[發明專利]用于直升機的混合動力系統及具有其的直升機

有效

• 申請號: 201610116727.5
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105691610B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 卜建國;周明;呂凱雄;蘭旭東;徐全勇;黃旭東;李雨寬
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B64C27/12
• 分類號: B64C27/12;B64D27/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 黃德海

技術領域

本發明涉及航天航空領域，具體而言，涉及一種用于直升機的混合動力系統及具有該混合動力系統的直升機。

背景技術

在航天航空領域，尤其是在通航領域，活塞發動機有著廣闊的前景，隨著直升機對于高燃油經濟性、高功重比發動機的需求，直升機多電化成為未來發展方向。

相關技術中，直升機的尾槳通過發動機驅動，傳動系統復雜，尾槳所需功率在整個直升機功率比重最高可以達到20％，以一個安裝了70kw發動機的直升機來說，驅動尾槳所需功率最高將達到14kw，這對發動機提出了更高的要求，且尾槳控制靈活性和機動性差，同時整個直升機的重量大，不利于多電化，存在改進空間。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明提出一種控制靈活、節約能源的用于直升機的混合動力系統。

本發明還提供了一種節能、安全性高的直升機。

根據本發明第一方面實施例的用于直升機的混合動力系統，包括：發動機；動力電池；ISG電機，所述ISG電機與所述動力電池電氣連接，且所述ISG電機與所述發動機機械連接，且所述發動機和所述ISG電機中的至少一個輸出的動力適于輸出給所述直升機的主旋翼；尾槳電機，所述尾槳電機分別與所述動力電池和所述ISG電機電氣連接，且所述尾槳電機輸出的動力適于輸出給所述直升機的尾槳。

根據本發明實施例的用于直升機的混合動力系統，可根據直升機的具體工況，控制發動機、ISG電機和尾槳電機處于不同的工作狀態，控制靈活，且尾槳通過尾槳電機驅動，無需設置傳動部件，重量輕，利于節油。

根據本發明的一個實施例，用于直升機的混合動力系統還包括離合裝置，所述離合裝置與所述ISG電機相連以可選擇性地將所述發動機和所述ISG電機中的至少一個輸出的動力輸出給所述直升機的主旋翼。

根據本發明的一個實施例，所述發動機的飛輪與所述ISG電機的轉子集成為一體。

根據本發明的一個實施例，所述ISG電機的定子上設有冷卻水套。

根據本發明的一個實施例，所述混合動力系統具有快速起動模式；所述混合動力系統處于所述快速起動模式時，所述動力電池給所述ISG電機供電，所述ISG電機驅動所述發動機起動。

根據本發明的一個實施例，所述混合動力系統具有第一混聯驅動模式；所述混合動力系統處于所述第一混聯驅動模式且所述動力電池的SOC大于第一閾值時，所述發動機工作，所述離合裝置接合，所述ISG電機為發電機，且所述ISG電機輸出的電能全部用于驅動所述尾槳電機。

根據本發明的一個實施例，所述混合動力系統具有第二混聯驅動模式；所述混合動力系統處于所述第二混聯驅動模式且所述動力電池的SOC小于第二閾值時，所述發動機工作，所述離合裝置接合，所述ISG電機為發電機，且所述ISG電機輸出的電能用于驅動所述尾槳電機和為所述動力電池充電

根據本發明的一個實施例，其中所述第二閾值小于所述第一閾值。

根據本發明的一個實施例，所述混合動力系統具有第一并聯驅動模式；所述混合動力系統處于所述第一并聯驅動模式，且動力電池的SOC大于等于第三閾值時，所述發動機工作，所述離合裝置接合，所述發動機輸出的動力全部用于驅動所述直升機的主旋翼，所述動力電池給所述尾槳電機供電。

根據本發明的一個實施例，所述混合動力系統具有第二并聯驅動模式；所述混合動力系統處于所述第二并聯驅動模式，且動力電池的SOC小于第三閾值時，所述發動機工作，所述離合裝置接合，所述ISG電機為發電機，且所述ISG電機輸出的電能全部用于驅動所述尾槳電機。

根據本發明的一個實施例，所述混合動力系統具有純電動模式；所述混合動力系統處于所述純電動模式時，所述發動機不工作，所述離合裝置接合，所述動力電池為所述ISG電機和所述尾槳電機供電，所述ISG電機為電動機，所述ISG電機適于帶動所述發動機起動且適于驅動所述直升機的主旋翼。

根據本發明第二方面實施例的直升機，包括第一方面所述的用于直升機的混合動力系統。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的用于直升機的混合動力系統的結構示意圖。

附圖標記：

直升機1000、

混合動力系統100、尾槳200、主旋翼300、

發動機1、

動力電池2、

ISG電機3、

尾槳電機4、

離合裝置5、

逆變器6、

穩壓器7、

ECU8。