[发明专利]一种用于混合动力航空器的供电方法、系统

说明书

本专利公开了一种用于混合动力航空器的供电方法、系统，属于航空电气系统领域，用于解决混合动力飞机高压电网与低压电网融合的问题，一方面实现了高效的电力推进，大幅度降低燃油消耗，另一方面利用储能装置实现了电推进系统与起动发电技术结合，提高了系统的集成度和复用能力。本发明的供电系统包括：储能装置、混动发电机、起动发电机、原动机、电推进系统力和电能分配系统。

技术领域

本发明涉及航空电气系统领域，尤其涉及一种用于混合动力航空器的供电方法及供电系统。

背景技术

当前随着航空业电气化技术变革，对飞机绿色、节能、低碳等提出了更高的要求，新型能源形式、混合动力、电推进技术已成为航空领域的研究热点。由于航空燃油能量密度比电池高，电推进效率比传统燃气轮机高，混合动力系统是综合两者优点提出的解决方案。混合动力系统普遍采用涡轮发电结合储能装置方式，可实现能源结构的优化和效率的提升，是未来航空器推进系统效率提升和绿色航空的突破点。

发明内容

传统燃气轮机航空发动机的总体效率一般低于40％，混合动力技术将燃气轮机与电力技术结合，可实现高效的电力推进，大幅度降低燃油消耗，降低飞机噪声，提高航空器乘坐的舒适度。但在常规飞机电网基础上引入混动系统需要面临很多技术挑战，在与常规电网的匹配、关联等方面存在技术难点。

本发明所公开的一种用于航空器的混合动力系统，该系统在当前飞机构型的技术上引入混动架构，并结合当前多电技术中的起动发电技术完成与常规电网的融合设计，最大程度优化系统复用能力。混合动力航空器采用涡轮发电结合储能装置方式，系统架构上采用串联方式，涡轮发电结合储能装置共同驱动电动机，配合传统发动机产生推力。混动系统一般采用 540V以上高压直流，常规电网一般230VAC/115VAC低压交流，系统融合较为困难，影响了系统集成度。

本发明公开了一种混合动力航空器的供电方法及供电系统，将混合动力系统与飞机常规电网进行融合设计，一方面实现了高效的电力推进，大幅度降低燃油消耗，另一方面利用储能装置实现了电推进系统与起动发电技术结合，提高了系统的集成度和复用能力。

本发明公开了一种用于混合动力航空器的供电方法：

在航空器处于地面滑行阶段或爬升阶段，原动机带动混动发电机和起动发电机产生电能，所述混动发电机产生的电能与储能装置输出的电能用于驱动电推进系统；

在航空器处于巡航阶段，所述原动机带动所述混动发电机产生电能，经过电能分配单元，为所述储能装置进行充电和/或驱动电推进系统；发动机带动所述起动发电机，为所述储能装置进行充电；

在航空器处于下降阶段，气流驱动所述电推进系统中的涵道风扇产生电能，为所述储能装置充电；

优选的，在航空器处于启动阶段，所述储能装置通过低压回路为所述起动装置提供电能起动所述起动发电机，所述起动发电机在发动机点火前带动发动机运行。

优选的，在航空器启动后，所述起动发电机为所述航空器其他用电设备提供230V或 115V的交流电。

优选的，所述混动发电机产生540V以上高压直流电，为所述混合动力航空器提供高压电能。

优选的，所述混合动力航空器产生的电能通过电能分配系统进行分配、调解、控制电压。

本发明公开了一种使用上述用于混合动力航空器的供电方法的混合动力系统，具体包括：

储能装置；

混动发电机，用于驱动电推进系统；

起动发电机，具备电动机和发电机的功能，所述混合动力航空器的每台发动机至少设置 1台所述起动发电机；

起动装置，用于起动所述起动发电机，所述混合动力航空器的每台起动发电机至少设置 1台所述起动装置；