携手名校｜航空油电混合电源管理验证平台的技术攻坚与场景化突破

在航空领域，混合动力系统的电源管理对油电混合推进技术至关重要。它能优化能源分配，提升航空器性能和经济性，减少环境影响。例如，在起飞和爬升阶段，电池可辅助燃油发动机提供额外推力；在巡航阶段，发动机可为电池充电。这种灵活分配方式提高了能源利用效率，降低了燃油消耗。

新时达与国内985大学联合开发的油电混合分布式推进系统验证平台，可验证电源管理策略，模拟不同工况下的能量流动，并研究正常、极限及故障状态下的电源管理，为航空油电混合推进技术研发提供了关键测试支持，新时达提供完整功率单元及控制方案。

直面技术挑战

平台需可以应对以下典型工况的能量流控制：

挑战1：多动力源柔性组网与功率动态分配

需实现动力电池、发电机、电网等多电源在同一直流母线（DC-BUS1）下的协同供电，涉及不同电源的电压匹配、功率分配及动态切换。

挑战2：极端工况下的电源稳定性控制

如电池充放电状态快速切换、发电机 / 电动机100% 负载突减时，需防止直流母线电压骤升 / 骤降导致系统崩溃。

挑战3：高频动态响应与能量流精准控制

航空动力系统需模拟飞行中高频的工况变化（如起降、变载荷），要求电源管理系统具备微秒级响应速度，避免能量流中断或滞后导致的动力中断。

挑战4：复杂电磁环境下的低谐波与高可靠性

多电力电子设备同时运行时，易产生谐波干扰，需满足航空级电磁兼容性（EMC）要求；系统需在 - 10℃~+50℃宽温、高湿（95% RH）及振动环境（3.5m/s²）下长期稳定运行，对硬件可靠性提出极高要求。

挑战5：多系统协同控制与跨平台通讯集成

平台涉及电池 BMS、原动机控制器、负载模拟器、上位机等多子系统，需实现跨协议通讯与同步控制。

客户价值

新时达变频驱动解决方案精准高效地攻克了核心难题，为客户持续创造价值。

攻克航空动力核心技术

新时达与国内顶尖高校携手，针对航空领域油电混合分布式推进系统研发需求，打造全场景验证平台，助力解决混合动力电源管理 “卡脖子” 问题。

依托高校科研实力与企业工程化经验，实现 “理论研究 — 技术验证 — 工程落地” 全链条打通。

五大典型工况全覆盖，模拟真实飞行场景

工况模拟能力：

• 纯电模式（电池独立供电≥2 分钟）

• 发电机单供 / 多源协同供电（支持 200kW 负载输出）

• 充放电双向控制（充电功率最高 50kW，放电功率 190kW）

还原航空动力系统在起飞、巡航、故障等全生命周期场景，验证电源平滑切换、能量流优化等关键策略。

高性能硬件配置，定义行业测试标准

功率单元创新：

• 双向 DC/DC 斩波技术：支持 300-800V 宽电压范围，能量双向流动效率达 95%，适配航空电池（360V 额定电压，280-430V 波动范围）。

• AFE 有源整流 + PWM 整流组合：THDI＜5%，功率因数＞0.99，实现电网电能高效利用与低谐波污染。

• 智能制动单元：200kW 峰值制动功率，10 秒内吸收突减负载能量，防止母线过压损伤。

控制核心：采用PROD15007A 高性能控制板卡，支持多模式通讯（RS485/CAN/Profinet）与微秒级响应，实现多单元协同控制与故障快速处理。

硬核数据支撑，验证效果一目了然

能量传递效率：

• 原动机→发电机：94.8%

• 功率变换器→直流母线：90%

• 电池→直流母线：95%

动态响应能力：

• 电压调整率：稳态 ±10%，过渡态 ±30%

• 负载突减响应：20ms 内完成功率调度，制动单元 10 秒内稳定系统

模块化设计+ 全场景适配

灵活拓展性：AS700 系列功率单元采用标准化模块，支持 8 单元并联，可快速适配不同功率等级的无人机、电动航空器测试需求。

行业前瞻性：覆盖正常 / 极限 / 故障状态三重电源管理策略研究，为航空混动系统应对极端工况提供解决方案，助力低碳航空技术落地。

每一次技术挑战的应对，都是我们深化解决方案、锤炼服务能力的契机；我们不仅精准高效地解决了核心难题，更将挑战转化为契机，为客户持续交付了以下卓越价值：

系统架构与核心配置

测试平台包含如下子模块：化学储能电池、永磁同步发电机、原动机、负载电动机、各种电能变换单元及高性能控制单元等。

原动机模拟装置：

采用 330kW 变频调速永磁同步电动机，模拟发动机转速与转矩输出。

负载模拟装置：

配备 200kW 三相永磁同步发电机，模拟不同负载工况。

电能变换单元：

包括 AFE（有源整流）、PWM 整流、DC/DC 斩波、INV（逆变器）及制动单元，实现交直流电能转换、电压调节及能量回馈。

控制单元：

采用高性能控制板卡 PROD15007A，支持多模式通讯及复杂逻辑控制，实现对各功率单元的协同调度。

上位机软件：

• 提供五种典型工作模式及自动切换逻辑；

• 通过动态拓扑图实时可视化能量流动路径；

• 集成变频器、PWM整流、DC/DC、制动单元运行状态监测与三色指示灯报警；

• 同步显示电机、发电机转速/扭矩及直流母线电压等关键参数；

• 深度接入电池管理系统，实时监控电池组SOC/SOH及单体电压均衡性；

• 采用模块化界面设计，增设翻页功能预留扩展接口，支持后期功能迭代升级。

储能电池：

360V 额定电压，支持 280-430V 宽幅波动。

凭借其先进的技术和灵活的架构，未来，该平台可进一步拓展至无人机、电动航空器等领域，这不仅能够为这些新兴航空领域提供精准、高效的动力测试解决方案，助力相关技术的快速迭代和优化，还能在更宏观的层面推动整个航空产业朝着低碳化、电气化的方向加速转型，为实现绿色航空的长远目标贡献关键力量，引领航空产业迈向更加环保、可持续的未来。