eVTOL飛行器的動(dòng)力系統(tǒng)與能源管理解析

摘要：eVTOL飛行器以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)城市交通中具有廣闊的應(yīng)用前景，但其動(dòng)力系統(tǒng)與能源管理的高效實(shí)現(xiàn)仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。文章系統(tǒng)地分析eVTOL飛行器的動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成和能源管理策略，重點(diǎn)探討了電動(dòng)機(jī)、電池、混合動(dòng)力、燃料電池等關(guān)鍵技術(shù)以及能量回收、能量?jī)?yōu)化、熱管理、控制策略等能源管理方法。通過(guò)綜合分析和討論，文章提出了一套兼顧高效、可靠、經(jīng)濟(jì)的eVTOL飛行器動(dòng)力與能源系統(tǒng)解決方案，為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：eVTOL飛行器；動(dòng)力系統(tǒng)；能源管理

中圖分類號(hào)：V275

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著科技發(fā)展，城市空中交通概念成真，電動(dòng)垂直起降（electric Vertical Take-off and Landing，eVTOL）飛行器因高效、環(huán)保、低噪等有望解決城市交通、物流、救援問(wèn)題，但其廣泛應(yīng)用面臨動(dòng)力系統(tǒng)和能源管理的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)，如何提高各部件的性能并實(shí)現(xiàn)它們之間的高效協(xié)同工作是一個(gè)重要的研究方向；在能源管理方面，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)能量需求、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)化控制以及建立可靠的能源管理策略也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。雖有進(jìn)展，但集成優(yōu)化和精細(xì)控制仍有問(wèn)題。深入研究其動(dòng)力與能源管理，不僅推動(dòng)技術(shù)應(yīng)用，也支持城市交通變革。本文將系統(tǒng)地分析 eVTOL 飛行器的動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理，探討能源管理的關(guān)鍵技術(shù)和策略并對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，為相關(guān)領(lǐng)域的研究和工程實(shí)踐提供有益的參考。

1 eVTOL飛行器概述

eVTOL飛行器是一種融合了電力推進(jìn)^［1］、自動(dòng)駕駛、垂直起降等先進(jìn)技術(shù)的新型航空器，有望在城市交通、應(yīng)急救援、物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為未來(lái)空中交通的重要組成部分。eVTOL飛行器的核心是高效可靠的動(dòng)力系統(tǒng)和智能高效的能源管理方案。動(dòng)力系統(tǒng)涉及電機(jī)、電池、混合動(dòng)力、燃料電池等多種技術(shù)形式，能源管理則包括能量回收、優(yōu)化配置、熱管理、控制策略等多個(gè)層面。探究eVTOL飛行器的動(dòng)力系統(tǒng)與能源管理，對(duì)于提升其安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性，加速其商業(yè)化進(jìn)程具有十分重要的意義。

1.1 eVTOL的定義與特點(diǎn)

eVTOL飛行器是指采用電力驅(qū)動(dòng)、具備垂直起降能力的新型飛行器。這種飛行器通過(guò)多個(gè)電動(dòng)旋翼或傾轉(zhuǎn)旋翼提供升力和推力，實(shí)現(xiàn)垂直起飛、懸停以及垂直降落等飛行模式，同時(shí)在巡航階段通過(guò)機(jī)翼產(chǎn)生升力，從而大幅提升飛行效率。eVTOL飛行器與傳統(tǒng)直升機(jī)相比，具有噪聲低、污染小、運(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)點(diǎn)，代表了未來(lái)城市空中交通的發(fā)展方向。

1.2 eVTOL的應(yīng)用前景與挑戰(zhàn)

eVTOL飛行器憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在城市空中交通、應(yīng)急救援、物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在城市空中交通方面，eVTOL飛行器可作為空中出租車(chē)，提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的出行服務(wù)，緩解地面交通擁堵問(wèn)題并為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供便捷的交通連接。在應(yīng)急救援領(lǐng)域，eVTOL飛行器可快速到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，執(zhí)行醫(yī)療急救、火災(zāi)撲救等任務(wù)，提高救援效率。在物流運(yùn)輸方面，eVTOL飛行器可用于“最后一公里”配送，實(shí)現(xiàn)高效、靈活的配送服務(wù)。然而，eVTOL飛行器的發(fā)展也面臨諸多挑戰(zhàn)，如電池能量密度限制、空域管理問(wèn)題、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，為充分發(fā)揮eVTOL飛行器的潛力，須要在技術(shù)研發(fā)、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)制定、運(yùn)營(yíng)管理等方面開(kāi)展深入工作，推動(dòng)eVTOL產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

2 eVTOL飛行器的動(dòng)力系統(tǒng)

2.1 電動(dòng)機(jī)

2.1.1 電機(jī)類型與選型

eVTOL飛行器的電動(dòng)機(jī)選型須要綜合考慮功率密度、效率、可靠性等因素，常見(jiàn)的電機(jī)類型包括永磁同步電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等。永磁同步電機(jī)具有功率密度高、效率高、轉(zhuǎn)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，是eVTOL飛行器的主流選擇；開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)則以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、耐高溫等特點(diǎn)著稱，在某些應(yīng)用場(chǎng)景下也有一定優(yōu)勢(shì)。電機(jī)選型時(shí)須要根據(jù)飛行器的任務(wù)需求、載重量、飛行時(shí)間等因素，權(quán)衡電機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，選擇最優(yōu)的電機(jī)類型與規(guī)格。

2.1.2 電機(jī)控制策略

電機(jī)控制策略的設(shè)計(jì)須要綜合考慮電機(jī)特性、飛行工況、能源優(yōu)化等因素。常用的電機(jī)控制策略包括矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。矢量控制通過(guò)解耦電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的精確控制，適用于高動(dòng)態(tài)性能要求的場(chǎng)合；直接轉(zhuǎn)矩控制則通過(guò)直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁通^［1］，降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜度，在動(dòng)態(tài)響應(yīng)和魯棒性方面具有優(yōu)勢(shì)。

2.2 電池系統(tǒng)

2.2.1 電池類型與特性比較

目前，應(yīng)用于eVTOL飛行器的電池主要包括鋰離子電池、固態(tài)電池等。鋰離子^［2］電池以其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)成為主流選擇，但在安全性、低溫性能方面還有待提高；固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)，具有更高的安全性和能量密度，但目前成本較高，商業(yè)化進(jìn)程相對(duì)較慢。選擇電池類型時(shí)，須要綜合考慮能量密度、功率密度、安全性、成本等因素并針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景選擇最優(yōu)方案。

2.2.2 電池組設(shè)計(jì)與優(yōu)化

電池組設(shè)計(jì)須要在滿足系統(tǒng)功率、能量需求的同時(shí)，兼顧電池組的輕量化、緊湊性等要求。電池組設(shè)計(jì)須要綜合考慮電芯選型、串并聯(lián)拓?fù)洹C(jī)械結(jié)構(gòu)等因素，通過(guò)合理的電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電池組性能的最優(yōu)化。電池組還須要配備完善的電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，確保電池組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在電池組優(yōu)化方面，可以通過(guò)優(yōu)化能量配置、均衡管理等策略，提升電池組的能量利用效率和循環(huán)壽命。先進(jìn)的電池組設(shè)計(jì)還可以采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的理念，提高電池組的通用性和可維護(hù)性，降低系統(tǒng)成本。

2.3 混合動(dòng)力系統(tǒng)

2.3.1 混合動(dòng)力方案分析

盡管純電動(dòng)eVTOL飛行器具有諸多優(yōu)勢(shì)，但受限于當(dāng)前電池技術(shù)水平，其續(xù)航時(shí)間和載重能力還難以滿足長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)需求。混合動(dòng)力系統(tǒng)通過(guò)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電池^［1］等組件的協(xié)同工作，兼具電力推進(jìn)的低排放、低噪音優(yōu)勢(shì)以及燃油動(dòng)力的高能量密度、長(zhǎng)續(xù)航優(yōu)勢(shì)?；旌蟿?dòng)力方案可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式等不同架構(gòu)，各有優(yōu)劣，方案選擇須要綜合考慮飛行器的任務(wù)需求、動(dòng)力系統(tǒng)效率、重量分布等因素，權(quán)衡各方案的性能和經(jīng)濟(jì)性，選擇最優(yōu)架構(gòu)。

2.3.2 混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理

能量管理策略須要綜合考慮飛行器的工作狀態(tài)、動(dòng)力需求、能源存儲(chǔ)狀態(tài)等因素，合理調(diào)配各個(gè)動(dòng)力源的功率分配，優(yōu)化系統(tǒng)的工作。常用的能量管理策略包括規(guī)則基礎(chǔ)控制、等效消耗極小策略等，先進(jìn)的能量管理策略還可以引入智能優(yōu)化算法，如模型預(yù)測(cè)控制、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等，實(shí)現(xiàn)能量管理策略的自適應(yīng)優(yōu)化。同時(shí)，能量管理策略還須要與飛行控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

2.4 氫燃料電池系統(tǒng)

2.4.1 燃料電池工作原理

氫燃料電池是一種將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，因其高效、清潔、可再生等特點(diǎn)，在eVTOL飛行器動(dòng)力系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。燃料電池的工作原理是氫氣和氧氣在電催化劑的作用下，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成水和電能，其中，氫氣在陽(yáng)極催化劑的作用下，釋放出電子和質(zhì)子；電子通過(guò)外電路到達(dá)陰極，驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作；質(zhì)子則通過(guò)電解質(zhì)膜到達(dá)陰極，與電子和氧氣反應(yīng)生成水。燃料電池可以實(shí)現(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)化，且反應(yīng)過(guò)程只生成水，無(wú)污染排放。但燃料電池存在成本高、氫氣存儲(chǔ)難等問(wèn)題，目前在eVTOL飛行器中的應(yīng)用還處于起步階段，須要攻克關(guān)鍵技術(shù)難題。

2.4.2 燃料電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)

氫燃料電池系統(tǒng)在eVTOL飛行器中的應(yīng)用，須要綜合考慮燃料電池堆的選型、氫氣存儲(chǔ)和供給、熱管理、水管理等因素，進(jìn)行系統(tǒng)層面的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。燃料電池堆的選型須要權(quán)衡功率密度、能量轉(zhuǎn)換效率、成本等因素，目前質(zhì)子交換膜燃料電池因其啟動(dòng)快、工作溫度低等特點(diǎn)，成為eVTOL飛行器的主要選擇。氫氣存儲(chǔ)和供給系統(tǒng)須要兼顧儲(chǔ)氫密度、供氫動(dòng)態(tài)特性、安全性等要求，目前高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是主要方式，但液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫等新技術(shù)也在不斷發(fā)展。燃料電池系統(tǒng)的熱管理和水管理也是影響其性能和可靠性的關(guān)鍵因素，須要合理設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)等，確保燃料電池在最優(yōu)環(huán)境下工作。

3 eVTOL飛行器能源管理策略

3.1 能量回收技術(shù)

3.1.1 制動(dòng)能量回收

eVTOL飛行器在下降和著陸階段，旋翼的快速制動(dòng)會(huì)釋放出大量的動(dòng)能，如果不加以利用，這部分能量就會(huì)以熱能的形式耗散掉，造成能源浪費(fèi)。制動(dòng)能量回收技術(shù)通過(guò)在旋翼上安裝發(fā)電機(jī)或者將電機(jī)改為發(fā)電模式，將旋翼制動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，存儲(chǔ)在電池中，供后續(xù)飛行使用。該技術(shù)可以顯著提升eVTOL飛行器的能源利用效率，延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間。

3.1.2 減速能量回收

eVTOL飛行器在巡航狀態(tài)下，通過(guò)調(diào)節(jié)旋翼槳距，改變飛行器的迎風(fēng)面積，可以實(shí)現(xiàn)類似于固定翼飛機(jī)的滑翔飛行，減少動(dòng)力需求。在這個(gè)過(guò)程中，飛行器的動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，勢(shì)能則可以在后續(xù)爬升階段被重新利用，從而達(dá)到節(jié)能的目的。這種利用飛行器下降過(guò)程中的勢(shì)能進(jìn)行能量回收的方法，稱為減速能量回收。該技術(shù)可以通過(guò)優(yōu)化飛行軌跡和能量管理策略，在保證飛行任務(wù)完成的同時(shí)，最大限度地減少能量消耗，但減速能量回收對(duì)飛行器的航跡規(guī)劃和控制提出了更高的要求，須要綜合考慮任務(wù)約束、空域限制、天氣條件等因素，平衡飛行性能和能效水平。

3.2 能量?jī)?yōu)化配置

3.2.1 能源系統(tǒng)建模

eVTOL飛行器能源系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的多能源、多變量耦合系統(tǒng)，包含電池、電機(jī)、逆變器、燃料電池等多個(gè)子系統(tǒng)，能源流動(dòng)和轉(zhuǎn)換過(guò)程復(fù)雜。為實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和管理，須要建立準(zhǔn)確的能源系統(tǒng)模型，描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)行為。能源系統(tǒng)建?？梢圆捎枚喾N方法，如基于物理的建模、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建模等?；谖锢淼慕８鶕?jù)系統(tǒng)的物理機(jī)理，建立反映系統(tǒng)功率流、效率特性的數(shù)學(xué)模型;數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建模則通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)等手段，從歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中提取系統(tǒng)特征，生成相應(yīng)的模型。

3.2.2 能源優(yōu)化算法

在能源系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，須要運(yùn)用優(yōu)化算法，在滿足飛行器任務(wù)約束的同時(shí)，求解能源系統(tǒng)的最優(yōu)工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)能源利用效率的最大化，常用的能源優(yōu)化算法包括凸優(yōu)化、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、智能優(yōu)化等。凸優(yōu)化通過(guò)凸近似的方法，將能源優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問(wèn)題求解，以獲得全局最優(yōu)解，但往往須要較高的計(jì)算資源。動(dòng)態(tài)規(guī)劃通過(guò)將優(yōu)化問(wèn)題分解為階段子問(wèn)題，利用最優(yōu)子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，高效地獲得全局最優(yōu)解，但動(dòng)態(tài)規(guī)劃求解維度受限，難以應(yīng)用于高維優(yōu)化問(wèn)題。智能優(yōu)化算法，如遺傳算法、粒子群算法等，通過(guò)模擬自然界的智能行為，實(shí)現(xiàn)全局搜索能力，在解決高維、非線性優(yōu)化問(wèn)題方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

3.3 熱管理系統(tǒng)

3.3.1 熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

eVTOL飛行器的電池、電機(jī)、逆變器等部件在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，如果不能及時(shí)有效地散熱，會(huì)導(dǎo)致部件性能衰減，甚至引發(fā)安全事故。熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)須要綜合考慮系統(tǒng)的熱源分布、冷卻介質(zhì)、換熱方式等因素，通過(guò)優(yōu)化冷卻系統(tǒng)布置，合理配置冷卻資源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效散熱。先進(jìn)的熱管理系統(tǒng)可以采用多元冷卻介質(zhì)，如空氣、液體、相變材料等，利用不同介質(zhì)的熱物性差異，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效低成本散熱。同時(shí)，熱管理系統(tǒng)還須要與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能集成，如利用冷卻液路實(shí)現(xiàn)電池包的均溫控制等，以提升系統(tǒng)的綜合性能。

3.3.2 主動(dòng)與被動(dòng)熱管理技術(shù)

熱管理系統(tǒng)可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式2大類。主動(dòng)式熱管理依靠外部能量輸入，通過(guò)風(fēng)扇、泵等部件實(shí)現(xiàn)冷卻劑的強(qiáng)制循環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制和高效的熱交換，但系統(tǒng)復(fù)雜度和能耗較高；被動(dòng)式熱管理則主要利用自然對(duì)流、輻射等機(jī)制實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，但散熱能力有限，難以應(yīng)對(duì)高熱流密度場(chǎng)景。先進(jìn)的eVTOL飛行器熱管理系統(tǒng)往往采用主被動(dòng)相結(jié)合的方式，合理配置冷板、熱管、相變材料等被動(dòng)式熱控部件，利用其高效導(dǎo)熱、高熱容的特性實(shí)現(xiàn)局部熱均衡；同時(shí)配以風(fēng)冷、液冷等主動(dòng)式手段，提升系統(tǒng)的熱傳輸能力，實(shí)現(xiàn)精確溫控。

3.4 能源管理控制策略

3.4.1 基于規(guī)則的控制策略

基于規(guī)則的控制是一種常見(jiàn)的能源管理策略，通過(guò)預(yù)先設(shè)定一系列邏輯規(guī)則，根據(jù)系統(tǒng)的工況狀態(tài)，采取相應(yīng)的控制措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源流動(dòng)的調(diào)控，如在電池電量低于閾值時(shí)，減小電機(jī)輸出功率；在電池溫度超過(guò)限值時(shí)，加大冷卻系統(tǒng)功率等。基于規(guī)則的控制簡(jiǎn)單可靠，易于工程實(shí)現(xiàn)，但面對(duì)復(fù)雜多變的飛行環(huán)境，難以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，因此，該方法往往與其他控制策略相結(jié)合，作為基礎(chǔ)控制手段，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)基于規(guī)則的控制策略須要全面考慮影響能源系統(tǒng)的關(guān)鍵因素，提取合理的控制規(guī)則并采用魯棒性設(shè)計(jì)，確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性。

3.4.2 基于優(yōu)化的控制策略

相比于基于規(guī)則的控制，基于優(yōu)化的控制采用更加系統(tǒng)的思路，將能源管理問(wèn)題建模為一個(gè)動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題并運(yùn)用優(yōu)化理論求解最優(yōu)控制策略，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)性的最大化?；趦?yōu)化的控制可分為全局優(yōu)化控制和實(shí)時(shí)優(yōu)化控制。全局優(yōu)化控制在飛行任務(wù)始發(fā)階段，根據(jù)飛行任務(wù)、環(huán)境條件等信息，求解全局最優(yōu)的能源管理策略并作為飛行過(guò)程的控制依據(jù)，但該方法未考慮飛行過(guò)程中的不確定因素，一旦實(shí)際工況偏離預(yù)設(shè)條件，最優(yōu)性難以保證。實(shí)時(shí)優(yōu)化控制則在飛行過(guò)程中，根據(jù)當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)更新優(yōu)化目標(biāo)并求解短時(shí)最優(yōu)控制策略。該方法可以快速響應(yīng)工況變化，具有更強(qiáng)的魯棒性，如圖1所示。但同時(shí)也對(duì)優(yōu)化算法的計(jì)算效率提出了更高要求。基于優(yōu)化的控制往往與模型預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制方法相結(jié)合，通過(guò)滾動(dòng)優(yōu)化的方式，在保證全局最優(yōu)性的同時(shí)，提升控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和魯棒性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，eVTOL飛行器的動(dòng)力系統(tǒng)與能源管理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及電機(jī)、電池、混合動(dòng)力、燃料電池等多種關(guān)鍵技術(shù)以及能量回收、能量?jī)?yōu)化配置、熱管理、控制策略等諸多能源管理手段。只有在動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和能源管理策略2個(gè)層面進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，協(xié)同設(shè)計(jì)與集成，才能真正實(shí)現(xiàn)eVTOL飛行器的高效、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。未來(lái)，還須要在動(dòng)力系統(tǒng)的輕

量化、高比功率方面以及能源管理的智能化、自適應(yīng)方面開(kāi)展進(jìn)一步攻關(guān)，為eVTOL飛行器早日成為未來(lái)空中交通的主力軍而不斷努力。

參考文獻(xiàn)

［1］鄧景輝.電動(dòng)垂直起降飛行器的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.航空學(xué)報(bào)，2024（5）：55-77.

［2］馬勁韜，張曙光，王明凱.鋰離子電池動(dòng)態(tài)特性對(duì)傾轉(zhuǎn)式eVTOL飛行性能的影響［J］.推進(jìn)技術(shù)，2024（3）：227-236.

［3］夏品奇，殷俊鋒，鄭志成，等.電動(dòng)垂直起降飛行器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望［J］.航空制造技術(shù)，2021（18）：40-47.

［4］王申，王睿智，丁燁.混合動(dòng)力eVTOL飛行器總體設(shè)計(jì)與優(yōu)化［J］.西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2022（2）：296-303.

［5］張澄宇，張子健，王磊.eVTOL飛行器動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2021（22）：4789-4798.

［6］劉杰，李博，王躍.電動(dòng)垂直起降飛行器用燃料電池系統(tǒng)熱管理研究［J］.航空動(dòng)力學(xué)報(bào)，2022（8）：1785-1794.

［7］夏曉鵬，王躍，李博.eVTOL飛行器動(dòng)力系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化管理研究現(xiàn)狀與展望［J］.自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2021（9）：1811-1825.

（編輯 王雪芬）

Analysis of eVTOL aircraft power system and energy management

HUA Chenyu

（Shenyang Aerospace University， Shenyang 110100， China）

Abstract：eVTOL aircraft has a wide application prospect in the future urban traffic because of its unique advantages， but its power system and energy management still face many technical challenges. In this paper， the power system structure and energy management strategy of eVTOL aircraft are systematically analyzed， and the key technologies such as electric motor， battery， hybrid power and fuel cell are emphatically discussed， and energy recovery， energy optimization， heat management， control strategies and other energy management methods. Through comprehensive analysis and discussion， a set of efficient， reliable and economical solutions for eVTOL aircraft power and energy system is put forward， which provides a reference for technical development in related fields.

Key words：eVTOL aircraft; power system; energy management