[發明專利]一種用于航空器的配電系統

在審

• 申請號: 202110822092.1
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113371207A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李洪亮;張馳;羅中培;董瑋;曲江磊;王府井;馬浩博
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心;中國商用飛機有限責任公司
• 主分類號: B64D27/24
• 分類號: B64D27/24;B64C29/02;B64C27/28;B60L50/75
• 代理公司: 泰和泰律師事務所 51219
• 代理人: 范相玉

本專利公開了一種用于航空器的配電系統，屬于航空電氣系統領域，用于為新能源垂直起降飛機提供動力來源，同時相對于現有航空器簡化了供電結構，降低了航空器電氣系統的重量和復雜度，提高了航空器電氣系統中部件的復用程度和安全性，并簡化了電能管理系統，使電力控制方式更加簡結。所述系統包括功率鋰電池系統、燃料電池系統、輔助電池系統、低壓電池系統和電能分配系統。

技術領域

本發明涉及航空電氣系統領域，尤其涉及一種用于航空器的配電系統。

背景技術

隨著氫燃料、鋰電池等新型綠色能源技術發展，航空領域目前越來越多地聚焦全電技術研究。與傳統燃料動力飛機相比，全電飛機能源動力系統線性解耦、功率具有相對尺寸無關性，同時，噪聲低、零排放、飛機運營成本低，代表未來航空器發展方向。

發明內容

本發明所公開的一種用于航空器的配電系統適用于申請人研發了一種新能源垂直起降飛機，所述飛機采用固定翼結合多旋翼的復合翼布局形式，外形圖如附圖1所示。所述垂直起降飛機的工作模式分為垂直起降模式和固定翼模式，動力系統分為四軸八槳的電動旋翼部分和電動尾推部分。在垂直起降模式中，所述四軸八槳電動旋翼為垂直起降提供動力；在固定翼模式中，所述電動尾推(尾部推進系統)為飛機巡航提供動力。在所述新能源垂直起降飛機中，采用鋰電池和燃料電池作為動力源。

為了降低所述新能源垂直起降飛機供電系統的復雜度和系統重量，提高系統安全性，并兼顧鋰電池和燃料電池的電壓和功率特性，本申請提供了一種用于航空器的配電系統。所述系統在實現為新能源垂直起降飛機提供動力來源的基礎上，相對于現有航空器簡化了供電結構，降低了航空器電氣系統的重量和復雜度，提高了航空器電氣系統中部件的復用程度和安全性，并簡化了電能管理系統，使電力控制方式更加簡單。

本發明提供一種用于航空器的配電系統，所述系統由以下幾部分組成：

功率鋰電池系統，包含至少一組功率鋰電池，用于向垂直起降系統供電；

燃料電池系統，包含燃料電池，所述燃料電池電堆采用分布式設計，用于向巡航動力系統供電；

輔助電池系統，包含至少一組鋰電池，與所述燃料電池系統并聯，用于輔助所述功率鋰電池系統和/或所述燃料電池系統供電，所述輔助電池系統的鋰電池與所述功率鋰電池系統中的鋰電池電壓保持一致；

低壓電池系統，包含至少一組低壓鋰電池，所述燃料電池系統通過變換電壓與所述低壓電池系統共同向航空器提供低壓電源；

電能分配系統，包括電力總線、通信總線、電力控制器，用于分配、控制、管理電池系統提供的電能。由于所述系統中鋰電池和燃料電池均采用分布式布置方式，利用燃料電池電流源特性和鋰電池電壓源特性進行直接并聯供電，降低了系統重量和復雜度，采用輔助鋰電池方式提高了系統復用和安全性。

所述功率電池系統僅為垂直起降系統提供動力，不參與巡航動力系統的供電，保證了旋翼系統的安全性。

所述輔助電池系統通過二極管鉗制，實現垂直起降和固定翼兩種模式供電，實現了功能復用，降低了系統重量，也保證功率鋰電池系統的安全性，輔助電池系統與功率鋰電池系統電壓保持一致，簡化了供電系統的能量管理。

在上述供電系統中，所述電力控制器具體包括高壓配電盒、低壓配電盒、燃料電池配電盒、電池管理系統；

其中，高壓配電盒包括：

至少一個連接功率鋰電池系統的端口；

至少一個連接輔助電池系統的端口；

至少一個連接垂直起降系統的端口；

連接所述燃料電池系統的端口；

所述至少一個連接功率鋰電池系統的端口和所述至少一個連接輔助電池系統的端口，通過第一匯流排與所述至少一個連接垂直起降系統的端口相連；