动力循环系统的能量管理系统、动力循环系统及飞行器技术方案

技术编号:41220105 阅读:15 留言:0更新日期:2024-05-09 23:40
本发明专利技术公开了一种动力循环系统的能量管理系统,所述动力循环系统为燃气轮机与燃料电池组合的动力循环系统,所述能量管理系统包括:燃料泵,燃料分配器,冷端换热器,冷却循环回路,热端换热器;控制系统,用于控制所述燃料泵、所述燃料分配器、所述冷却循环回路中的循环泵,其中,基于所述动力循环系统的需求功率、所述燃料泵转速和所述燃料分配器开度,得到燃料流量,基于所述燃料流量通过热量平衡计算得到热端换热器热量,基于所述热端换热器热量和所述循环泵的转速,以实现所述冷却循环回路的冷却作用。本发明专利技术能够同时满足飞行器的节能减排与重量控制需求,同时还解决了系统功率密度受散热能力限制的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空新能源动力,尤其涉及动力循环系统的能量管理系统、动力循环系统及飞行器


技术介绍

1、随着世界能源结构向低碳化方向演变,航空领域面临能源转型挑战。氢作为零碳清洁能源,具有较高的能量密度,是航空业实现“碳达峰,碳中和”的重要手段。目前氢燃料发动机和氢燃料电池推进系统是氢能航空最受关注的两个方向,前者结构与现役航空发动机基本相同,其热效率存在理论极限,约为40%左右,后者可令氢在电池中通过电化学反应直接产生电并排出水,发电效率可达60%左右,然而其功率密度较低,难以应用于航空领域。

2、混合动力系统是以燃料电池为主体,与涡轮发动机相结合所组成的新型混合系统。这种构型可结合燃料发动机和燃料电池两种动力系统的优势,大幅降低单一动力在某方面劣势所带来的不良影响,混合系统热效率可高达70%,是目前发电效率最高的大功率发电系统。

3、但是,在航空新能源动力领域中(例如飞行器),混合动力系统并没有具体应用至航空新能源动力领域,同时航空新能源动力系统中发电机、电机等电气设备的散热问题仍然制约着系统功率密度的提升。


<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种动力循环系统的能量管理系统,其特征在于,所述动力循环系统为燃气轮机与燃料电池组合的动力循环系统,其中,所述动力循环系统包括燃烧室、燃料电池、与所述燃烧室相连接的高压压气机、与所述高压压气机相连接的低压压气机以及分别与所述燃烧室和所述燃料电池相连接的燃料输送通路,所述燃料输送通路用于与液氢源相连通;所述能量管理系统包括:

2.一种动力循环系统,其特征在于,包括:

3.根据权利要求2所述的动力循环系统,其特征在于,还包括涡轮机构和与所述涡轮机构相连接的发电机,所述燃烧室用于空气与氢气燃烧、输出高温燃气驱动所述涡轮机构,以使得所述涡轮机构驱动所述发电机。

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【技术特征摘要】

1.一种动力循环系统的能量管理系统,其特征在于,所述动力循环系统为燃气轮机与燃料电池组合的动力循环系统,其中,所述动力循环系统包括燃烧室、燃料电池、与所述燃烧室相连接的高压压气机、与所述高压压气机相连接的低压压气机以及分别与所述燃烧室和所述燃料电池相连接的燃料输送通路,所述燃料输送通路用于与液氢源相连通;所述能量管理系统包括:

2.一种动力循环系统,其特征在于,包括:

3.根据权利要求2所述的动力循环系统,其特征在于,还包括涡轮机构和与所述涡轮机构相连接的发电机,所述燃烧室用于空气与氢气燃烧、输出高温燃气驱动所述涡轮机构,以使得所述涡轮机构驱动所述发电机。

4.根据权利要求3所述的动力循环系统,其特征在于,还包括与所述发电机相连接的电源管理单元以及与所述电源管理单元相连接的电动机,所述电源管理单元用于将所述发电机输出的能量转化为提供给所述电动...

【专利技术属性】
技术研发人员:陶智李海旺李雅男谢刚林宇震余明星
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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