一种新能源飞机的螺旋桨的动力源控制方法与流程

本发明属于航空设备动力源控制，具体涉及一种新能源飞机的螺旋桨的动力源控制方法。

背景技术：

1、近年来，绿色能源、电动科技将迎来了崭新的契机。现有的新能源飞机研发力度逐渐增大，各研发者计划在短期内取得实质性的技术突破。大力推进新能源飞机相关技术，并借助于灵活的创新型研发工作能够助力快速占领新能源领域的制高点。随着航空电子技术、电池技术与新材料技术的快速发展，以电能作为驱动力的航空器产业快速发展，广泛应用于民用航空和军用航空的飞机中。其中电动飞机以储能装置给电动机提供能量，驱动螺旋桨、涵道风扇或其他装置产生飞行动力的飞机，其改变了传统飞机的设计思路，现有技术的能源控制方式已不能够满足新能源飞机的独特控制需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种新能源飞机的螺旋桨的动力源控制方法，从飞机安全便捷、绿色环保、高效节能设计理念出发，优化整个动力源控制系统的设计，极大地提高了飞机的环保性、可靠性、舒适性、维修性和经济性。

2、为了实现上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

3、在本发明的一个实施例中，提出一种新能源飞机的螺旋桨的动力源控制方法，所述螺旋桨的动力源包括氢燃料电池以及锂电池；所述动力源控制方法包括：

4、实时采集油门杆档位信号，对控制过程中电动机的转矩值与所需的功率值进行标定，生成氢燃料电池与驱动所述螺旋桨的电动机的扭矩之间的对应标定值；

5、采用目标+查询的档位控制方式，实现油门杆档位闭环控制；

6、根据当前目标档位值完成氢燃料电池的功率和电动机对应的转矩值的查询，基于所述对应标定值，控制所述氢燃料电池及电动机的工作。

7、进一步的，所述动力源控制方法采用双能源混合控制方式，所述混合控制方式为：基于锂电池为所述电动机提供短时功率支撑，基于所述氢燃料电池为所述电动机提供长时功率支撑；所述短时功率支撑用于在变档过程中补偿氢燃料电池的输出延迟。

8、进一步的，所述氢燃料电池的起动控制方法为：

9、当检测到飞机的油门杆档位处于非0档位时，通过can总线向氢燃料控制器和电机控制器依据油门杆的标定值发送响应的所述对应标定值，并检测当前氢燃料电池的唤醒开关状态；若氢燃料电池唤醒开关有效，则开始启动氢燃料电池；

10、当油门杆为0～1档时或氢气旋钮关闭或氢燃料电池唤醒开关无效，计算机发送关闭氢燃料电池指令(can总线)，当为油门杆为2且档氢气旋钮开启且氢燃料电池唤醒开关开启时，发送氢燃料电池启动信号。

11、进一步的，油门杆档位控制方法的升档过程为：

12、确定目标挡位的所述电动机的对应扭矩值，并输出给电动机；之后基于扭矩值查询氢燃料电池的对应标定值输出给氢燃料电池，控制氢燃料电池的功率输出；

13、其中：电动机获取扭矩值后，优先使用锂电池进行短时功率支撑，等到氢燃料电池达到标定值要求的输出功率时，切换至氢燃料电池进行长时功率支撑。

14、进一步的，油门杆档位控制方法的降档过程为：

15、确定目标挡位的所述氢燃料电池的功率值，输出给氢燃料电池；之后基于功率值查询电动机的对应标定值输出给电动机，控制电动机的扭矩；

16、其中：氢燃料电池获取功率值后，优先使用锂电池进行短时功率支撑，等到氢燃料电池达到标定值要求的输出功率时，切换至氢燃料电池进行长时功率支撑。

17、进一步的，当所述油门杆挡位处于2档时，且氢燃料电池正在启动中，将所述电动机的扭矩限定为1档时的扭矩值，待氢燃料电池启动成功时，将所述电动机的扭矩值恢复至2档。

18、采用上述技术方案，本发明能够带来以下有益效果：

19、本发明从飞机安全便捷、绿色环保、高效节能设计理念出发，优化整个动力源控制系统的设计，极大地提高了飞机的环保性、可靠性、舒适性、维修性和经济性。

技术特征：

1.一种新能源飞机的螺旋桨的动力源控制方法，其特征在于，所述螺旋桨的动力源包括氢燃料电池以及锂电池；所述动力源控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的动力源控制方法，其特征在于，所述动力源控制方法采用双能源混合控制方式，所述混合控制方式为：基于锂电池为所述电动机提供短时功率支撑，基于所述氢燃料电池为所述电动机提供长时功率支撑；所述短时功率支撑用于在变档过程中补偿氢燃料电池的输出延迟。

3.根据权利要求1所述的动力源控制方法，其特征在于，所述氢燃料电池的起动控制方法为：

4.根据权利要求1所述的动力源控制方法，其特征在于，油门杆档位控制方法的升档过程为：

5.根据权利要求1所述的动力源控制方法，其特征在于，油门杆档位控制方法的降档过程为：

6.根据权利要求1所述的动力源控制方法，其特征在于，当所述油门杆挡位处于2档时，且氢燃料电池正在启动中，将所述电动机的扭矩限定为1档时的扭矩值，待氢燃料电池启动成功时，将所述电动机的扭矩值恢复至2档。

技术总结
本发明属于航空设备动力源控制技术领域，具体涉及一种新能源飞机的螺旋桨的动力源控制方法，通过能量控制计算机标定油门杆角度与所需功率、输出转矩的对应关系，进而以油门杆角度为目标值进行闭环控制，输出相应的目标功率值和目标扭矩控制，从而通过电动机控制器调节来调节飞机推力大小，本发明从飞机安全便捷、绿色环保、高效节能设计理念出发，优化整个动力源控制系统的设计，极大地提高了飞机的环保性、可靠性、舒适性、维修性和经济性。

技术研发人员：樊瑜,杨毅,王艳安
受保护的技术使用者：陕西千山航空电子有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15