39航空动力IAerospacePower2023年第1期技术┃TechnologyDesignandIntegratedVerificationofFuel-ElectricHybridPowerSystem航空油电混合动力系统设计及试验■梅庆金海良申余兵/中国航发动研所全电推进技术是实现航空业脱碳减排的重要技术路线，是实现绿色航空愿景的前沿技术方向，而油电混合动力系统则是未来全电推进的过渡路线。中国航发动研所依托多年的技术积累，联合业内的飞机、电机和电控相关优势单位，开展了多型混合动力系统的设计与试验研究。习近平总书记在2015年巴黎气候大会、2020年联合国大会等重要场合多次重申了中国2030碳达峰和2060碳中和的目标，这对国内的航空碳排放提出了更高的要求。现有燃油动力技术改进已无法满足减排政策的要求，必须采用革命性技术。全电推进是实现航空零排放的终极目标，预测电池能量密度在未来30年内几乎不可能取得突破性进展，仅适合城市垂直起降通勤飞行器开发和轻型通航飞机的改装，无法适用于更大起飞重量的飞行器。油电混合动力系统作为飞机从燃油时代跨越至全电时代的过渡方案，结合飞机分布式推进布局，在保证航空运力的基础上，可大幅降低燃油消耗。中国航发动研所目前有在役和在研的80～8000kW级多型涡轴、涡桨发动机和辅助动力装置（APU），功率谱系齐全，依托多年的技术积累，联合业内的飞机、电机和电控相关优势单位，开展了多型混合动力系统的设计与试验研究。80kW级混合动力系统2020年3月，中国航发动研所在相关预研项目支持下，开展了80kW级串联式油电混合动力系统研制。研制分为方案阶段和工程研制阶段。方案阶段主要开展方案论证、子系统选型等工作，并与飞机方协调确定动力舱布局、功率匹配、质心配平、飞行控制和发动机控制系统接口改装等事项，根据研制需要开展电气系统、动力舱设计等，对动力舱安装架进行振动、强度计算和校核。工程研制阶段按照子系统地面试验—整机台架试验—飞行前摸底试验—飞行试验的验证路径开展集成验证。系统组成80kW级油电混合动力系统研究立足现有技术基础，系统集成尽量采用货架产品，并基于成熟的飞行平台进行适应性改装，主要目的是验证系统集成关键技术。混合动力系统采用串联式架构，系统由发电、储能、能源分配和电推进等子系统组成。其中，发电子系统包括燃气涡轮发动机、发电机和发电机控制器；储能子系统包括动力电池和电池管理系统（BMS）；双向直流/直流作为能源分配子系统的重要部分，负责对电推进子系统、80kW级混合动力系统装SA60L飞机进...
