[发明专利]一种用于航空器的配电系统

说明书

本专利公开了一种用于航空器的配电系统，属于航空电气系统领域，用于为新能源垂直起降飞机提供动力来源，同时相对于现有航空器简化了供电结构，降低了航空器电气系统的重量和复杂度，提高了航空器电气系统中部件的复用程度和安全性，并简化了电能管理系统，使电力控制方式更加简结。所述系统包括功率锂电池系统、燃料电池系统、辅助电池系统、低压电池系统和电能分配系统。

技术领域

本发明涉及航空电气系统领域，尤其涉及一种用于航空器的配电系统。

背景技术

随着氢燃料、锂电池等新型绿色能源技术发展，航空领域目前越来越多地聚焦全电技术研究。与传统燃料动力飞机相比，全电飞机能源动力系统线性解耦、功率具有相对尺寸无关性，同时，噪声低、零排放、飞机运营成本低，代表未来航空器发展方向。

发明内容

本发明所公开的一种用于航空器的配电系统适用于申请人研发了一种新能源垂直起降飞机，所述飞机采用固定翼结合多旋翼的复合翼布局形式，外形图如附图1所示。所述垂直起降飞机的工作模式分为垂直起降模式和固定翼模式，动力系统分为四轴八桨的电动旋翼部分和电动尾推部分。在垂直起降模式中，所述四轴八桨电动旋翼为垂直起降提供动力；在固定翼模式中，所述电动尾推(尾部推进系统)为飞机巡航提供动力。在所述新能源垂直起降飞机中，采用锂电池和燃料电池作为动力源。

为了降低所述新能源垂直起降飞机供电系统的复杂度和系统重量，提高系统安全性，并兼顾锂电池和燃料电池的电压和功率特性，本申请提供了一种用于航空器的配电系统。所述系统在实现为新能源垂直起降飞机提供动力来源的基础上，相对于现有航空器简化了供电结构，降低了航空器电气系统的重量和复杂度，提高了航空器电气系统中部件的复用程度和安全性，并简化了电能管理系统，使电力控制方式更加简单。

本发明提供一种用于航空器的配电系统，所述系统由以下几部分组成：

功率锂电池系统，包含至少一组功率锂电池，用于向垂直起降系统供电；

燃料电池系统，包含燃料电池，所述燃料电池电堆采用分布式设计，用于向巡航动力系统供电；

辅助电池系统，包含至少一组锂电池，与所述燃料电池系统并联，用于辅助所述功率锂电池系统和/或所述燃料电池系统供电，所述辅助电池系统的锂电池与所述功率锂电池系统中的锂电池电压保持一致；

低压电池系统，包含至少一组低压锂电池，所述燃料电池系统通过变换电压与所述低压电池系统共同向航空器提供低压电源；

电能分配系统，包括电力总线、通信总线、电力控制器，用于分配、控制、管理电池系统提供的电能。由于所述系统中锂电池和燃料电池均采用分布式布置方式，利用燃料电池电流源特性和锂电池电压源特性进行直接并联供电，降低了系统重量和复杂度，采用辅助锂电池方式提高了系统复用和安全性。

所述功率电池系统仅为垂直起降系统提供动力，不参与巡航动力系统的供电，保证了旋翼系统的安全性。

所述辅助电池系统通过二极管钳制，实现垂直起降和固定翼两种模式供电，实现了功能复用，降低了系统重量，也保证功率锂电池系统的安全性，辅助电池系统与功率锂电池系统电压保持一致，简化了供电系统的能量管理。

在上述供电系统中，所述电力控制器具体包括高压配电盒、低压配电盒、燃料电池配电盒、电池管理系统；

其中，高压配电盒包括：

至少一个连接功率锂电池系统的端口；

至少一个连接辅助电池系统的端口；

至少一个连接垂直起降系统的端口；

连接所述燃料电池系统的端口；

所述至少一个连接功率锂电池系统的端口和所述至少一个连接辅助电池系统的端口，通过第一汇流排与所述至少一个连接垂直起降系统的端口相连；