用于飞行器的电力推进系统的制作方法

本发明涉及一种用于飞行器的电力推进系统。这种系统特别安装在具有纯电推进的飞行器(例如飞机)上。

背景技术：

1、仅使用电池或其它存储元件中存储的电力进行推进的飞行器必须具有能够管理从存储元件到电动机的电力流的电连接架构，无论使用条件和任何故障如何。

2、意图向次级电路(通风、照明、加热等)供电的最新飞行器上的电力分配网络通常包括具有例如115v或230v的交流电压的ac网络，和/或28v的低电压dc网络。所涉及的电力通常在50至500kw范围内。

3、具有电推进的飞行器需要较大的电力，且在约400至1000v的较高直流电压下运行。对于这种具有电推进的飞行器，有必要定义新的配电架构。当前研究集中在两种分配架构拓扑结构：分离式架构和分配式架构。

4、分离式架构包括多个电分离的并联分配通道，每一分配通道包括将电源连接到一个或多个相应电动机的电力总线。

5、在这类架构中，电源的损失不可避免地导致一个或多个相关电动机的损失。取决于飞行器的类型和推进系统的类型，系统可以包含将一个或多个电动机朝着与主要源相同类型或不同类型的次级备用电源重新定向的可能性(这称为混合架构)。

6、然而，由于多个连接总线以及在适用的情况下在正常操作中不使用的次级源，这种冗余系统导致机上的体积和重量增加。

7、分配式架构试图限制这种体积和重量问题，这对于在飞行器上使用尤其重要。

8、在这种类型的架构中，源并联连接到服务所有电动机的公共电力总线。在标称模式中，各个电池之间的电压是平衡的，使得电池共享不同负载的供电。在发生电池损失时，推进负载由剩余电池供电。

9、这使得可以尽可能精确地确定电池的尺寸以用于标称操作，且因此使电池的重量最优化。因为分配总线使多个负载与多个电池相关联，因此电力分配网络也变得更加集成。

10、分配式架构的一个主要缺点涉及意外事件管理，且尤其是易发生短路。

11、具体来说，在发生短路时，电池可以在几毫秒内递送数千安培的电流。在电池并联连接在网络上时，此现象乘以并联电池的数量。

12、第一个直接后果是，这种类型的短路所涉及的电流可能会对航空组件造成破坏，并且主动保护技术方案不能够隔离故障。

13、第二个后果与分配式分配架构的性质有关。具体来说，与并不将短路的后果传播到整个推进网络的分离式分配架构不同，在这种类型的架构中，由所有电动机接收到的网络电压将在足够长的时间内击穿(break down)，导致不可接受的飞行器推进损失，由于保护措施自动与过低的总线电压电平有关，因此连接到总线的所有电动机不再供电。

技术实现思路

1、本发明旨在通过提出一种电力推进网络架构而克服这些缺点，所述电力推进网络架构允许在电源中的一个损失的情况下接管推进负载，而不导致体积过大，且减轻与分配式架构相关的风险。

2、为此目的，本发明的主题为一种用于飞行器的电力推进系统，所述系统包括多个分支，每一分支包括：

3、-至少一个电源，

4、-至少一个电推进装置，以及

5、-分支总线，其连接到分支的每一源和每一推进装置，

6、其中推进系统进一步包括中心总线，每一分支包括将分支总线连接到中心总线的dc/dc电压转换器，所述dc/dc电压转换器配置成使所述分支总线与所述中心总线电流性隔离。

7、这种系统可以将电力供应到多个电动机以用于推进飞行器，从而允许在对应电源发生故障的情况下接管一个分支的电动机，同时进行保护以免受短路传播风险。

8、系统可进一步包括连接到中心总线的备用电源。

9、这类特征可以补偿在发生故障情况下的电源损失，且因此通过经由中心总线分配电压而维持每一推进装置中的足够的电压电平。

10、每一推进装置可通过断开部件连接到分支总线中的一个。

11、这类特征允许对推进装置进行单独的过电流保护。

12、每一分支总线可通过以下而连接到中心总线：

13、-接触器式或功率半导体开关式的分支切换部件，以及

14、-二极管，其具有从中心总线朝着分支总线定向的通过方向，

15、分支切换部件和二极管串联连接于中心总线与分支总线之间，与dc/dc电压转换器并联。

16、这类特征可以在每一分支中重新分配电力中的一些，以便为具有故障源的分支的推进装置供电，而不具有回流的风险。

17、每一电源可通过接触器式或功率半导体开关式的源切换部件连接到对应分支总线。

18、这种特征可以隔离故障源以便重新启动分支。

19、系统可包括控制电路，所述控制电路配置成在系统中发生故障的情况下实施故障管理方法。

20、这类特征可以保护推进系统免受各种意外事件的影响，同时根据情况维持最佳容量。

21、本发明还涉及一种用于管理上文所描述的用于飞行器的电力推进系统中的故障的方法，其包括以下步骤：

22、-借助于由每一dc/dc电压转换器实施的电流性隔离来防止故障传播，

23、-定位故障且在必要时隔离源或推进装置，以及

24、-在适用的情况下，预充电随后重新启动已停止的推进装置。

25、方法可包含切换至少一个源切换部件和/或至少一个分支切换部件。

26、方法可包含断开至少一个断开部件。

27、本发明还涉及一种飞行器，其包括上文所描述的电力推进系统。

技术特征：

1.用于飞行器的电力推进系统(10)，其包括多个分支(12)，每一分支(12)包括：

2.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述系统(10)进一步包括连接到所述中心总线(14)的备用电源(32)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其特征在于，每一推进装置(18)通过断开部件(24)连接到所述分支总线(20)中的一个。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其特征在于，每一分支总线(20)通过以下而连接到所述中心总线(14)：

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其特征在于，每一源(16)通过接触器式或功率半导体开关式的源切换部件(22)连接到所述对应分支总线(20)。

6.根据前一权利要求所述的系统(10)，其包括控制电路(31)，所述控制电路配置成在所述系统(10)中发生故障的情况下实施故障管理方法。

7.用于管理根据前述权利要求中任一项所述的用于飞行器的电力推进系统(10)中的故障的方法，其包括以下步骤：

8.飞行器，其包括根据权利要求1至6中任一项所述的电力推进系统。

技术总结用于飞行器的电力推进系统(10)，其包括多个分支(12)，每一分支(12)包括：至少一个电源(16)；至少一个电推进装置(18)；以及分支总线(20)，其连接到所述分支(12)的每一源(16)和每一推进装置(18)，其中所述推进系统(10)进一步包括中心总线(14)，每一分支(12)包括将所述分支总线(20)连接到所述中心总线(14)的DC/DC电压转换器(28)，所述DC/DC电压转换器(28)配置成使所述分支总线(20)与所述中心总线(14)电流性隔离。技术研发人员：杰罗米·瓦利雷,昆廷·科尔努受保护的技术使用者：赛峰电气与电源公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9