全电飞行器的动力和机载电能系统及相关的电源系统技术方案

本公开涉及全电飞行器的动力和机载电能系统及相关的电源系统。动力电能系统包括：用于提供电力的多个电池；多个DC/DC转换器，所述多个DC/DC转换器中的每一者电连接到所述多个电池中的相应一个电池，以对该电池所输出的直流电进行DC/DC转换；多个配电盘箱，所述多个配电盘箱中的每一者电连接到所述多个DC/DC转换器中的至少一个DC/DC转换器的输出，以接收经DC/DC转换的直流电；以及多个DC/AC逆变器，所述多个DC/AC逆变器中的每一者电连接到所述多个配电盘箱中的一者的输出以将来自配电盘箱的直流输出转换成三相交流电，由此向所述全电飞行器的驱动装置提供电能。飞行器的驱动装置提供电能。飞行器的驱动装置提供电能。

【技术实现步骤摘要】
全电飞行器的动力和机载电能系统及相关的电源系统


[0001]本公开涉及航空电推进领域，具体而言涉及用于全电飞行器的动力和机载电能系统及相关的电源系统。

技术介绍

[0002]当前，为了加速节能减排、降低燃油消耗、减轻飞行器重量等目标的实现，对于飞行器的全电化设计成为未来发展的必然趋势。
[0003]针对全电飞行器的现有电源系统设计方案在实现容易性、控制复杂度、系统可靠性、重量、效率等等方面仍有缺陷。
[0004]本公开针对但不限于上述诸多因素进行了改进。

技术实现思路

[0005]本公开提出一种分立式新能源飞行器电源系统，在综合分析了电源系统在安全性、重量、效率、能量利用率等方面的优势后，结合技术实现的复杂度以及研制难度，为全电飞行器的设计提供能源基础。本公开的飞行器电源系统提出了一种动力电能系统与机载电能系统分立的全电飞行器电源系统。本公开技术方案中的动力电能系统与机载电能系统是两个独立系统，因此控制方案简单，实现难度低，且因为考虑到现有飞行器动力系统以及电源系统而易于目前已有飞行器的改装。本公开技术方案提出的分立式电能转换、传输和配置环节较少，使得系统整体的基本可靠度较高。
[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种用于全电飞行器的动力电能系统，包括：用于提供电力的多个电池；多个DC/DC转换器，所述多个DC/DC转换器中的每一者电连接到所述多个电池中的相应一个电池，以对该电池所输出的直流电进行DC/DC转换；多个配电盘箱，所述多个配电盘箱中的每一者电连接到所述多个DC/DC转换器中的至少一个DC/DC转换器的输出，以接收经DC/DC转换的直流电；以及多个DC/AC逆变器，所述多个DC/AC逆变器中的每一者电连接到所述多个配电盘箱中的一者的输出以将来自配电盘箱的直流输出转换成三相交流电，由此向所述全电飞行器的驱动装置提供电能。
[0007]根据一实施例，所述多个配电盘箱中的每一者至少包括接触器、控制继电器、断路器以及汇流条，其中所述汇流条电连接到所述多个DC/DC转换器中的至少一个DC/DC转换器的输出。
[0008]根据另一实施例，所述多个配电盘箱中的每一者还具有用于该配电盘箱内部的设备的状态的功率控制器。
[0009]根据又一实施例，所述多个配电盘箱中的每一者与所述多个配电盘箱中的其他配电盘箱中的至少一者互为冗余，使得所述多个配电盘箱中的一者发生故障的情况下，与所述一者互为冗余的配电盘箱中的一者接替工作。
[0010]根据又一实施例，所述多个配电盘箱包括第一配电盘箱和第二配电盘箱，所述多个电池包括第一电池和第二电池，所述多个DC/DC转换器包括第一DC/DC转换器和第二DC/
DC转换器，所述第一电池经由所述第一DC/DC转换器连接到所述第一配电盘箱，所述第二电池经由所述第二DC/DC转换器连接到所述第二配电盘箱，其中所述第一配电盘箱和所述第二配电盘箱经由接触器电连接在一起。
[0011]根据又一实施例，所述多个配电盘箱中的每一者包括第一汇流条和第二汇流条，并且所述第一汇流条电连接在所述多个DC/DC转换器中的一者与所述第二汇流条之间，所述第二汇流条电连接在所述第一汇流条与所述多个DC/AC逆变器中的一者之间。
[0012]根据又一实施例，所述多个配电盘箱包括第一、第二、第三和第四配电盘箱，所述多个电池包括第一、第二、第三和第四电池，所述多个DC/DC转换器包括第一、第二、第三和第四DC/DC转换器，第一电池经由所述第一DC/DC转换器连接到第一配电盘箱的第一汇流条，第二电池经由第二DC/DC转换器连接到第二配电盘箱的第一汇流条，第三电池经由第三DC/DC转换器连接到第三配电盘箱的第一汇流条，第四电池经由第四DC/DC转换器连接到第四配电盘箱的第一汇流条，其中：第一配电箱的第一汇流条还电连接到第三配电箱的第二汇流条，且第三配电箱的第一汇流条还电连接到第一配电箱的第二汇流条；和/或第二配电箱的第一汇流条还电连接到第四配电箱的第二汇流条，且第四配电箱的第一汇流条还电连接到第二配电箱的第二汇流条。
[0013]根据又一实施例，所述第一电池与所述第二电池位于飞行器的左侧，且所述第三电池与所述第四电池位于飞行器的右侧。
[0014]根据又一实施例，所述第一汇流条经由断路器电连接到所述第二汇流条。
[0015]根据又一实施例，所述第一汇流条经由接触器电连接到所述多个DC/DC转换器中的一者。
[0016]根据本公开的第二方面，提供了一种用于全电飞行器的机载电能系统，包括：用于提供电力的多个电池；多个DC/DC转换器，所述多个DC/DC转换器中的每一者电连接到所述多个电池中的相应一个电池，以对该电池所输出的直流电进行DC/DC转换；多个第一直流汇流条，所述多个第一直流汇流条中的每一者电连接到所述多个DC/DC转换器中的一者的输出，以接收经DC/DC转换的直流电来向所述全电飞行器的第一直流负载供电；多个DC/AC逆变器，所述多个DC/AC逆变器中的每一者电连接到所述多个第一直流汇流条中的一者以将来自第一直流汇流条的输出转换成三相交流电；多个交流汇流条，所述多个交流汇流条中的每一者电连接到所述多个DC/AC逆变器中的一者的输出，由此向所述全电飞行器的交流负载供电；多个变压整流器，所述多个变压整流器中的每一者电连接到所述多个交流汇流条中的一者以将来自交流汇流条的输出转换成直流；以及多个第二直流汇流条，所述多个第二直流汇流条中的每一者电连接到所述多个变压整流器中的一者的输出，由此向所述全电飞行器的第二直流负载供电。
[0017]根据一实施例，该系统还包括多个应急蓄电池，所述多个应急蓄电池中的每一者电连接到所述多个第二直流汇流条中的一者，其中在正常情况下所述多个第二直流汇流条由所述多个变压整流器供电，并且在应急情况下所述多个第二直流汇流条由所述多个应急蓄电池供电。
[0018]根据另一实施例，所述多个第一直流汇流条中的每一者与所述多个第一直流汇流条中的其他第一直流汇流条中的至少一者互为冗余，和/或所述多个交流汇流条中的每一者与所述多个交流汇流条中的其他交流汇流条中的至少一者互为冗余，和/或所述多个第
二直流汇流条中的每一者与所述多个第二直流汇流条中的其他第二直流汇流条中的至少一者互为冗余。
[0019]根据又一实施例，所述多个第一直流汇流条中的每一者与所述多个第一直流汇流条中的其他第一直流汇流条中的至少一者通过接触器来电连接在一起，和/或所述多个交流汇流条中的每一者与所述多个交流汇流条中的其他交流汇流条中的至少一者通过接触器来电连接在一起，和/或所述多个第二直流汇流条中的每一者与所述多个第二直流汇流条中的其他第二直流汇流条中的至少一者通过接触器来电连接在一起。
[0020]根据本公开的第三方面，提供了一种用于全电飞行器的电源系统，包括：根据本公开的第一方面所述的动力电能系统；以及根据本公开的第二方面所述的机载电能系统，其中所述动力电能系统与所述机载电能系统电隔离。
[0021]根据一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于全电飞行器的动力电能系统，包括：用于提供电力的多个电池；多个DC/DC转换器，所述多个DC/DC转换器中的每一者电连接到所述多个电池中的相应一个电池，以对该电池所输出的直流电进行DC/DC转换；多个配电盘箱，所述多个配电盘箱中的每一者电连接到所述多个DC/DC转换器中的至少一个DC/DC转换器的输出，以接收经DC/DC转换的直流电；以及多个DC/AC逆变器，所述多个DC/AC逆变器中的每一者电连接到所述多个配电盘箱中的一者的输出以将来自配电盘箱的直流输出转换成三相交流电，由此向所述全电飞行器的驱动装置提供电能。2.根据权利要求1所述的动力电能系统，其特征在于，所述多个配电盘箱中的每一者至少包括接触器、控制继电器、断路器以及汇流条，其中所述汇流条电连接到所述多个DC/DC转换器中的至少一个DC/DC转换器的输出。3.根据权利要求2所述的动力电能系统，其特征在于，所述多个配电盘箱中的每一者还具有用于该配电盘箱内部的设备的状态的功率控制器。4.根据权利要求3所述的动力电能系统，其特征在于，所述多个配电盘箱中的每一者与所述多个配电盘箱中的其他配电盘箱中的至少一者互为冗余，使得所述多个配电盘箱中的一者发生故障的情况下，与所述一者互为冗余的配电盘箱中的一者接替工作。5.根据权利要求4所述的动力电能系统，其特征在于，所述多个配电盘箱包括第一配电盘箱和第二配电盘箱，所述多个电池包括第一电池和第二电池，所述多个DC/DC转换器包括第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器，所述第一电池经由所述第一DC/DC转换器连接到所述第一配电盘箱，所述第二电池经由所述第二DC/DC转换器连接到所述第二配电盘箱，其中所述第一配电盘箱和所述第二配电盘箱经由接触器电连接在一起。6.根据权利要求4所述的动力电能系统，其特征在于，所述多个配电盘箱中的每一者包括第一汇流条和第二汇流条，并且所述第一汇流条电连接在所述多个DC/DC转换器中的一者与所述第二汇流条之间，所述第二汇流条电连接在所述第一汇流条与所述多个DC/AC逆变器中的一者之间。7.根据权利要求6所述的动力电能系统，其特征在于，所述多个配电盘箱包括第一、第二、第三和第四配电盘箱，所述多个电池包括第一、第二、第三和第四电池，所述多个DC/DC转换器包括第一、第二、第三和第四DC/DC转换器，第一电池经由所述第一DC/DC转换器连接到第一配电盘箱的第一汇流条，第二电池经由第二DC/DC转换器连接到第二配电盘箱的第一汇流条，第三电池经由第三DC/DC转换器连接到第三配电盘箱的第一汇流条，第四电池经由第四DC/DC转换器连接到第四配电盘箱的第一汇流条，其中：第一配电箱的第一汇流条还电连接到第三配电箱的第二汇流条，且第三配电箱的第一汇流条还电连接到第一配电箱的第二汇流条；和/或第二配电箱的第一汇流条还电连接到第四配电箱的第二汇流条，且第四配电箱的第一汇流条还电连接到第二配电箱的第二汇流条。8.根据权利要求7所述的动力电能系统，其特征在于，所述第一电池与所述第二电池位于飞行器的左侧，且所述第三电池与所述第四电池位于飞行器的右侧。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亿东，戴泽华，刘紫源，郦江，吴善永，黄劲松，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：