A turboelectric engine propulsion system that reduces pollutant emissions, including energy management module, battery pack, and engine. The engine includes a gas generator, a power turbine, a generator, a fan group, and a motor group. The propulsion system has a first mode mode and is described in the first operating mode. The energy management module controls the battery group to provide power to the motor group to drive the fan set to generate power and control the gas generator to stop working; the propulsion system also has a second mode mode, and the energy management module controls the gas generator in the second mode mode, so as to control the gas generator. The air into the engine generates the power turbine after the gas generator is generated by the gas generator, the power turbine drives the generator to generate electricity, converts the chemical energy into electrical energy, and the electric energy part is output to the motor group to drive the fan group to generate power, and partially stored in the battery pack.
【技术实现步骤摘要】
涡轮电动式的发动机推进系统
本专利技术涉及发动机推进系统。
技术介绍
随着相关技术手段的进步,现有的民用航空发动机在性能指标上已经有了显著的进步,例如耗油率和污染物排放指标相比此前有了较大幅度的降低。但是,另一方面而言,随着国际社会和民航组织对民用航空发动机在经济性和环保性上越来越高的要求,如何使航空发动机满足日益增长的高性能指标要求,仍是一项长期面临的重要问题。目前而言,航空发动机主要是通过压缩气体加热膨胀做功,将化学能转化为机械能。虽然增加发动机压比和燃烧室出口温度可以提高整机的热效率从而降低耗油率,但是受限于设计水平、加工水平、材料能力和冷却技术的水平,现有航空发动机的涡轮前温度已接近安全使用的极限值,很难有明显程度的提高。此外,由于航空发动机使用化学燃料作为其动力来源,在燃烧中必然会产生NOx、CO、UHC等污染物,造成环境的污染。包括锂电池、高温燃料电池等在内的新能源电池正在被越来越多地受到关注。相比起普通内燃机,新能源电池具有较高的能量转化率,并且可采用模块化的设计方法,结构简单,易于维护。对于锂电池而言,使用过程中不会产生任何污染物;对于燃料电池,由于其产生的是电化学反应,也基本不排放氮氧化合物或硫化物。根据研究报告,针对于150座的客机,巡航所需要的功率为5-10MW,300座级别的宽体客机巡航所需功率则大于10MW。相关评估指出,满足航空推进系统的能量密度至少应在750Wh/kg以上,目前锂电池的最大能量密度在150~250Wh/kg,而新型电池,如空气-锂电池在航空领域中的实际能量密度已经达到363Wh/kg。按现有技术的发展趋势,预计 ...
【技术保护点】
1.涡轮电动式发动机推进系统,其特征在于,包括能源管理模块、电池组以及发动机,所述发动机包括燃气发生器、动力涡轮、发电机、风扇组和电机组;所述推进系统具有第一工况模式,在所述第一工况模式,所述能源管理模块控制所述电池组向所述电机组提供动力,来驱动所述风扇组产生动力,并控制所述燃气发生器停止工作;所述推进系统还具有第二工况模式,在所述第二工况模式,所述能源管理模块控制所述燃气发生器工作,以使进入发动机中的空气经所述燃气发生器生成燃气后驱动所述动力涡轮,所述动力涡轮带动所述发电机发电,将化学能转换为电能,所述电能部分被输出到所述电机组以驱动所述风扇组产生动力,部分储存在所述电池组中。
【技术特征摘要】
1.涡轮电动式发动机推进系统,其特征在于,包括能源管理模块、电池组以及发动机,所述发动机包括燃气发生器、动力涡轮、发电机、风扇组和电机组;所述推进系统具有第一工况模式,在所述第一工况模式,所述能源管理模块控制所述电池组向所述电机组提供动力,来驱动所述风扇组产生动力,并控制所述燃气发生器停止工作;所述推进系统还具有第二工况模式,在所述第二工况模式,所述能源管理模块控制所述燃气发生器工作,以使进入发动机中的空气经所述燃气发生器生成燃气后驱动所述动力涡轮,所述动力涡轮带动所述发电机发电,将化学能转换为电能,所述电能部分被输出到所述电机组以驱动所述风扇组产生动力,部分储存在所述电池组中。2.如权利要求1所述的涡轮电动式发动机推进系统,其特征在于,所述推进系统还具有第三工况模式,在所述第三工况模式,所述能源管理模块控制所述电池组向所述风扇组提供动力,来驱动所述风扇组产生动力,同时还控制所述燃气发生器工作,以使动力涡轮带动所述发电机,向所述电机组提供动力,来驱动所述风扇组产生动力。3.如权利要求1所述的涡轮电动式发动机推进系统,其特征在于,所述风扇组包括前排风扇和后排风扇,所述电机组包括前风扇电机以及后风扇电机,前风扇电机驱动所述前排...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗钜,张成成,
申请(专利权)人:中国航发商用航空发动机有限责任公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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