作品详情

大赛登录

大赛注册

当前位置：首页大赛首页 “翱翔新境”新能源飞行汽车与航空器的跨时代动力系统创新设计

大赛简介

大赛作品

大赛动态

联系我们

联系人：王秀秀

电话：010 -66083178

网址：www.qxwq.org.cn　

地址：北京市西城区广安门

内广义街5号广益大厦

大赛作品详情

作品名称：“翱翔新境”新能源飞行汽车与航空器的跨时代动力系统创新设计
学校名称：山东科技大学交通学院
参赛队伍：氢尽全力
队伍编号：220416
参赛学生：丁禹翔刘丽苏子康刘晧林
指导老师：赵子亮刘丹
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
请在微信端进行投票。点此扫描二维码。

详细说明

本项目聚焦飞行汽车电安全与低空续航核心痛点，以燃料电池为主要动力源，结合高能量密度固态动力电池构建混合动力系统，通过故障诊断、故障恢复、气路设计三大维度创新，实现 “更安全、飞得更远” 的核心目标，适配嘉兴应急救援等真实应用场景。

一、核心技术设计

1. 电安全保障：三维故障诊断体系

飞行器端与云端传感器诊断：基于随机森林算法，利用全传感器数据构建黑盒模型，通过 RMSE 残差识别故障，适配所有传感器类型。

外磁场测量诊断：依托氢饥饿双电池机制，通过阴阳极磁场差值（双电池系数）精准判别故障。

三维阻抗场超曲面诊断：创新阻抗场与阻抗密度概念，经 ResNet-50 识别，故障诊断正确率达 99.8%。

2. 故障快速恢复策略

电堆故障恢复：通过切换气体支路，实现入口 / 出口 / 双路供氢，缓解氢饥饿、水淹、铂催化剂降解等问题。

空压机故障恢复：双空压机串联 + EGR 废气循环，解决喘振、氧饥饿，延长设备寿命，通过 Q-Learning 实现无模型控制。

3. 续航能力提升方案

气路创新设计：氢气路采用循环泵与引射器串并联切换，覆盖全功率工况；空气路通过废气循环精准调控湿度。

动力电池选型：选用高镍三元（NCM）电池，能量密度达 320Wh/kg，支持低温自加热，适配高空环境。

性能预测：基于 MRMR 算法降维 + 装袋树集成学习，构建高精准性能预测模型，RMSE 低至 0.0027759。

二、核心创新点

多维度故障诊断体系，实现 “全覆盖、高精准” 安全防护；

气路动态切换与双空压机控制，构建高效故障恢复机制；

串并联气路 + 混合动力设计，突破低空续航瓶颈；

数据驱动与物理模型结合，兼顾预测精度与工程实用性。

三、成果支撑

发明专利：5 项授权（含氢气路、空气路、故障诊断等核心技术）；

学术成果：3 篇论文（含世界内燃机大会、Advances in Mechanical Engineering 等）；

性能验证：经短堆与单体电池实验，故障识别准确率≥99%，续航适配低空复杂工况。

四、应用价值

可直接应用于应急救援、低空通勤等场景，为飞行汽车适航性提供核心技术支撑，推动路空一体交通产业化落地。