平台，将氢燃料电池和超级电容混合动力能量管理系统的仿真模型进行模型设计，对氢电eVTOL混合动力能量管理策略进行了仿真验证，对模型进行了性能分析符合工况需求。
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