一种飞行器能源控制方法及系统与流程

本发明涉及飞行器能源管理，具体而言，涉及一种飞行器能源控制方法。

背景技术：

1、飞行器能源控制系统是飞行器上执行飞行保障功能的系统总称，包括液压、环境控制、燃油、电力、辅助动力等子系统，其先进性直接影响飞行器的整体性能。未来飞行器平台的功率需求、散热需求都将大幅提高，对飞行器能源控制系统提出了新的能量管理要求。

2、现有的飞行器能源控制系统采用独立的液压、环控、燃油、辅助动力等系统，各系统独立进行能量利用及热管理，各用电设备电能来源均为主发动机，当多个设备同时启用时造成主发动机负担过大，对主发动机的性能以及寿命有影响，甚至不能满足大功率用电设备的用电需求。而且系统对运行模式变化缺乏自主适应性。不同运行模式下各设备的能量来源和热管理方法是固定的，没有针对不同模式的特点做出适应性改变，有待进一步优化，系统能量效率偏低。

技术实现思路

1、为解决飞行器能源如何高效分配的问题，本发明提供了一种飞行器能源控制方法及系统。

2、第一方面，本发明提供了一种飞行器能源控制方法，所述飞行器能源控制方法包括：

3、步骤s11，基于飞行器处于工作状态且飞行器能源控制系统的电负载发生波动，获取所述飞行器能源控制系统的电负载大小；

4、步骤s12，基于所述电负载增大至第一设定阈值且第一负载单元运行，控制储能组件增大对负载组件供给的电能，能源组件供给的电能、发动机组件供给的电能均保持不变；其中，所述飞行器能源控制系统包括所述储能组件、所述能源组件、所述发动机组件、所述负载组件；所述储能组件与所述能源组件电连接；所述发动机组件与所述储能组件电连接；所述发动机组件与所述能源组件电连接；所述负载组件包括所述第一负载单元；所述第一负载单元分别与所述能源组件、所述储能组件、所述发动机组件电连接；

5、步骤s13，基于所述电负载增大至第二设定阈值且所述第一负载单元运行，控制所述储能组件停止对所述负载组件供给电能，所述能源组件增大对所述负载组件供给的电能，所述发动机组件供给的电能保持不变；其中，所述第二设定阈值大于所述第一设定阈值。

6、在一些实施例中，所述飞行器能源控制方法还包括：

7、基于所述电负载增大至第三设定阈值且所述第一负载单元运行，控制所述储能组件、所述能源组件共同向所述负载组件供给电能，所述发动机组件对所述负载组件供给的电能保持不变；其中，所述第三设定阈值大于所述第二设定阈值。

8、在一些实施例中，所述飞行器能源控制方法还包括：

9、基于所述电负载增大至第四设定阈值且第二负载单元运行，控制所述储能组件对所述负载组件供给的电能增大至最大输出功率，所述能源组件、所述发动机组件供给的电能均保持不变；其中，所述第四设定阈值大于所述第三设定阈值；所述负载组件还包括所述第二负载单元；所述第二负载单元分别与所述储能组件、所述能源组件、所述发动机组件电连接。

10、在一些实施例中，所述飞行器能源控制方法包括：

11、基于所述电负载增大至第四设定阈值且所述储能组件对所述负载组件供给的电能增大至最大输出功率，所述能源组件的冷却涡轮增加对所述储能组件、所述第二负载单元供给的冷却气体输出量，减少对所述第一负载单元供给的冷却气体输出量；其中，所述能源组件包括所述冷却涡轮、起发电机、压气机、换热器；所述冷却涡轮、所述起发电机、所述压气机共轴连接；所述压气机通过所述换热器与所述冷却涡轮连通；所述储能组件与所述冷却涡轮连通；所述第一负载单元与所述冷却涡轮连通；所述第二负载单元与所述冷却涡轮连通。

12、在一些实施例中，所述飞行器能源控制方法还包括：

13、基于所述电负载增大至第四设定阈值，获取所述第二负载单元的作动部的温度；其中，所述第二负载单元包括所述作动部、储热部、散热部；所述作动部分别与所述储能组件、所述起发电机、所述发动机组件电连接；所述作动部与所述储热部进行热量传递；所述散热部与所述储热部进行热量传递；所述散热部分别与所述储能组件、所述起发电机、所述发动机组件电连接；所述散热部与所述冷却涡轮连通；

14、基于所述作动部的温度达到第一温度阈值，所述储热部与所述作动部进行换热；

15、基于所述储热部的温度达到第二温度阈值，所述冷却涡轮向所述散热部供给冷却气体，所述散热部对所述储热部进行冷却。

16、在一些实施例中，所述飞行器能源控制方法包括：

17、基于所述飞行器处于工作状态，获取所述储能组件的电量状态；

18、基于所述储能组件的电量状态小于第一电量阈值，控制所述能源组件增大对所述储能组件供给的电能；

19、基于所述储能组件的电量状态大于所述第一电量阈值且小于第二电量阈值，获取所述发动机组件的输出电能与所述负载组件的实际使用电能；

20、基于所述发动机组件的输出电能大于所述负载组件的实际使用电能，控制所述发动机组件向所述储能组件供给剩余的电能，所述能源组件对所述储能组件供给的电能保持不变。

21、在一些实施例中，所述飞行器能源控制方法还包括：

22、基于所述储能组件的电量状态大于所述第二电量阈值，获取所述发动机组件的输出电能与所述负载组件的实际使用电能；

23、基于所述发动机组件的输出电能大于所述负载组件的实际使用电能，控制所述发动机组件向所述储能组件供给剩余的电能，所述能源组件停止对所述储能组件的电能供给。

24、在一些实施例中，所述飞行器能源控制方法包括：

25、基于所述飞行器处于工作状态，获取所述飞行器的飞行高度；

26、基于所述飞行高度在高度设定阈值范围内，获取所述发动机组件的输出电能与所述能源组件的输出电能；其中，所述能源组件还包括燃烧室、动力涡轮；所述负载组件还包括供油单元；所述动力涡轮与所述压气机共轴连接；所述压气机与所述燃烧室连通；所述燃烧室与所述动力涡轮连通；所述发动机组件与所述燃烧室连通；所述供油单元分别与所述燃烧室、所述发动机组件连通；所述供油单元分别与所述储能组件、所述起发电机、所述发动机组件电连接；

27、基于所述发动机组件、所述能源组件的输出电能之和小于输出设定阈值且所述发动机组件向所述燃烧室供给气体，控制所述发动机组件减少向所述燃烧室供给的气体量，所述供油单元增大对所述燃烧室、所述发动机组件供给的燃油量，所述储能组件增大对所述负载组件供给的电能。

28、第二方面，本发明提供了一种飞行器能源控制系统，所述飞行器能源控制系统应用于第一方面中任一的所述飞行器能源控制方法，

29、所述飞行器能源控制系统包括：

30、能源组件，所述能源组件用于供给电能和冷却气体；

31、储能组件，所述储能组件与所述能源组件电连接；

32、负载组件，所述负载组件包括第一负载单元；所述第一负载单元与所述能源组件电连接；所述第一负载单元与所述储能组件电连接；

33、发动机组件，所述发动机组件与所述能源组件电连接；所述发动机组件与所述储能组件电连接；所述发动机组件与所述第一负载单元电连接。

34、在一些实施例中，所述能源组件包括冷却涡轮、起发电机、压气机、换热器、动力涡轮、燃烧室；所述冷却涡轮、所述起发电机、所述压气机、所述动力涡轮共轴连接；所述压气机通过所述换热器与所述冷却涡轮连通；所述压气机与所述燃烧室连通；所述燃烧室与所述动力涡轮连通；所述燃烧室与所述发动机组件连通；所述储能组件与所述冷却涡轮连通；所述第一负载单元与所述冷却涡轮连通；所述起发电机与所述第一负载单元电连接；所述起发电机与所述储能组件电连接；所述起发电机与所述发动机组件电连接；

35、所述负载组件还包括第二负载单元、供油单元；所述第二负载单元包括作动部、储热部、散热部；所述作动部与所述储热部进行热量传递；所述散热部与所述储热部进行热量传递；所述散热部与所述冷却涡轮连通；所述作动部分别与所述储能组件、所述起发电机、所述发动机组件电连接；所述散热部分别与所述储能组件、所述起发电机、所述发动机组件电连接；所述供油单元分别与所述燃烧室、所述发动机组件连通；所述供油单元分别与所述储能组件、所述起发电机、所述发动机组件电连接。

36、为解决飞行器能源如何高效分配的问题，本发明有以下优点：

37、在飞行器处于工作状态且飞行器能源控制系统的电负载发生波动的时候，可以通过获取飞行器能源控制系统的电负载大小进行判断从而后续分配能源。电负载可以包括负载组件的工作功率，负载组件可以包括第一负载单元。如果第一负载单元是运行状态且电负载增大到第一设定阈值，可以增大储能组件对负载组件供给的电能，控制能源组件供给的电能、发动机组件供给的电能均保持不变。如果第一负载单元是运行状态且电负载增大到第二设定阈值，可以停止储能组件对负载组件供给电能，同时增大能源组件对负载组件供给的电能，控制发动机组件供给的电能保持不变。通过这样可以减少电负载波动对发动机组件的影响，使发动机组件输出功率尽可能长时间维持在一个小的波动范围内，从而使得发动机组件处于一个高效的工作状态，从而提升飞行器能源控制系统的能量效率，实现高效分配飞行器能源。