2.2.1 能源与动力系统组成及功能
能源与动力系统是新能源飞行器的重要组成部分，包含动力电源和动力装置两部分。
动力电源主要采用锂电池、太阳能电池、氢燃料电池等，并配以相应的控制器，如锂电池管理系统（battery management system，BMS）、最大功率点跟踪器（maximum power point tracker，MPPT）、氢燃料电池编程可控稳压DC／DC模块、能源管理系统（energy management system，EMS）等，其功能主要是为飞行器提供飞行所需的能量。
动力装置由电子调速器、电动机、减速机构、螺旋桨等组成，其主要功能是为飞行器提供飞行所需的动力。其中，电子调速器用于调节电动机的转速；电动机驱动减速机构，带动螺旋桨旋转产生驱动力；减速机构用以匹配高速电动机和高扭矩、低转速特点的螺旋桨，以提高动力系统效率，若电动机与螺旋桨匹配良好，也可不用减速机构。
新能源飞行器常用的能源与动力系统主要有锂电池动力系统、太阳能电池动力系统、氢燃料电池动力系统，以及多种能源混合的能源动力系统等。锂电池因其较高的比功率特点，可以单独为动力装置供电。太阳能电池和氢燃料电池也可以单独为动力装置供电，但考虑到太阳能电池的发电功率受光照条件影响较大，且无储能的能力，因此太阳能电池动力系统多与可循环充放电的锂电池配合使用。对于氢燃料电池，考虑到其电压特性较软，大幅快速加载时电压下降幅度较大，且动态响应略缓，因此也常将其与锂电池配合使用。
在飞行器能源与动力系统的能量传递过程中，会存在能量损失，一般以能量传递效率表示，如图2-2所示。能量损失主要包括电源功率损失、电子调速器功率损失、电动机功率损失、螺旋桨功率损失及线路功率损失等，其中，线路功率损失占比相对较小，不考虑在内。
图2-2 常见能源与动力系统的能量传递效率
（a）锂电池动力系统；（b）太阳能电池动力系统；（b）氢燃料电池动力系统
为了提高动力系统传递效率，可以采取以下技术途径：
（1）对于电源功率损失，可从两方面考虑：一方面，通过新技术开发来提高电池自身的能量转化效率，例如，随着太阳能电池技术的发展，目前已将可工程化应用的太阳能电池转换效率提高到30％以上，但成本相对较高；另一方面，通过合理的动力系统设计及混合能源管理，进行能源最优化输出控制，以达到充分利用能源的目的。
（2）对于动力输出部分（即电子调速器、电动机、螺旋桨等）的功率损失，需要对该部分进行合理匹配，保证在巡航状态下各个部件均在其额定功率范围内工作，则可降低其功率损耗。