[发明专利]混合动力设备中的电池加热

说明书

提供了混合动力设备中的电池加热。一种在寒冷气候中操作混合动力设备的方法，其包括：吸收由内燃机生成的热，以及使用从内燃机吸收的热的至少一部分来给操作性地连接至电动机的电池组加温。

技术领域

本申请总地涉及用于飞行器应用的混合动力设备（hybrid electric powerplant），并且更具体地，涉及用于在这样的动力设备中给电池加温的方法和系统。

背景技术

温度在电池性能方面起着重要作用。电池根据化学反应而变化。在寒冷的天气中，化学物质不能像在温暖的天气中反应得那么快。因此，冷的电池将不会具有与温的电池相同的电力。为了在所有天气条件下提供足够的电力，因此有时有必要增加电池数量或使用更大的电池。然而，这导致重量增加，这使得混合动力设备对飞行器应用不太有吸引力。

发明内容

在一个方面，提供了一种操作混合动力设备的方法，所述混合动力设备具有内燃机、电动机和电池组，所述方法包括：a）吸收由内燃机生成的热，以及b）使用从内燃机吸收的热来给电池组加温。

在另一方面，提供了一种在寒冷气候中操作飞行器的混合动力设备的方法，所述方法包括：启动内燃机；循环与内燃机有热交换关系的冷却剂，以吸收由内燃机生成的废热；循环与电池组有热交换关系的、被内燃机加热的冷却剂，冷却剂将热传递到电池组来给电池组加温；以及然后使用电池组来为电动机供电。

在另一方面，提供了一种混合动力设备，其包括：压缩机；内燃机，其具有流体地连接到压缩机的出口的入口，内燃机具有冷却剂回路；涡轮，其具有流体地连接到内燃机的出口的入口；电动机；以及电池组，其被配置成向电动机提供电力，电池组与内燃机的冷却剂回路有热交换关系。

附图说明

现在对附图进行参考，在附图中：

图1是适于在混合动力飞行器上使用的动力设备的示意图；

图2是适于在图1中所示出的动力设备中使用的复合循环发动机的示意图；

图3是适于在图2中所示出的复合循环发动机中使用的旋转发动机的示意剖视图；以及

图4示出了作为周围环境温度的函数的锂离子电池的典型特性。

具体实施方式

图1图示了适于在混合动力飞行器上使用的动力设备10的示例。动力设备10可以采用各种配置。例如，动力设备10可以被配置为用于驱动螺旋桨18的涡轮螺旋桨发动机。根据另一示例，其可以被配置为用于驱动直升机转子或任何其他待驱动负载的涡轮轴发动机。混合动力设备10也可以被用在辅助动力单元（APU）设施中。还设想到其他应用。

根据特定的实施例，动力设备10一般包括化石燃料供电的发动机12和电动发电机14以及电连接至电动发电机14的电池组16。电动发电机14可以由两个不同的电动机和发电机机器组成，或者其可以被集成到一个单元中。发动机12可以经由输出轴15'驱动地连接至电动发电机14。电动发电机14又经由减速齿轮箱（RGB）17驱动地连接至负载（在图示的示例中的螺旋桨18）。根据一种可能的布置，化石燃料供电的发动机12和电动发电机14两者都可以连接至RGB 17以驱动负载。这样的布置被称为并行混合系统。根据另一可能的布置，当在发电机模式下使用发动机12用于对电池组16的电池充电时，发动机12只能被用来驱动电动发电机14，并且负载只能由电动机14经由RGB 17来驱动。该布置可以被称为串行混合系统。