前言

随着世界范围内能源危机和环境保护问题日趋严重，新能源装备的研发和应用已经成为先进装备的重要发展方向。飞行器作为能源消耗和碳排放大户，对新能源的需求更是十分紧迫。太阳能、氢能等绿色能源因其具有储量大、效率高、无排放、无污染等优势，日益受到世界各国的重视，以太阳能和氢能等为主要能源的新能源飞行器已经成为研究热点。

自2009年起，本书作者开始了新能源飞行器相关技术的探索研究工作，在理论方法和试验验证等方面取得了丰富的研究成果，积累了大量的实践经验。在研究过程中，充分认识到了新能源飞行器总体设计与能源管理与控制的深度耦合特点，并深深体会到将理论与实践相结合的重要性。为了满足该领域人才培养需求，本书作者于2015年、2019年将科研成果先后转化成了实践训练通识课程“绿色能源飞行器总体设计”和“新能源飞行器能源管理与控制”，研制了“新能源飞行器能源管理与控制教学实验平台”，并自编讲义和实验指导书，用于教学实践。经过几年的应用与实践，以及不断地修改和完善，最终形成了本书。

本书分为7章。第1章以新能源飞行器为对象，介绍了新能源飞行器的发展情况及其主要特点，给出了新能源飞行器能源管理与控制的意义和目的。第2章介绍了新能源飞行器的主要能源形式，给出了能源与动力系统的组成及典型拓扑结构，研究了飞行任务与能源系统的耦合关系，在此基础上，提出了三层次架构的新能源飞行器能源管理与控制框架，即单独电池层、混合能源层、飞行任务层。第3章介绍了实验平台组成与功能，给出了主要设备的认知实验。第4～7章，层层递进对能源原理特性和管理控制的理论方法进行介绍，并设计了相关实验内容，主要包括锂离子电池、太阳能电池、氢燃料电池等三种常用电池的基本原理与特性及测试实验、单独电池的管理与控制方法及实验、混合能源的管理与控制方法及实验、面向飞行任务的能源管理与控制方法及实验等。本书可作为新能源飞行器能源管理与控制、绿色能源飞行器总体设计等相关课程的教材以及实验指导书，也可供从事新能源飞行器工程研制和理论研究的工程技术人员以及研究人员阅读参考，还可以作为其他新能源装备理论研究和工程研制的参考书。

本书作者在长期的科研工作和教学实践过程中，得到了课题组同事和学生们的支持和帮助，在此感谢他们为研究方法的积累、实验系统的建设等做出的贡献。在本书的撰写过程中，还参阅了大量文献资料，在此向相关作者表示感谢。

限于笔者水平，书中难免有疏漏不足之处，恳请各位读者批评指正！

2023年7月