[实用新型]一种适用于新能源飞机的电推进电气系统

说明书

本实用新型提供了一种适用于新能源飞机的电推进电气系统，包括：电机、电机控制器、锂电池组、燃料电池系统、软启动装置、降压DCDC、低压配电装置、低压应急电池、能量管理单元以及综合显示仪表。其中高压系统部分，锂电池通过软启动装置与燃料电池系统并联为全机提供电能，通过电机控制器驱动电机旋转，为飞机提供动力；低压系统部分，由降压DCDC与低压应急电池并联，通过低压配电装置，为全机低压负载供电。本实用新型零碳排放，环保性能好，通过电能和氢能两种能源结合使用，在保证飞机起飞爬升性能的基础上，增加了飞机的航程和航时，使飞机的实用性大幅提升，并且机载能源形式多样，也增强了飞机的可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及电推进系统，具体而言，尤其涉及一种适用于新能源飞机的电推进电气系统。

背景技术

随着人们对环境问题的日益重视以及航空领域对废气排放等污染物愈发严格的控制，下一个航空百年必将属于新能源电动飞机，各种形式的电动飞机和飞行器将会逐步取代和淘汰传统燃油机型。电推进系统作为电动飞机的核心系统，将对电动飞机的发展起到至关重要的作用。随着电动飞机种类的不断增多及性能的不断提升，对电推进系统也提出了新的挑战。

目前新能源航空领域发展形成了两种趋势，锂电池和燃料电池。现有的技术水平下，锂电池的能量密度仍相对较低，这对于飞机续航里程的提升将是严重制约。燃料电池能量取决于所携带的燃料，但启动慢，功率密度不高,存在动力性不足的问题。

发明内容

根据上述提出电推进系统中锂电池的能量密度、燃料电池启动慢且功率密度低的技术问题，而提供一种适用于新能源飞机的电推进电气系统。本实用新型以锂电池和燃料电池共同作为能源，不仅有利于飞机续航里程的进一步提升，并且采用多种机载能源形式，也增加了飞机的可靠性及安全性。

本实用新型采用的技术手段如下：

本实用新型提供一种适用于新能源飞机的电推进电气系统，包括：电机、电机控制器、锂电池组、燃料电池系统、软启动装置、降压DCDC、低压配电装置、低压应急电池、能量管理单元以及综合显示仪表；

所述的锂电池通过软启动装置与所述的燃料电池系统电气上并联，通过所述的电机控制器驱动所述的电机旋转，为飞机提供动力，所述的锂电池组包含用于进行工作状态监测的电池管理系统；

所述的燃料电池系统包括燃料电池电堆、空压机、水泵、升压DCDC，其中，所述燃料电池电堆、空压机以及水泵均与升压DCDC连接，所述燃料电池电堆包括用于燃料电池状态监测及实时控制的燃料电池控制器；

所述的降压DCDC与低压应急电池并联，通过所述的低压配电装置，为所述的能量管理单元及所述的综合显示仪表供电；

所述的电池管理系统、燃料电池控制器、电机控制器、升压DCDC、能量管理单元以及综合显示仪表均通过总线连接。

进一步地，所述升压DCDC包括电源变换模块、接触器、高压汇流条以及熔断器；

所述的锂电池组通过所述的软启动装置与所述的高压汇流条连接；

所述的燃料电池电堆通过所述接触器与所述的电源变换模块连接；

所述的电源变换模块与所述高压汇流条连接，进而实现与所述的锂电池组的并联；

所述的高压汇流条通过所述的熔断器为所述的空压机、水泵、降压DCDC以及电机控制器提供高压电，并实现线路过流、短路保护。

进一步地，所述软启动装置包括熔断器、软启动继电器、软启动电阻和主接触器；

所述的熔断器输入端与所述的锂电池组相连，输出端分别与软启动继电器和和主接触器主触点输入端相连；

所述的软启动继电器主触点输出端与所述的软启动电阻串联后与所述的主接触器主触点输出端并联，接向所述的升压DCDC；