用于飞机的燃料电池应急电源系统技术方案

技术编号:18466750 阅读:24 留言:0更新日期:2018-07-18 16:24
一种用于产生应急电力的方法和系统(60),该系统包括:氢存储系统(62),其被配置成供应氢气;空气输送系统(64),其被配置成在预定温度下供应空气;以及燃料电池系统(66),其与氢存储系统和空气输送系统联接,并且被配置成在涉及所述氢气和所述空气在所述预定温度下的化学反应的功率输出下发电。

Fuel cell emergency power supply system for aircraft

A method and system (60) for generating emergency power, comprising: a hydrogen storage system (62), configured to supply hydrogen; an air transport system (64), configured to supply air at a predetermined temperature; and a fuel cell system (66), connected to a hydrogen storage system and an air transport system, and configured to be configured to be configured to be configured to be equipped with a hydrogen storage system and an air transport system. The power generation is generated by the power output of the chemical reaction involving the hydrogen and the air at the predetermined temperature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于飞机的燃料电池应急电源系统相关申请的交叉引用本申请要求2015年6月29日提交的美国临时专利申请第62/185894号的权益,该专利申请全文以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及燃料电池应急电源系统。专利技术背景氢可以是用于通过在发动机中燃烧或通过化学反应(例如在燃料电池中)将化学能转化为电能的方式产生可消耗能量的燃料。在前述示例中,氢燃料通常以气态供应。为了在这样的系统中长时间产生可消耗能量,大量的氢气和因此大量的势能(potentialenergy)可被储存以供消耗。燃料电池系统可以被用来为诸如飞行器的交通工具提供或补充电能系统。除了在各种飞行阶段(例如,起飞、巡航、降落)期间为系统供电之外,燃料电池系统还可以被配置成在短时间内或在紧急情况下为一组电气系统提供临时电能。
技术实现思路
在一个方面,一种应急电源系统包括:氢存储系统,其被配置成供应氢气;冲压空气进气口;空气输送系统,其被配置成在预定温度下从冲压空气进气口供应空气;以及燃料电池系统,其与氢存储系统和空气输送系统联接,并且被配置成在涉及所述氢气和所述空气在所述预定温度下的化学反应的功率输出下发电。在另一方面,一种飞行器包括:氢存储系统,其被配置成供应氢气;空气输送系统,其具有暴露于飞行器外部的空气流的冲压空气进气口,并且被配置成供应预定温度的空气;以及燃料电池应急电源系统,其与氢存储系统和空气输送系统联接,并且被配置成在涉及所述氢气和所述空气在所述预定温度下的化学反应的功率输出下发电。在又一方面,一种操作用于飞行器的燃料电池应急电源系统的方法,该方法包括:通过控制系统接收指示对应急电力的需求的需求信号;以及响应于接收所述需求信号,通过控制系统控制:启动向燃料电池系统的氢气的供应;启动在冲压空气进气口处接收的空气的供应并对在冲压空气进口处接收的空气加温,并且将加温的空气提供到燃料电池系统;以及由燃料电池系统在从氢气供应源和空气供应源输出的功率下产生功率供应,其中所产生的功率供应与需求信号成比例。技术方案1.一种在飞行器上的应急电源系统,包括:氢存储系统,其被配置成供应氢气;冲压空气进气口;空气输送系统,其被配置成以预定温度从所述冲压空气进气口供应空气;和燃料电池系统,其与所述氢存储系统和所述空气输送系统联接并且被配置成在涉及所述氢气和所述空气在所述预定温度下的化学反应的功率输出下发电。技术方案2.根据技术方案1所述的应急电源系统,还包括控制系统,所述控制系统被配置成响应于接收到对紧急电力的需求而控制所述氢存储系统和所述空气输送系统,使得所述燃料电池系统在所述功率输出处产生与对紧急电力的需求相称的功率。技术方案3.根据技术方案1或2所述的应急电源系统,其中,所述氢存储系统包括储氢固体。技术方案4.根据技术方案3所述的应急电源系统,其中,所述储氢固体被配置成通过化学反应从所述储氢固体释放氢气。技术方案5.根据技术方案4所述的应急电源系统,其中,所述储氢固体被配置成通过由水引发的化学反应释放氢气。技术方案6.根据技术方案5所述的应急电源系统,其中,所述燃料电池系统产生水作为发电的副产物,并且所述水与所述储氢固体流体联接以引发所述化学反应。技术方案7.根据前述任何一个技术方案所述的应急电源系统,其中,所述空气输送系统包括热交换器,所述热交换器被配置成将在所述冲压空气进气处接收的空气加热到所述预定温度。技术方案8.根据技术方案7所述的应急电源系统,其中,所述燃料电池系统产生热量作为发电的副产物,并且所述热量与所述热交换器热联接。技术方案9.根据前述任何一个技术方案所述的应急电源系统,还包括热管理系统和散热器,所述热管理系统具有与所述燃料电池系统热联接的冷却剂回路。技术方案10.根据技术方案9所述的应急电源系统,其中,所述散热器与空气输送系统流体联接,使得在所述冲压空气进气口处接收的空气从所述散热器移除热量以冷却所述冷却剂回路。技术方案11.根据前述任何一个技术方案所述的应急电源系统,还包括电气转换器系统,所述电气转换器系统与所述功率输出电联接并且被配置成将在所述功率输出处接收到的功率转换为预定飞行器功率特性。技术方案12.根据技术方案11所述的应急电源系统,其中,所述电气转换器系统包括能量存储单元。技术方案13.一种飞行器,包括:氢存储系统,其被配置成供应氢气;空气输送系统,其具有冲压空气进气口,所述冲压空气进气口暴露于所述飞行器外部的气流并被配置成供应预定温度的空气;和燃料电池应急电源系统,其与所述氢存储系统和所述空气输送系统联接并且被配置成在涉及所述氢气和所述空气在所述预定温度下的化学反应的功率输出下发电。技术方案14.根据技术方案13所述的飞行器,还包括控制系统,所述控制系统被配置成响应于接收到对紧急电力的需求而控制所述氢存储系统和所述空气输送系统,使得所述燃料电池应急电源系统在所述功率输出处产生与对紧急电力的需求相称的功率。技术方案15.根据技术方案13或14所述的飞行器,其中,所述氢存储系统包括储氢固体。技术方案16.根据技术方案13至15所述的飞行器,其中,所述空气输送系统包括热交换器,所述热交换器被配置成将在所述冲压空气进气处接收的空气加热到所述预定温度。技术方案17.根据技术方案16所述的飞行器,其中,所述燃料电池应急电源系统产生热量作为发电的副产物,并且所述热量与所述热交换器热联接。技术方案18.一种操作用于飞行器的燃料电池系统的方法,所述方法包括:由控制系统接收指示对应急电力的需求的需求信号;和响应于接收到所述需求信号,由所述控制系统控制:引发向燃料电池系统的氢气供应;引发在冲压空气进口处接收的空气的供应并对在所述冲压空气进口处接收的所述空气加温,并将加温的空气提供到所述燃料电池系统;和由所述燃料电池系统在来自所述氢气供应和所述空气供应的功率输出下产生功率供应,其中,所产生的功率供应与所述需求信号成比例。技术方案19.根据技术方案18所述的方法,其中,所述引发氢气的供应还包括错开在加压容器中的化学反应的所述引发以将所述氢气的压力保持在6巴和15巴之间。技术方案20.根据技术方案18或19所述的方法,还包括响应于停止接收所述需求信号而停止氢气的所述供应和空气的所述供应。附图说明在附图中:图1示出了根据本说明书所述的各个方面的飞行器和配电系统的俯视示意图。图2示出了根据本说明书所述的各个方面的燃料电池的操作的示意图。图3示出了根据本说明书所述的各个方面的燃料电池应急电源系统(FCEPS)的示意图。图4示出了根据本说明书所述的各个方面的图3的FCEPS的氢存储系统的示意图。图5示出了根据本说明书所述的各个方面的图3的FCEPS的空气输送系统的示意图。图6示出了根据本说明书所述的各个方面的图3的FCEPS的燃料电池系统的示意图。图7示出了根据本说明书所述的各个方面的图3的FCEPS的电气转换器系统的示意图。图8示出了根据本说明书所述的各个方面的图3的FCEPS的热管理系统的示意图。具体实施方式本专利技术可以在使用燃料电池系统的任何环境中实现,以为例如在诸如飞行器的交通工具上的现有电源系统提供补充功率或替代功率。如本说明书所用,补充功率可以包括与现有功率源(例如,发电机或电池系统)同时向一组电气系统提供电力。同样如本说明书所用,用于现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在飞行器上的应急电源系统,包括:氢存储系统,其被配置成供应氢气;冲压空气进气口;空气输送系统,其被配置成以预定温度从所述冲压空气进气口供应空气;和燃料电池系统,其与所述氢存储系统和所述空气输送系统联接并且被配置成在涉及所述氢气和所述空气在所述预定温度下的化学反应的功率输出下发电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.29 US 62/1858941.一种在飞行器上的应急电源系统,包括:氢存储系统,其被配置成供应氢气;冲压空气进气口;空气输送系统,其被配置成以预定温度从所述冲压空气进气口供应空气;和燃料电池系统,其与所述氢存储系统和所述空气输送系统联接并且被配置成在涉及所述氢气和所述空气在所述预定温度下的化学反应的功率输出下发电。2.根据权利要求1所述的应急电源系统,还包括控制系统,所述控制系统被配置成响应于接收到对紧急电力的需求而控制所述氢存储系统和所述空气输送系统,使得所述燃料电池系统在所述功率输出处产生与对紧急电力的需求相称的功率。3.根据权利要求1或2所述的应急电源系统,其中,所述氢存储系统包括储氢固体。4.根据权利要求3所述的应急电源系统,其中,所述储氢固体被配置成通过化学反应从所述储氢固体释放氢气。5.根据权利要求4所述的应急电源系统,其中,所述储氢固体被配置成通过由水引发的化学反应释放氢气。6.根据权利要求5所述的应急电源系统,其中,所述燃料电池系统产生水作为发电的副产物,并且所述水与所述储氢固体流体联接以引发所述化学反应。7.根据前述任何一个权利要求所述的应急电源系统,其中,所述空气输送系统包括热交换器,所述热交换器被配置成将在所述冲压空气进气处接收的空气加热到所述预定温度。8.根据权利要求7所述的应急电源系统,其中,所述燃料电池系统产生热量作为发电的副产物,并且所述热量与所述热交换器热联接。9.根据前述任何一个权利要求所述的应急电源系统,还包括热管理系统和散热器,所述热管理系统具有与所述燃料电池系统热联接的冷却剂回路。10.根据权利要求9所述的应急电源系统,其中,所述散热器与空气输送系统流体联接,使得在所述冲压空气进气口处接收的空气从所述散热器移除热量以冷却所述冷却剂回路。11.根据前述任何一个权利要求所述的应急电源系统,还包括电气转换器系统,所述电气转换器系统与所述功率输出电联接并且被配置成将在...

【专利技术属性】
技术研发人员:CJ霍尔西
申请(专利权)人:通用电气航空系统有限公司
类型:发明
国别省市:英国,GB

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