本实用新型专利技术公开一种用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置，包括发电机、能量均衡器、超级电容、第一锂电池、第二锂电池、第一开关断电器、第二开关断电器。所述发电机与能量均衡器并联，能量均衡器与第一锂电池、第二锂电池并联。所述第一锂电池和第二锂电池串联；超级电容与第一锂电池并联；第一开关断电器与超级电容串联，所述第二开关断电器与第二锂电池串联。所述超级电容和第二锂电池作为能量源均与12V负载并联，第一锂电池作为能量源与24V负载并联。本实用新型专利技术通过能量均衡器根据负载状态切换恒压模式和恒流模式进行储电装置电能的平衡，避免了由于负载电压等级不同，导致储电设备过充和过放的问题。导致储电设备过充和过放的问题。导致储电设备过充和过放的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置
[0001]本技术涉及航空发动机涡轮增压技术，具体涉及到航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置。
技术介绍
[0002]涡轮增压器利用被发动机浪费掉的尾气能量，辅助发动机吸入更多的空气，能有效地增加燃烧室的空气进气量。发动机的尾气被引导至涡轮增压器旋转的涡轮叶轮部分，涡轮叶轮的另一端通过轴和压气叶轮相连。工作时，这两个叶轮会一起高速旋转，将大量的空气经过压气叶轮送入压缩机中进行压缩，然后气体经过一个中冷器进行冷却并进一步增大密度，这些气体进入发动机后能让燃料得到充分燃烧，从而大幅提高发动机性能。与普通发动机相比，同等功率的涡轮增压发动机体积更小，能效更高，同时能大幅降低二氧化碳的排放量，完美体现了21世纪环保节能的理念。
[0003]能源安全与环境保护问题日益严重。航空发动机是航空飞行器的核心部件，同时它也是把石油化学能转化为机械能的重要工具,但转化比例只有30％～40％。如何节能减排和回收剩余能量,成为当前内燃机领域的研究热点。福州大学采用了涡轮发电系统与增压器串联的结构，把多余废气能量转化为电能，形成涡轮增压发电系统，从而提高发动机总输出功。该研究对能源节约和环境保护都具有重大实际意义。
[0004]涡轮增压发电系统中，电能由储电装置进行存储。而用电器的种类繁多，需要的电压等级也不相同，大致可以分为12V和24V两个等级。由于用电器电压等级不同，储电装置可能存在过充和过放的情况，过充会使得储电设备温度升高甚至发生爆炸，过放会减小储电设备容量。因此发电系统中电机发出的电如何进行储存与分配，以及如何合理平衡不同锂电池的电量至关重要。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，本技术提出一种用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置，包括发电机、能量均衡器、超级电容、第一锂电池、第二锂电池、第一开关断电器、第二开关断电器.
[0006]其中，发电机与能量均衡器并联；能量均衡器与第一锂电池、第二锂电池并联。第一锂电池和第二锂电池串联；超级电容与第一锂电池并联。第一开关断电器与超级电容串联；第二开关断电器与第二锂电池串联。超级电容和第二锂电池作为能量源均与12V负载并联；第一锂电池作为能量源与24V负载并联。第一锂电池和第二锂电池的额定输出电压均为12V。
[0007]本技术储能装置在应用时，当12V负载处于低功率，即负载电流小于预设值I
max
时，24V负载为储能装置的主要负载，所述能量均衡器工作在恒压模式，保持第一锂电池和第二锂电池两端的电压平衡；当12V负载为高功率，即负载电流大于预设值I
max
时，12V负载变成了储能装置的主要负载，所述第二锂电池两端的电压下降很快，此时所述能量均衡
器工作在恒流模式，一方面通过控制第一开关断电器来快速为负载提供大电流，另一方面将第一锂电池的电能输送给第二锂电池、超级电容和12V负载，从而保持第一锂电池和第二锂电池两端的电压平衡。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本技术用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置，避免了由于负载电压等级不同，导致储电设备过充和过放的问题。
附图说明
[0009]图1为用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置结原理图。
[0010]图2为用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置中能量均衡器内电流回路原理图。
[0011]图3为用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置中能量均衡器外电压回路原理图。
[0012]图中：
[0013]1‑
发电机
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
能量均衡器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
超级电容
[0014]4‑
第一锂电池
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
第二锂电池
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6‑
第一开关断电器
[0015]7‑
第二开关断电器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
电阻R
COMP1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ9‑
电容C
COMP1
[0016]10
‑
电容C
HF1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11
‑
差分放大器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
‑
电流采样放大器
[0017]13
‑
电阻R
CS1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
14
‑
COMP1端口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15
‑
电流端口ISETA
[0018]16
‑
运算放大器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
17
‑
电阻R
COMP2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
18
‑
电容C
COMP2
[0019]19
‑
电容C
HF2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
电阻R1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21
‑
电阻R2[0020]22
‑
电阻R3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
23
‑
电阻R4具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明，该实施例仅用于解释本技术，并不对本技术的保护范围构成限定。
[0022]本技术用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置，包括发电机1、能量均衡器2、超级电容3、第一锂电池4、第二锂电池5、第一开关断电器6、第二开关断电器7，如图1所示。
[0023]其中，发电机1与能量均衡器2并联；能量均衡器2与第一锂电池4、第二锂电池5并联。第一锂电池4和第二锂电池5串联。超级电容3与第一锂电池4并联。第一开关断电器6与超级电容3串联。第二开关断电器7与第二锂电池5串联。超级电容3和第二锂电池5作为能量源均与12V负载并联；第一锂电池4作为能量源与24V负载并联。第一锂电池4和第二锂电池5的额定输出电压均为12V。
[0024]上述能量均衡器2采用LM5170QPHPRQ1芯片，包括内电流回路和外电压回路，具体如下：
[0025]如图2所示，所述内电流回路包括电阻R
COMP1
8、电容C
COMP1
9、电容C
HF1
10、差分放大器11、电流采样放大器12、电阻R
CS1
13、COMP1端口14、电流端口ISETA15。
[0026]其中，电阻R
COMP1
8和电容C
COMP1
9串联，并与电容C
HF1
10并联形成并联电路，并联本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置，其特征在于：包括发电机、能量均衡器、超级电容、第一锂电池、第二锂电池、第一开关断电器、第二开关断电器；其中，发电机与能量均衡器并联；能量均衡器与第一锂电池、第二锂电池并联；第一锂电池和第二锂电池串联；超级电容与第一锂电池并联；第一开关断电器与超级电容串联；第二开关断电器与第二锂电池串联；超级电容和第二锂电池作为能量源均与12V负载并联；第一锂电池作为能量源与24V负载并联；第一锂电池和第二锂电池的额定输出电压均为12V。2.如权利要求1所述一种用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置，其特征在于：上述能量均衡器采用LM5170QPHPRQ1芯片，包括内电流回路和外电压回路。3.如权利要求2所述一种用于航空发动机涡轮增压器发电系统的储能装置，其特征在于：内电流回路包括电阻R
COMP1
、电容C
COMP1
、电容C
HF1
、差分放大器、电流采样放大器、电阻R
CS1
、COMP1端口、电流端口ISETA；其中，电阻R
COMP1
和电容C
COMP1
串联，并与电容C
HF1
并联形成并联电路，并联电路的上端与...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵帅，杜发荣，
申请(专利权)人：北京领动国创科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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