[发明专利]一种电动飞机用燃料电池和锂电池混合动力系统

说明书

本发明涉及混合电源领域，具体地说是一种电动飞机用燃料电池和锂电池混合动力系统，燃料电池控制系统的输出端连接燃料电池电堆，对燃料电池电堆进行控制；燃料电池电堆的输出端连接DC/DC转换器的输入端，DC/DC转换器的输出端与二极管和熔断器连接后连接到电机控制器的输入端，为电机控制器对电机控制提供电源；DC/DC转换器的输出端与二极管和熔断器连接后连接到充电系统的输入端，给充电系统提供电能；充电系统的输出端连接锂电池的输入端，为锂电池充电；锂电池的输出端通过二极管和熔断器后连接到电机控制器的输入端，为电机控制器对电机控制提供电源。本发明能够最大程度的增加飞机飞行时间，延长飞机航时间，保证飞行员和飞机安全。

技术领域

本发明涉及混合电源领域，具体地说是一种电动飞机用燃料电池和锂电池混合动力系统。

背景技术

众所周知，随着蒸汽机和内燃机等早期的系统消耗大量不可再生的化石能源，环境的污染、人类的持续发展正在面临严峻的考验。在这种形势下，发展洁净能源成为了十分紧迫的任务，燃料电池的出现成为了新的支柱力量。

传统所使用的例如铅酸电池、镍氢电池等二次电池各有不同的缺点，铅酸电池的电容量低，电池使用寿命短；镍氢电池成本高，续航能力短等。而目前常用的锂电池，功率密度高，低温性能差，能量密度低；质子交换膜燃料电池具有能量密度高(约为锂电池的三倍)。将质子交换膜燃料电池和锂电池组合在一起形成的混合动力系统，同时具备功率密度高和能量密度高的优势，以其作电动飞机的动力系统，具有续航时间长，对环境完全没有污染等特点，是电动飞机未来的发展方向。

专利一种燃料电池-锂电池混合动力系统(专利公布号CN 102555765A)所提到的系统，包括电机控制系统，还包括燃料电池堆、燃料电池辅助设备、燃料电池检测控制装置构成的燃料电池子系统，由锂电池组和锂电池控制装置组成的锂电池子系统，由DC/DC变换器、充电控制器、可控硅、继电器构成的充电控制子系统，以及智能混合电源管理系统。该专利将燃料电池电堆的输出端与锂电池的输出端分别通过继电器和可控硅与DC/DC变换器的输入端连接，这样做会造成对电源输出能力的浪费，无法充分利用两套电源的能量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种电动飞机用燃料电池和锂电池混合动力系统，通过加入充电系统，在整个过程中时刻监控DC/DC输出端的电压和锂电池输出电压，确保锂电池充放电过程能够正常进行。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种电动飞机用燃料电池和锂电池混合动力系统，燃料电池控制系统的输出端连接燃料电池电堆，对燃料电池电堆进行控制；

燃料电池电堆的输出端连接DC/DC转换器的输入端，DC/DC转换器的输出端与第一二极管和第一熔断器连接后连接到电机控制器的输入端，为电机控制器对电机控制提供电源；DC/DC转换器的输出端与第三二极管和第三熔断器连接后连接到充电系统的输入端，给充电系统提供电能；

充电系统的输出端连接锂电池的输入端，为锂电池充电；

锂电池的输出端通过第二二极管和第二熔断器后连接到电机控制器的输入端，为电机控制器对电机控制提供电源。

所述充电系统的输入端直接连接DC/DC转换器的输出端，对DC/DC转换器的电压输出进行监测。

所述充电系统的输出端连接锂电池的输出端，用于检测锂电池的输出电压值，当锂电池的输出电压低于锂电池满电电压时，充电系统自动为锂电池充电，直至锂电池达到满电状态。

所述充电系统包括：

电阻和继电器串联连接；

DC-DC电压传感器，设置于所述充电系统输入端，采集DC/DC对充电系统的输出电压；