功率分配网络及其功率分配方法以及航空器组成比例

本发明专利技术涉及功率分配网络及其功率分配方法以及航空器。提供一种功率分配网络。该功率分配网络包括环状功率线和连接到该环状功率线的多个功率节点。另外，该功率分配网络包括多个电路保护单元，其中各个电路保护单元设置在多个功率节点其中之一与环状功率线之间、或者设置在两个相邻的功率节点之间的环状功率线上。本发明专利技术由所附权利要求书来限定，并且不限于具体实施方式部分的实施例的细节。限于具体实施方式部分的实施例的细节。限于具体实施方式部分的实施例的细节。

【技术实现步骤摘要】
功率分配网络及其功率分配方法以及航空器


[0001]本专利技术涉及功率分配网络、用于功率分配网络的方法和航空器(aircraft)。

技术介绍

[0002]近年来，电力作为用于驱动空中运载工具的能量的形式变得越来越重要。这尤其包括具有垂直起降功能(eVTOL)的电动航空器。
[0003]包括eVTOL的电动(即，电驱动/电推进)航空器的关键组件是在多个能量储存系统(ESS)和如推进单元(特别是电推进单元(EPU))那样的多个负载之间分配功率的适当的功率分配系统。
[0004]ESS可以以可充电电池的电池系统的形式实现，这些可充电电池可被构造成多个单独的电池单元。推进单元可以是如航空器的推进器或涵道推进器那样的电推进单元或者多个这样的电推进单元。负载可以包括多个推进单元。
[0005]一般而言，功率分配网络的功能包括在航空器的操作期间在负载和功率源之间分配功率、即在操作期间平衡多个ESS。此外，例如，功率分配目的服务于使用外部功率源在地面对多个ESS进行充电。
[0006]与空中交通的一般情况一样，最高安全标准适用于航空器的组件，这些组件包括ESS、负载(EPU)和功率分配系统。为了确保飞行期间和地面上(例如在充电期间)的安全操作，应以最大限度地提高安全性的方式检测和处理功率分配网络(并且特别是ESS和EPU)的故障，其中应尽可能地维持航空器的主要功能(即，维持飞行期间的安全状态)。此外，为了增加安全性，应防止功率分配系统的ESS、EPU或任何其他组件内的故障以有害的方式影响其他组件。<br/>[0007]因此，在功率分配系统的设计期间，特别是对于航空器内的应用而言，关键任务是可以检测到任何组件的故障并防止该故障影响其他组件。在这方面，为了防止故障影响其他组件而要采取的措施应尽可能少地限制所述其他组件的功能。优选地，其他组件的功能完全不受为了限制所检测到的故障的影响而采取的措施的影响。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供功率分配网络，并且提供用于功率分配网络的功率分配方法，该功率分配网络和功率分配方法能够检测故障并采取适当的措施，从而通过限制故障对其他组件的影响、并且同时维持功率分配网络(特别是功率分配网络的如功率源和负载那样的未表现出故障状况的组件)的功能，来最大限度地提高安全性。
[0009]这通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求描述有利的实施例。
[0010]根据本专利技术的一方面，提供一种功率分配网络。该功率分配网络包括环状功率线和连接到环状功率线的多个功率节点。另外，功率分配网络包括多个电路保护单元，其中各个电路保护单元设置在多个功率节点其中之一与环状功率线之间、或者设置在两个相邻的功率节点之间的环状功率线上。
[0011]本专利技术的独特方法是提供功率分配网络，该功率分配网络能够在功率节点内发生故障时使该功率节点与功率分配网络分离。同时，防止故障影响功率分配网络的其他部分，由此确保这些其它部分各自的功能。换句话说，功率分配网络可以允许保护其余的功率节点免受功率节点其中之一内的故障的影响。同时，功率分配网络可以允许在无故障操作期间进行功率平衡，以平衡多个功率节点之间的功率。此外，功率分配网络可以允许对功率节点进行充电。
[0012]这通过提供多个功率节点连接到的内部环状功率线以及多个电路保护单元来实现。各个电路保护单元位于环状功率线和功率节点之间，或者位于相邻的功率节点之间的功率线上。换句话说，功率分配网络的拓扑结构是混合的星型和环型。具体地，功率节点以星状方式连接到内部环(即，环状功率线)。由于环状功率线的使用，因此即使在环状功率线的区段(section)上发生故障的情况下，也可以成功地进行功率平衡和/或充电。例如，在环状功率线的区段被中断的情况下，归功于功率线的环配置，由于维持了功率节点之间的电连接，因此仍可以成功地进行功率平衡和/或充电。
[0013]此外，可以使表现出故障状况的功率节点从功率分配网络分离。这可以例如通过经由某些电路保护单元中断电连接来实现，这些电路保护单元将表现出故障状态的所述功率节点与环状功率线连接。可替代地，当电路保护单元设置在相邻的功率节点之间的功率线上时，通过经由功率线上的与表现出故障状况的所述功率节点相邻的电路保护单元来中断电连接，可以使表现出故障状况的功率节点从功率分配网络分离。
[0014]优选地，多个功率节点至少之一包括能量储存单元和负载。例如，能量储存单元是电池、电池系统或能量储存系统，该能量储存系统包括电池/电池系统、以及被配置为监视电池状态并控制电池/电池系统的操作的某些控制器和/或传感器。负载例如可以是如推进器或涵道推进器那样的推进单元，其是电驱动的。能量储存单元可以连接到负载并且可被配置为用作供负载的操作用的功率源。此外，由于能量储存单元和负载向环状功率线的连接，可以高效地进行其他功率节点的能量储存单元之间的能量平衡。
[0015]在实施例中，多个功率节点中的两个或多于两个节点各自包括能量储存单元和负载。例如，多个功率节点中的预定数量个节点各自可以包括能量储存单元和负载。例如，所有的功率节点都包括能量储存单元和相应的节点。
[0016]在优选实施例中，功率分配网络包括故障检测单元，该故障检测单元被配置为检测功率节点的故障。附加地或可替代地，故障检测单元检测环状功率线的区段的故障。
[0017]这使得能够检测功率节点和环状功率线的区段的故障状况。故障检测单元可以由控制器或逻辑电路等形成。环状功率线的区段可以是环状功率线的预定部分。例如，环状功率线的区段可以是功率线的在向多个功率节点的连接之间的部分。
[0018]优选地，多个电路保护单元被配置为使故障检测单元检测到故障的功率节点从功率分配网络断开连接。
[0019]这使得能够分离表现出故障状况的功率节点。因此，例如，可以防止在功率节点中发生的故障影响其他功率节点和/或其组件。
[0020]在优选实施例中，电路保护单元设置在两个相邻节点之间的环状功率线上。在该优选实施例中，多个电路保护单元被配置成使环状功率线的故障检测单元检测到故障的区段从功率分配网络断开连接。
[0021]这使得能够将功率线的表现出故障状况的区段从其余的功率分配网络分离，由此防止故障状况影响其余的功率分配网络和/或其组件。
[0022]在另一优选实施例中，功率分配网络包括两个或多于两个开关单元。各开关单元设置在两个相邻的功率节点之间的环状功率线上。
[0023]功率线上所设置的开关单元使得能够将功率分配网络分成至少两个部分，其中所述部分根据开关的状态而彼此连接或彼此分离。
[0024]优选地，各开关单元被配置为在故障检测单元未检测到故障的情况下，以断开状态进行操作。
[0025]这使得能够在功率分配网络的正常操作期间进行电气分离。在网络的第一部分中发生的故障不会影响第二部分。因此，即使在第一部分中发生故障，也可以确保第二部分的正确操作。
[0026]优选地，各开关单元被配置为根据故障本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率分配网络，包括：环状功率线；多个功率节点，其连接到所述环状功率线；以及多个电路保护单元，各电路保护单元设置在所述多个功率节点其中之一与所述环状功率线之间、或者设置在两个相邻的功率节点之间的所述环状功率线上。2.根据权利要求1所述的功率分配网络，其中，所述多个功率节点至少之一包括能量储存单元和负载。3.根据权利要求1或2所述的功率分配网络，还包括：故障检测单元，其被配置为检测功率节点的故障和/或所述环状功率线的区段的故障。4.根据权利要求3所述的功率分配网络，其中，所述多个电路保护单元被配置为使所述故障检测单元检测到故障的功率节点从所述功率分配网络断开连接。5.根据权利要求3或4所述的功率分配网络，其中，所述电路保护单元中的各电路保护单元设置在两个相邻的功率节点之间的所述环状功率线上，以及所述多个电路保护单元被配置为使所述环状功率线的被所述故障检测单元检测到故障的区段从所述功率分配网络断开连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的功率分配网络，还包括：至少两个开关单元，各开关单元设置在两个相邻的功率节点之间的所述环状功率线上。7.根据权利要求6所述的功率分配网络，其中，各开关单元被配置为在所述故障检测单元未检测到故障的情况下，以断开状态进行操作。8.根据权利要求6或7所述的功率分配网络，其中，各开关单元被配置为根据所述故障检测单元所检测到的故障而以断开状态或以闭合状态进行操作。9.根据权利要求6至8中任一项所述的功率分配网络，其中，各开关单元被配置为在所述故障检测单元检...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：百合电动飞机公司，
类型：发明
国别省市：