一种移动式机场地面静变电源系统技术方案

本发明专利技术涉及一种移动式机场地面静变电源系统，主要应用于民航飞行器领域中，在特定工况下给停在地面的飞行器进行供电。本系统包括：大功率整流器、动力锂电池储能系统、大功率逆变器，还包括启动电源系统、操作界面以及高压输出线缆。在充电模式下，三相交流市电接入整流器以后，主控系统通过CAN通信下发命令给电池管理系统，以闭合动力锂电池储能系统的高压继电器，主控系统检测到高压信号后启动充电模块开始充电。放电模式包含三相交流带载、动力锂电池储能系统直流带载、交直流带载。本发明专利技术能够解决飞行器远机位供电问题，且噪声较小，化石燃料消耗少，实现零污染零排放，且经济成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种移动式机场地面静变电源系统
本专利技术涉及电力电子技术以及大功率锂电池储能系统
，特别涉及一种锂电池储能系统应用在民航飞行器领域的技术。
技术介绍
随着动力锂电池储能系统在新能源汽车领域、大型储能系统领域等中得到大规模的应用。相比于其他电池，锂电池电芯使用寿命长，循环寿命可达2000次以上，能量密度高，可达122Wh/kg，同时制造原材料来源广泛，成本较低，使用安全性较高，锂电池的优势也日益凸显出来。在民航领域中，飞行器在停机检修或者等候乘客登机时，需要给飞行器供电，来满足检修需求或者机舱环境需求。一般情况下，在廊桥附近可以通过机场的三相交流电源来供电，但是在远离廊桥的远机位且没有交流电源的情况下则必须启动飞行器辅助动力装置（APU）或地面柴油机来进行发电，因此产生的噪音也非常大，能耗也高，经济成本巨大，且对环境污染较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种移动式机场地面静变电源系统，在一些特定条件下，例如飞行器停在远机位，周围没有交流电源，以及交流电源的功率不够等情况下，利用该系统可以给飞行器供电，满足飞行器的用电需求，从而避免了启动飞行器辅助动力装置（APU）或地面柴油机来发电造成的噪声污染，环境污染以及成本的增加。为了达到以上目的，本专利技术的技术方案是提供了一种移动式机场地面静变电源系统，包含第一整流器、动力锂电池储能系统、逆变器；所述第一整流器在外部有三相交流电接入时，将三相交流电转换成直流电，在充电模式时为所述动力锂电池储能系统供电，或者在放电模式的交流带载状态或交直流带载状态下为所述逆变器供电；所述逆变器在放电模式时与位于地面的飞行器连接；该逆变器在放电模式的交流带载状态或交直流带载状态下，接收第一整流器提供的直流电转换成与飞行器负载的电压相匹配的交流电，输出给飞行器负载；该逆变器在放电模式的直流带载状态下，接收所述动力锂电池储能系统提供的直流电转换成与飞行器负载的电压相匹配的交流电，输出给飞行器负载。优选地，所述动力锂电池储能系统进一步包含：锂电池组系统，其中将若干单体电池串并联形成若干模组，将若干模组串并联形成若干箱体，将若干箱体串并联形成所述锂电池组系统；电池管理系统，设有若干从控板与若干单体电池分别连接，并设有主控板与所述若干从控板连接，对锂电池组系统进行实时的监视和控制。优选地，所述第一整流器包含通过分组并联方式组合的若干整流器模块，与移动式机场地面静变电源系统的控制部分信号连接；所述第一整流器输出的功率大小，与基于所述控制部分的控制指令而并入移动式机场地面静变电源系统的整流器模块的数量相匹配。优选地，所述逆变器包含通过分组并联方式组合的若干逆变器模块，与移动式机场地面静变电源系统的控制部分信号连接；所述逆变器输出的功率大小，与基于所述控制部分的控制指令而并入移动式机场地面静变电源系统的逆变器模块的数量相匹配。优选地，所述移动式机场地面静变电源系统还包含系统启动电源部分，其在移动式机场地面静变电源系统开机时进行供电。优选地，所述系统启动电源部分进一步包含：第二整流器，其在外部有三相交流电接入时，为移动式机场地面静变电源系统的控制部分、显示部分供电；辅助铅酸电源，其通过接入的三相交流电进行充电，并在没有三相交流电接入时，为移动式机场地面静变电源系统的控制部分、显示部分供电。优选地，所述移动式机场地面静变电源系统还包含操作界面，接收控制整个系统运行的指令，并对整个系统相关参数进行显示。优选地，连接所述逆变器与飞行器的高压输出线缆，是所述逆变器和飞行器负载之间的电能传输线束。优选地，所述高压输出线缆的输出端口设有传感器，来检测逆变器与飞行器负载的连接接触状态。优选地，所述移动式机场地面静变电源系统设置于可移动的厢体，所述厢体在相连接的牵引车头带动下进行移动。传统方式下，飞行器停在地面需要供电，尤其是在远机位且没有三相交流电源的情况下，只能启动辅助动力装置（APU）或者地面柴油机发电来给飞行器供电，噪声很大，污染严重，且经济成本较高。与之相比，本专利技术提供的一种移动式地面静变电源系统，将动力锂电池组储能系统引入民航领域，解决飞行器在一些特殊情况下（如处在远机位时）的供电问题，能够减少噪声污染，实现污染物零排放，缩减航空燃料消耗，做到零污染零排放，缩减经济成本。附图说明图1是本专利技术的整体系统框架结构示意图。图2是本专利技术充电模式运行时工况的流程图。图3是本专利技术放电模式运行时工况的流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供一种移动式机场地面静变电源系统，其核心部分主要分为三大部分：大功率整流器、动力锂电池储能系统、大功率逆变器。另外，还包括系统启动电源部分、带操作界面的显示部分、高压输出线缆等附件，以及系统的控制部分。其中，大功率整流器是将外部输入的三相交流电整流成直流电，输出给动力锂电池储能系统或者逆变器。优选的整流器包含通过分组并联方式组合在一起的若干模块，可以通过系统的主控系统及整流器器的控制器，增减并入的模块数量来调节输出功率。动力锂电池储能系统包括锂电池组系统和电池管理系统（BMS）。锂电池组系统中将单体电芯通过串并联组成模组，模组进行串并联组成箱体，箱体再串并联形成整个系统。电池管理系统采用分层式的主从结构，包含对应处理若干单体电池数据的若干个从控板，以及对应处理该些从控板数据的一个主控板，用来实现对锂电池组系统状态的实时监视和控制。大功率逆变器是将整流器或者动力锂电池储能系统输出的高压直流进行逆变，形成115V/200V、中频400Hz交流电输出给飞行器负载。为了适应不同型号的飞行器，适应不同功率需求的飞行器负载，优选的逆变器包含通过分组并联的方式组合在一起的若干模块，通过系统的主控系统及逆变器的控制器，增减并入的模块数量来调节输出功率。系统启动电源部分包括小功率整流器、辅助铅酸电源等，能够在系统开机的时候给控制部分，显示部分等部件供电。辅助铅酸电源在开机的时候提供辅助电源，在没有三相交流电接入的情况下，能够单独给系统的控制部分、显示部分供电。在有三相交流电接入时，通过小功率整流器输出24V、12V、5V等电源信号供整个系统使用。显示部分的操作界面，主要是通过界面来操作控制整个系统的运行，以及将整个系统的相关参数进行显示。高压输出线缆是指连接逆变器和飞行器负载之间的电能传输线束。同时在线缆的输出端口加入有检测传感器，用以检测线缆与飞行器负载的连接接触是否良好。本专利技术的机场地面静变电源系统，整体设为一个“车型”的装置，具有厢体来放置所述大功率整流器、动力锂电池储能系统、大功率逆变器，以及其他相关的附件和控制部分，等等。通过设置牵引车头对所述厢体进行移动，从而到达飞行器所在的地方，例如是远离廊桥的远机位。除了大功率整流器需要接地外，移动式机场地面静变电源系统中的动力锂电池储能系统、大功率逆变器、相关附件和控制部分中如涉及接地的部件将根据实际情况配置，相关的接地线路在本专利技术的各附图中省略。图2、图3是系统的工作模式的流程图。整个系统分为充电和放电两种工作模式，由人工操作进行模式切换。在充电模式下，首先通过人工，为系统的大功率整流器接入三相交流电，然后在操作界面选择充电模式，系统开始对动力锂电池储能系统充电。在放电模式下，分为三种情况，分别是交流带载、直流带载、交直流带载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式机场地面静变电源系统，其特征在于，包含第一整流器、动力锂电池储能系统、逆变器；所述第一整流器在外部有三相交流电接入时，将三相交流电转换成直流电，在充电模式时为所述动力锂电池储能系统供电，或者在放电模式的交流带载状态或交直流带载状态下为所述逆变器供电；所述逆变器在放电模式时与位于地面的飞行器连接；该逆变器在放电模式的交流带载状态或交直流带载状态下，接收第一整流器提供的直流电转换成与飞行器负载的电压相匹配的交流电，输出给飞行器负载；该逆变器在放电模式的直流带载状态下，接收所述动力锂电池储能系统提供的直流电转换成与飞行器负载的电压相匹配的交流电，输出给飞行器负载。

【技术特征摘要】
1.一种移动式机场地面静变电源系统，其特征在于，包含第一整流器、动力锂电池储能系统、逆变器；所述第一整流器在外部有三相交流电接入时，将三相交流电转换成直流电，在充电模式时为所述动力锂电池储能系统供电，或者在放电模式的交流带载状态或交直流带载状态下为所述逆变器供电；所述逆变器在放电模式时与位于地面的飞行器连接；该逆变器在放电模式的交流带载状态或交直流带载状态下，接收第一整流器提供的直流电转换成与飞行器负载的电压相匹配的交流电，输出给飞行器负载；该逆变器在放电模式的直流带载状态下，接收所述动力锂电池储能系统提供的直流电转换成与飞行器负载的电压相匹配的交流电，输出给飞行器负载。2.如权利要求1所述的移动式机场地面静变电源系统，其特征在于，所述动力锂电池储能系统进一步包含：锂电池组系统，其中将若干单体电池串并联形成若干模组，将若干模组串并联形成若干箱体，将若干箱体串并联形成所述锂电池组系统；电池管理系统，设有若干从控板与若干单体电池分别连接，并设有主控板与所述若干从控板连接，对锂电池组系统进行实时的监视和控制。3.如权利要求1所述的移动式机场地面静变电源系统，其特征在于，所述第一整流器包含通过分组并联方式组合的若干整流器模块，与移动式机场地面静变电源系统的控制部分信号连接；所述第一整流器输出的功率大小，与基于所述控制部分的控制指令而并入移动式机场地面静变电源系统的整流器模块的数量相匹配。4.如权利要求1所述的移动式机场地面静变电源系统，其特征在于，所述逆变器包含通过分组并...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚航，那伟，周毅，沈向东，曹辉，王东，
申请(专利权)人：上海航天电源技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海,31