一种并联式油电混合动力系统及飞行器的制作方法

【】本发明涉及飞行器动力系统的结构设计和电气设计，尤其涉及一种并联式油电混合动力系统及飞行器。

背景技术

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背景技术：

1、受现有电池技术的发展限制，电池电芯的能量密度远低于化石燃料，纯电动飞行器的续航能力和功重比远低于利用传统动力驱动的飞行器。因此，油电混合动力系统是传统动力系统向纯电动力系统转型过程中的最优过度方案。现常见的搭载油电混合动力系统的飞行器结构形式为串联式混合动力系统，但是相比于并联式混合动力系统，输出相同功率时，串联式混合动力系统将付出更大的重量代价，这将导致飞行器有效载荷降低。

2、因此，有必要研究一种并联式油电混合动力系统及飞行器来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、有鉴于此，本发明提供了一种并联式油电混合动力系统及飞行器，目的是减少飞行器对化石燃料的消耗，降低温室气体排放，提高飞行器动力系统总体输出功率和功重比，提高混合动力系统集成度。

2、一方面，本发明提供一种并联式油电混合动力系统，所述动力系统包括：

3、发动机，用于提供飞行器的动力以及驱动电机发电；

4、驱动电机，用于提供飞行器的动力以及输出电能；

5、锂电池组，用于储存驱动电机输出的电能以及输出电能给驱动电机；

6、电流转换装置，用于将锂电池组释放的直流电转换为交流电；

7、电压转换装置，用于将锂电池组释放的直流电压升高或降低；

8、驱动电机控制器，用于控制驱动电机的输出功率；

9、发动机ecu，用于控制发动机的输出功率；

10、电池管理模块，用于检测锂电池组状态；

11、混动控制模块，用于输出驱动电机运行模式、驱动电机输出功率以及发驱动电机输出功率；

12、所述发动机通过发动机ecu连接混动控制模块，所述驱动电机通过驱动电机控制器连接混动控制模块，所述锂电池组一端通过电池管理模块连接混动控制模块，另一端同时连接电流转换装置和电压转换装置，所述电流转换装置和电压转换装置连接。

13、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电压转换装置包括转高压dc-dc电源模块和转低压dc-dc电源模块；

14、驱动模式下，转低压dc-dc电源模块通过锂电池组连通电流转换装置，所述转高压dc-dc电源模块不连通；

15、发电模式下，电流转换装置同时连通转高压dc-dc电源模块和转低压dc-dc电源模块，所述转高压电源模块还同时连通锂电池组和混动控制模块。

16、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电流转换装置为ac-dc电源。

17、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述动力系统还包括机载设备，所述机载设备连接转转低压dc-dc电源模块。

18、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述发动机和驱动电机的动力耦合方式为平行轴结构。

19、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述动力系统还包括油门控制装置，所述油门控制装置用于输出油门开度指令，所述油门控制装置连接混动控制模块。

20、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述驱动电机、驱动电机控制器、ac-dc电源、转高压dc-dc电源模块和转低压dc-dc电源模块的设计耐压值均大于300v。

21、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，发电模式时，驱动电机发出的交流电大于200v，经过转高压dc-dc电源模块升压后的直流电压大于锂电池组满电时的电压。

22、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述锂电池组为三元体系锂电池，锂电池组的最低电压大于300v，在锂电池电量充足时，发动机和驱动电机将共同驱动螺旋桨，为飞行器提供动力。

23、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种并联式油电混合动力飞行器，所述并联式油电混合动力飞行器搭载有螺旋桨和所述的动力系统，所述螺旋桨同时连接发动机和驱动电机。

24、与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

25、本发明的并联式油电混合动力飞行器动力系统，是在传统动力基础上进行了电气化升级，有效提高了发动机动力性能，降低发动机污染物排放，改善发动机油耗，提高燃油经济性。

26、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

技术特征：

1.一种并联式油电混合动力系统，用于飞行器，其特征在于，所述动力系统包括：

2.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述电压转换装置包括转高压dc-dc电源模块和转低压dc-dc电源模块；

3.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，所述电流转换装置为ac-dc电源。

4.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括机载设备，所述机载设备连接转转低压dc-dc电源模块。

5.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述发动机和驱动电机通过动力耦合方式连接，所述动力耦合方式为平行轴结构。

6.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括油门控制装置，所述油门控制装置用于输出油门开度指令，所述油门控制装置连接混动控制模块。

7.根据权利要求3所述的动力系统，其特征在于，所述驱动电机、驱动电机控制器、ac-dc电源、转高压dc-dc电源模块和转低压dc-dc电源模块的设计耐压值均大于300v。

8.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，发电模式时，驱动电机发出的交流电大于200v，经过转高压dc-dc电源模块升压后的直流电压大于锂电池组满电时的电压。

9.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述锂电池组为三元体系锂电池，锂电池组的最低电压大于300v，在锂电池电量充足时，发动机和驱动电机将共同驱动，为飞行器提供动力。

10.一种并联式油电混合动力飞行器，其特征在于，所述并联式油电混合动力飞行器搭载有螺旋桨和如上述权利要求1-9之一所述的动力系统，所述螺旋桨同时连接发动机和驱动电机。

技术总结
本发明提供了一种并联式油电混合动力系统及飞行器，所述动力系统包括：发动机、驱动电机、锂电池组、电流转换装置、电压转换装置、驱动电机控制器、发动机ECU、电池管理模块和混动控制模块；所述发动机通过发动机ECU连接混动控制模块，所述驱动电机通过驱动电机控制器连接混动控制模块，所述锂电池组一端通过电池管理模块连接混动控制模块，另一端同时连接电流转换装置和电压转换装置，所述电流转换装置和电压转换装置连接。本发明可以减少飞行器对化石燃料的消耗，降低温室气体排放，提高飞行器动力系统总体输出功率和功重比，提高混合动力系统集成度。

技术研发人员：王振宇,王超,郭骁,耿鹤鸣,李振朋,卢广超
受保护的技术使用者：航天时代飞鸿技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14