[發明專利]用于提供電功率的系統和方法

有效

• 申請號: 201310210856.7
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103456976B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: Z.周;J.R.普雷斯利;R.S.德穆思;殷明
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01M8/0606
• 分類號: H01M8/0606;H01M8/04082
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;傅永霄

本發明涉及用于提供電功率的系統和方法。一種電功率單元向飛行器(100)上的電氣構件(12)提供電功率。電功率單元(10)包括構造成定位在飛行器上的氫氣發生系統(16)。氫氣發生系統還構造成使用水與金屬之間的反應來生成氫氣。電功率單元還包括構造成定位在飛行器上的燃料電池(14)。燃料電池操作地連接至氫氣發生系統，使得燃料電池從氫氣發生系統接收氫氣。燃料電池還構造成從自氫氣發生系統接收的氫氣產生電功率且電連接至電氣構件電連接以用于給該構件供應電功率。

技術領域

本發明涉及用于提供電功率的系統和方法。

背景技術

一些已知的飛行器包括應急功率單元(EPU)。EPU在飛行器的主功率單元(PPU)和/或輔助功率單元(APU)失效時向飛行器的電氣構件供應電功率。例如，在PPU和/或APU失效時，一些已知飛行器的EPU向對飛行器的安全操作關鍵和/或至關重要的電氣構件供應電功率，例如飛行控制裝置、相連的液壓裝置、儀表、航空電子裝置和飛行管理系統，等等。

一些已知飛行器的EPU包括配備在飛行器外部的沖壓空氣(ram air)渦輪。沖壓空氣渦輪是從飛行器在飛行期間所移動通過的空氣生成電功率的風力渦輪。但是，沖壓空氣渦輪可能相對大且重，這可增加EPU的成本。而且，沖壓空氣渦輪不能在飛行器載有乘客的情況下測試。因此，必須進行無乘客的額外飛行以測試沖壓空氣渦輪。由于額外飛行的相關聯的燃料和其它成本，飛行員通常不測試沖壓空氣渦輪，直到在緊急狀況下需要EPU。EPU的可靠性和性能因此是未知的，使得EPU在緊急狀況期間可能不操作以供應任何或足量的電功率。

發明內容

在一個實施例中，一種電功率單元向飛行器上的電氣構件提供電功率。該電功率單元包括構造成定位在飛行器上的氫氣發生系統。氫氣發生系統還構造成使用水與金屬之間的反應來生成氫氣。電功率單元還包括構造成定位在飛行器上的燃料電池。燃料電池操作地連接至氫氣發生系統，使得燃料電池從氫氣發生系統接收氫氣。燃料電池還構造成從自氫氣發生系統接收的氫氣生成電功率且電連接至電氣構件以用于給該構件供應電功率。

在另一實施例中，提供了一種用于在飛行器上提供電功率的方法。該方法包括使用水與金屬之間的反應在飛行器上生成氫氣、向飛行器上的燃料電池供應所生成的氫氣、以及使用所生成的氫氣在燃料電池生成電功率。

在另一實施例中，一種飛行器包括機身、機身上的電氣構件和機身上的氫氣發生系統。氫氣發生系統構造成使用水與金屬之間的反應來生成氫氣。飛行器還包括機身上的燃料電池。燃料電池操作地連接至氫氣發生系統，使得燃料電池從氫氣發生系統接收氫氣。燃料電池構造成使用從氫氣發生系統接收的氫氣來生成電功率。燃料電池電連接至電氣構件以用于給該構件供應電功率。

根據一方面，提供了一種用于向飛行器上的電氣構件提供電功率的電功率單元，該電功率單元包括：氫氣發生系統，其構造成定位在飛行器上，氫氣發生系統還構造成使用水與金屬之間的反應來生成氫氣；以及燃料電池，其構造成定位在飛行器上，燃料電池操作地連接至氫氣發生系統，使得燃料電池從氫氣發生系統接收氫氣，燃料電池還構造成從自氫氣發生系統接收的氫氣生成電功率且電連接至電氣構件以用于給構件供應電功率。

優選地，氫氣發生系統包括反應器、水箱和泵，泵操作地與反應器和水箱連接，以用于將水從水箱泵送到反應器中。

優選地，電功率單元是飛行器的應急功率單元或輔助功率單元中的一個。

優選地，燃料電池產生水作為使用自氫氣發生系統接收的氫氣的電功率生成的副產品，氫氣發生系統流體連接至燃料電池，使得氫氣發生系統構造成從燃料電池接收水。

優選地，氫氣發生系統包括反應器，其具有包括底部的反應室，反應室構造成在反應室的底部接收水，使得水與金屬之間的反應在反應室的底部開始。

優選地，氫氣發生系統包括反應器，其具有頂端和相對的底端，反應器構造成通過延伸穿過頂端的入口在底端接收水。