全电飞机\eVTOL 全电飞机\eVTOL
全电飞机

全电飞机/eVTOL技术是航空工业应对气候变化、追求可持续发展的战略性方向,其核心在于以高能量密度的锂电池、高效电机和电推进系统完全替代传统的化石燃料动力。以NASA X-57 Maxwell为例,首次在飞机上集成并验证了隔离式双向功率转换、分布式电推进(DEP)的供电架构等尖端技术,证明了复杂多电压层级、全电架构的可行性,彻底改变了传统飞机的设计理念,引领了航空动力系统的革命,为未来电航空奠定了工程基础。

系统框图

远宽提出面向先进航空电气应用的全电飞机/eVTOL硬件在环测试平台。该平台利用FPGA强大的并行仿真能力,将2台巡航电动机PMSM、12台升力电动机BLDC、2台LLC谐振变换器、2台DAB变换器全部运行在FPGA上,电池包和航电负载运行在CPU上,实现对全电飞机/eVTOL中电推进系统高保真、高精度建模,为后续对各控制系统的精细化测试提供基础保障。
通过硬件在环平台物理IO接口、专业工业通信可以将BMS主控器、飞行控制系统、高频DC-DC控制器、电驱控制器等控制系统作为真实硬件接入闭环,构建一个安全、经济、完整的虚拟全电飞机电气系统,加速控制策略验证与系统集成。

系统框图
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全新电力超算平台
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技术特点
高精度电机与变换器模型
高精度电机与变换器模型

支持包括PMSM(含变参数与Ansys有限元模型)、BLDC、双三相永磁同步电机在内的多种高精度电机模型,支持多电机实时仿真;具备纳秒级电力电子变换器仿真能力(如DAB、LLC及逆变器),满足SiC等高频功率器件的测试需求。

开放式电池模型
开放式电池模型

支持用户自定义电池模型,精准模拟动态响应、SOC估算与热效应,并可耦合氢燃料电池、超级电容等新能源组件,构建混合供电系统测试环境。

全面的BMS测试能力
全面的BMS测试能力

提供完整的BMS测试方案,可模拟电池的各种工况和极端情况,对SOC\SOH等状态估算算法、各类电池保护等功能测试,快速实现BMS新技术集成与验证。

动态可重构测试架构
动态可重构测试架构

平台软件架构灵活,可根据不同的测试需求,动态调整仿真模型与硬件IO的配置,支持从电驱系统、DCDC变换器、BMS单系统测试到全系统集成验证,显著提升测试效率与覆盖率。

测试内容
  • 01地面启动测试
  • 02起飞爬升测试
  • 03巡航阶段测试
  • 04下降阶段测试
地面启动测试
地面启动测试

此时由12台直流无刷电机低速运行增加飞机升力,巡航电机保持待机状态,电池提供12kW,用于航电系统和电机自检。

起飞爬升测试
起飞爬升测试

此时两台巡航电机PMSM输出80kW峰值功率,转速达到2500rpm,12台直流无刷电机全功率运行(15kW×12),转速达到3000rpm,电池短时放电260kW。

巡航阶段测试
巡航阶段测试

此时两台巡航电机PMSM输出60kW峰值功率,12台分布式升力电机停转,电池提供120kW。

下降阶段测试
下降阶段测试

此时主巡航电机逐渐停转,主巡航电机与分布式升力电机转速与功率均减小至0。

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