用于具有燃料电池的厨房的电源管理制造技术

本发明专利技术描述了一种电源管理系统，该电源管理系统具有至少一个燃料电池系统、配电单元、至少一个厨房插入件、厨房网络控制器、控制面板和/或至少一个电池组。电源管理系统比较来自配电单元的功率输出与最大负荷水平和/或最小负荷水平，当功率输出接近和/或高于最大负荷水平时，指示厨房网络控制器循环关闭厨房插入件和/或将厨房插入件的操作设置到更低的功率消耗水平；并且当功率输出接近和/或低于最低负荷水平，指示厨房网络控制器循环打开厨房插入件和/或将厨房插入件的操作设置到更高的功率消耗水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于具有燃料电池的厨房的电源管理相关申请的交叉引用本申请涉及并要求2012年3月13日提交的、题目为“IDEASUSINGAFC(FUELCELL)FORGALLEYS,LAVATORIESANDTOILETSYSTEM”(“‘025申请”)的美国临时序列号61/610,025，2012年3月19日提交的、题为“FUELCELLFORUSEINANAIRCRAFTGALLEY”(“‘479申请”)的美国临时序列号61/612,479，2012年11月9日提交的、题为“SMARTPOWERMANAGEMENTSYSTEMSFORUSEON-BOARDAIRCRAFTANDOTHERPASSENGERTRANSPORTVEHICLES”(“‘415申请”)的美国临时序列号61/724,415，和2012年12月7日提交的、题为“GALLEYANDLAVATORYANDOTHERPOWERCONSUMER(S)POWEREDBYAFUELCELL”(“‘645申请”)的美国临时序列号61/734,645的优先权。‘025、‘479、‘415和‘645申请据此通过引用被全部并入本文。
本专利技术的实施例通常涉及厨房，并且特别涉及由燃料电池系统供电的具有各种特征和功能的厨房。实施例关于航空航天和地面运输车辆的领域是有用的，特别是关于改善厨房的电源管理并且尤其是功率需求和输送的管理是有用的。厨房可以设置有以下特征中的一个或多个特征：垃圾压缩机、面包加热器/加热部件、洗碗机、对流加热烤箱、蒸汽炉、冰柜/冰箱、空气冷却器/冷冻室、咖啡/意大利浓咖啡制造机、热水器、厨房废物处置装置、加热饮料服务车、表面清洁、加热/冷却系统、独立通风设备、照明系统、供水系统、水管加热、笔记本电脑的电源、手机充电和其它个人供电系统，或其任何组合，并且这些特征的电力可由燃料电池和/或由燃料电池生成的副产品产生的电力提供。
技术介绍
飞机上的大量部件需要电源来激活。这些部件中的许多部件都与运行飞机实际需要的电气部件(即，导航系统、燃油表、飞机控制系统和液压系统)分开。例如，飞机也具有餐饮设备、加热/冷却系统、厕所、电动座椅、热水器和其它也需要电力的部件。可能需要外部电源的特定部件包括但不限于垃圾压缩机、烤箱和加热室(例如蒸汽炉、对流加热烤箱、面包加热器)、可选的洗碗机、冷冻箱、冰箱、咖啡/意大利浓咖啡制造机、热水器(用于茶)、空气冷却器和冷冻室、厨房废物处置、加热或冷却饮料服务车、表面清洁、区域加热器、客舱通风设备、独立通风设备，区域光源或聚光灯(例如舱灯和/或乘客座位的阅读灯)、供水系统、防止结冰的水管加热、乘客电子产品的充电站、电插座、应急照明及其组合。然而，这些部件的一个问题是它们的能源消耗。如所讨论的，用于加热和冷却的厨房系统在飞机上同时需要电力的几个其它系统之中。经常地，这样的系统需要比能从飞机发动机的驱动发电机得到的更多的电力，从而使诸如煤油燃烧辅助动力装置(APU)之类的额外的电源(或如果飞机仍未在飞行中，通过地面动力装置)成为必需。该功率消耗可能相当大，尤其是对于载有数以百计的乘客的长途飞行更是如此。此外，飞机电源的使用产生都希望被降低的噪声和二氧化碳排放，以及通常需要用于操作的化石燃料。通常，厨房供料器针对最大负荷和安全裕度负荷来确定大小，其中所有电气厨房插入件(“GAINs”)同时在最大负荷下运行。目前，没有将电力分配给单个GAINs的智能系统。与此相反，工作人员控制配电以确定哪一个设备何时并且在什么组合下被操作，如图1中的控制面板50所示，这提供了满足用户需求的灵活性，但不能使厨房的功率消耗最优化。因此，希望通过提供为这些部件供电并且在GAINs之中分配负荷的创新方式来鉴别提高燃料效率和电源管理的方法。此外，飞机上的大量系统需要水来供其使用。厨房连接至飞机的饮用水箱，并且很多相关的机上服务都需要水。水管连接水箱和用水户。例如，不能制咖啡、不能提供洗手水等等，直到APU或电子开关被接通以便允许水流动。飞机上的一些用水户的例子是蒸汽炉、饮料制造机(咖啡/意大利浓咖啡/茶)、热水锅炉、自来水供应和洗碗机。飞机通常在饮用水箱中携带大量饮用水，饮用水箱在飞机在地面上时加载。已进行了大量节水尝试以帮助在飞机上再利用某些类型的水，但仍然希望产生新的方式来在飞机上产生和/或再利用水。其它系统使用通过也由单独的单元产生的热量。例如，希望被加热的水用于加热洗手水(并防止水管冻结)，飞机上的烤箱、加热器以及客舱加热装置。因此，本专利技术人已寻求新的方式来产生电力以运行飞机上的部件，以及利用在诸如飞机之类的客运交通工具上用于其它用途的发电的有益副产品。燃料电池的相对较新的技术提供了很有前途的更清洁和安静的装置以在飞机上的补充能源。除了电功率之外，燃料电池有几个输出，并且这些输出往往没有被利用。燃料电池系统将压缩氢气的燃料源与空气中的氧气相结合产生作为主要产品的电功率和热功率。水和贫氧空气作为副产品被产生，其远不如来自目前的飞机发电过程的二氧化碳排放有害。
技术实现思路
本专利中使用的术语“专利技术”、“该专利技术”、“这个专利技术”和“本专利技术”旨在泛指本专利和以下的专利权利要求中所有的主题。含有这些术语的表述不应该被理解为限制本文所描述的主题或限制以下的专利权利要求书的意义或范围。本专利所覆盖的本专利技术的实施例是由以下的权利要求书而不是由本概述限定的。本概要是本专利技术的不同方面的高度概述，并介绍了一些在下面的详细描述部分中进一步描述的概念。本概要并不旨在鉴别所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于孤立地确定所要求保护的主题的范围。主题应参考本专利的完整说明书的适当部分、任何或全部附图和每项权利要求被理解。本专利技术的不同实施例涉及一种电源管理系统，该电源管理系统包括至少一个燃料电池系统，电连接到燃料电池系统以便接收来自燃料电池系统的功率输出的配电单元，至少一个电连接到配电单元以便接收来自配电单元的功率输出的厨房插入件，厨房网络控制器，以及一个或多个与厨房网络控制器、配电单元和厨房插入件通信的处理器。在一些实施例中，电源管理系统还包括控制面板。电源管理系统还可以包括至少一个电连接到燃料电池系统和配电单元的电池组，并可进一步包括超电容器组、超级电容器组和能量存储源中的至少一者。根据某些实施例，与厨房网络控制器通信的附加建造物(monument)及伴随的相关系统中的至少一个被包括在电源管理系统内。燃料电池系统可以进一步包括热能、水或贫氧空气中的至少一个其它输出。厨房可以由燃料电池系统的功率输出或其它输出供电。厨房插入件可以包括面包加热器、对流加热烤箱、热水器、饮料制造机、饮料服务车或区域光源。根据某些实施例，电源管理系统比较来自配电单元的功率输出和最大负荷水平，并且当功率输出接近和/或高于最大负荷水平时，指示厨房网络控制器经由配电单元循环关闭厨房插入件和/或设置厨房插入件的操作到更低的功率消耗水平。电源管理系统还可以比较来自配电单元的功率输出和最小负荷水平，并且当功率输出接近和/或低于最小负荷水平时，指示厨房网络控制器经由配电单元循环打开厨房插入件和/或设置厨房插入件的操作到更高的功率消耗水平。电源管理系统还可以指示厨房网络控制器以(i)当功率输出接近和/或高于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源管理系统，包括：(a)至少一个燃料电池系统；(b)配电单元，电连接至所述至少一个燃料电池系统以便接收来自所述至少一个燃料电池系统的功率输出；(c)至少一个厨房插入件，电连接至所述配电单元以便接收来自所述配电单元的功率输出；(d)厨房网络控制器；(e)一个或多个处理器，与所述厨房网络控制器、所述配电单元以及所述至少一个厨房插入件通信；以及(f)存储器，包括指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，导致所述一个或多个处理器：比较来自所述配电单元的功率输出和最大负荷水平；并且当所述功率输出接近和/或高于所述最大负荷水平时，发射信号给所述厨房网络控制器，从而指示所述厨房网络控制器经由所述配电单元循环关闭所述至少一个厨房插入件，和/或将所述至少一个厨房插入件的操作设置到更低的功率消耗水平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.13 US 61/610,025;2012.03.19 US 61/612,479;1.一种用于厨房系统(12)的电源管理系统(30)，包括：(a)至少一个燃料电池系统(10)；(b)配电单元(34)，电连接至所述至少一个燃料电池系统(10)以便接收来自所述至少一个燃料电池系统(10)的功率输出；(c)至少一个厨房插入件(32)，电连接至所述配电单元(34)以便接收来自所述配电单元(34)的功率输出；(d)厨房网络控制器(36)；(e)一个或多个处理器(290)，与所述厨房网络控制器(36)、所述配电单元(34)以及所述至少一个厨房插入件(32)通信；以及(f)存储器(240)，包括指令，所述指令在由所述一个或多个处理器(290)执行时，导致所述一个或多个处理器(290)：比较(115)来自所述配电单元的功率输出和最大负荷水平；并且当所述功率输出接近和/或高于所述最大负荷水平时，发射(125、130、135、140)信号给所述厨房网络控制器(36)，从而指示所述厨房网络控制器(36)经由所述配电单元(34)循环关闭所述至少一个厨房插入件(32)，和/或将所述至少一个厨房插入件(32)的操作设置到更低的功率消耗水平；其特征在于，所述电源管理系统(30)还包括电连接到所述至少一个燃料电池系统(10)和所述配电单元(34)的至少一个能源和/或能量存储源(40)，使得当所述功率输出接近和/或高于所述最大负荷水平时，所述一个或多个处理器(290)：发射信号给所述厨房网络控制器(36)，从而指示所述厨房网络控制器(36)经由所述配电单元(34)从所述至少一个能源和/或能量存储源(40)获得功率输出。2.根据权利要求1所述的电源管理系统(30)，其中所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，导致所述一个或多个处理器：比较(120)来自所述配电单元的所述功率输出和最小负荷水平；并且当所述功率输出接近和/或低于所述最小负荷水平时，发射(145、150、155、160)信号给所述厨房网络控制器，从而指示所述厨房网络控制器经由所述配电单元循环打开所述至少一个厨房插入件，和/或将所述至少一个厨房插入件的所述操作设置到更高的功率消耗水平。3.根据权利要求1或2所述的电源管理系统(30)，其中所述至少一个厨房插入件(32)包括面包加热器、对流加热烤箱、热水器、饮料制造机、饮料服务车或区域光源。4.根据权利要求1或2所述的电源管理系统(30)，进一步包括控制面板(38)，所述控制面板与所述一个或多个处理器(290)、所述厨房网络控制器(36)、所述配电单元(34)以及所述至少一个厨房插入件(32)通信。5.根据权利要求1或2所述的电源管理系统(30)，其中所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，导致所述一个或多个处理器：比较来自所述配电单元(34)的所述功率输出和最小负荷水平；当所述功率输出接近和/或低于所述最小负荷水平时，发射(145、150、155、160)信号给所述厨房网络控制器，从而指示所述厨房网络控制器经由所述配电单元将来自所述至少一个燃料电池系统的所述功率输出的至少一部分发送到所述至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·布达格希安斯，Y·布鲁瑙克斯，A·艾杰克伦布姆，A·胡格文，JP·利比斯，F·马塞特，A·梅茨，F·穆雨，L·纳斯泰斯，A·雷布，
申请(专利权)人：戴森航空宇宙集团有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL