BRPI1007642B1

BRPI1007642B1 - Método, sistema e unidade de acumulador elétrico para transferir potência em uma aeronave entre um dispositivo de armazenamento de energia e um sistema de potência

Info

Publication number: BRPI1007642B1
Application number: BRPI1007642-5A
Authority: BR
Inventors: Arthur Vorwerk Radun
Original assignee: Ge Aviation Systems Llc
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2019-09-17
Also published as: CN104993507A; US8058749B2; CA2758609A1; CA2758609C; US20100276992A1; EP2425511A1; CN102414949A; JP2012525815A; BRPI1007642A2; WO2010126654A1

Abstract

método, sistema e unidade de acumulador elétrico para transferir potência em uma aeronave entre um dispositivo de armazenamento de energia e um sistema de potência trata-se de um método (200) para transferir potência em uma aeronave entre um dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) e um sistema de potência (306, 610). o método (200) inclui: determinar (202) uma quantidade de potência exigida pelo sistema de potência (306, 610), determinar (204) uma quantidade predeterminada de potência a partir de um gerador (104), comparar (206) a potência exigida pelo sistema de potência (306, 610) com a potência predeterminada do gerador (104), e transferir (208) potência para o dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) a partir do sistema de potência (306, 610) ou para o sistema de potência (306, 610) a partir do dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) com base na comparação.

Description

“MÉTODO, SISTEMA E UNIDADE DE ACUMULADOR ELÉTRICO PARA TRANSFERIR POTÊNCIA EM UMA AERONAVE ENTRE UM DISPOSITIVO DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA E UM SISTEMA DE POTÊNCIA” Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se, em geral, à transferência de potência elétrica em uma aeronave e, mais particularmente, à transferência de potência entre um dispositivo de armazenamento de energia em uma unidade de acumulador elétrico (EAU - Electric Accumulator Unit) e um sistema de potência elétrica.

Antecedentes da Invenção [002] Os sistemas de potência de aeronaves convencionais que fornecem potência a cargas elétricas de aeronaves podem sofrer de uma variedade de deficiências. Por exemplo, os sistemas de potência de aeronaves convencionais requerem o uso de geradores para produzir potência para uma aeronave. Esses geradores podem ser obrigados a fornecer uma quantidade muito grande de potência em uma curta duração durante um transiente quando um surto de potência é necessário. Por exemplo, em média, um sistema de potência de aeronave pode extrair cerca de 60 quilowatts de potência de um gerador, mas pode haver momentos em que o sistema de potência requer 130 quilowatts de potência do gerador durante um curto período de tempo. Portanto, para que um gerador seja capaz de controlar esse grande transiente na potência necessária, sistemas de potência convencionais exigem geradores com um elevado regime nominal. Infelizmente, os geradores com um elevado regime nominal não só são mais caros que os geradores de baixo regime nominal, como também são maiores e mais pesados.

[003] Alguns dos sistemas de potência de aeronaves mais recentes incluem ainda cargas de atuadores elétricos para mover, por exemplo, uma superfície de um plano como um leme. Espera-se que o uso de atuadores

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2/16 elétricos em aeronaves torne-se cada vez mais comum em projetos futuros de aeronaves. Quando um motor de atuador é instruído a parar, o motor é desacelerado. A desaceleração de um atuador gera energia cinética que é convertida em energia elétrica pelo atuador e devolvida ao sistema de potência e, portanto, devolvida a um gerador. A potência elétrica resultante dessa energia cinética recuperada é chamada de potência regenerada. Dessa maneira, uma vez que um gerador não pode absorver essa potência, resistores são utilizados para dissipar a energia cinética que é devolvida pelo atuador após a desaceleração. Isso gera calor, e uma vez que esse calor não é utilizado, o calor gerado pelos registradores pode causar problemas em um sistema de resfriamento em uma aeronave.

[004] Os sistemas de potência de aeronaves convencionais incluem ainda duas fontes de bateria. Uma bateria (por exemplo, uma bateria primária) que atua como um dispositivo de armazenamento de energia primário para um controlador de motor e uma bateria secundária que atua como um reserva da bateria primária. Dessa maneira, em uma ocasião de falha ou drenagem da bateria primária, um controlador de motor extrai potência da bateria secundária para continuar a operação. Entretanto, o uso de duas baterias como parte de um sistema redundante não só aumenta o peso total de uma aeronave, como também pode reduzir a capacidade da aeronave de transportar carga útil adicional.

Descrição da Invenção [005] Em um aspecto, é fornecido um método para transferir potência em uma aeronave entre um dispositivo de armazenamento de energia e um sistema de potência. O método inclui determinar uma quantidade de potência exigida pelo sistema de potência, determinar uma quantidade predeterminada de potência a partir de um gerador, comparar a potência exigida pelo sistema de potência com a potência predeterminada do gerador, e

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3/16 transferir potência para o dispositivo de armazenamento de energia a partir do sistema de potência ou para o sistema de potência a partir do dispositivo de armazenamento de energia com base na comparação.

[006] Em outro aspecto, é fornecido um sistema de potência de aeronave configurado para transferir potência entre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia e um sistema de potência. O sistema inclui um processador programado para determinar uma quantidade de potência exigida pelo sistema de potência, determinar uma potência predeterminada a partir de um gerador, comparar a potência exigida pelo sistema de potência com a potência predeterminada do gerador, e transferir potência para pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia a partir do sistema de potência ou para o sistema de potência a partir de pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com base na comparação.

[007] Em um aspecto adicional, é fornecida uma unidade de acumulador elétrico (EAU) configurada para transferir potência entre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia e um sistema de potência. A EAU inclui um ou mais dispositivos de armazenamento de energia, e um dispositivo de computação. O dispositivo de computação inclui um componente de determinação para determinar uma quantidade de potência exigida pelo sistema de potência e uma quantidade de potência disponível em um ou mais dispositivos de armazenamento de energia, um componente de comparação para comparar a potência exigida pelo sistema de potência com a potência disponível em pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia, e um conversor de transferência de energia para transferir potência para pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia a partir do sistema de potência ou para transferir potência para o sistema de potência a partir de pelo menos um dentre

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4/16 um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com base na comparação.

Breve Descrição dos Desenhos [008] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de potência de aeronave.

[009] A Figura 2 é um fluxograma de um método exemplificativo para transferir potência entre um dispositivo de armazenamento de energia e um sistema de potência.

[0010] As Figuras 3 a 5 são ilustrações esquemáticas de uma unidade de acumulador elétrico do conversor bidirecional ascendente/descendente.

[0011] A Figura 6 é uma ilustração esquemática de uma conexão em série de um primeiro dispositivo de armazenamento de energia e um segundo dispositivo de armazenamento de energia no interior de dois conversores bidirecionais ascendentes/descendentes.

[0012] A Figura 7 é uma ilustração esquemática de uma conexão em paralelo de dispositivos de armazenamento de energia no interior de dois conversores bidirecionais ascendentes/descendentes.

[0013] A Figura 8 é uma ilustração esquemática de uma conexão mista em paralelo e em série de um primeiro dispositivo de armazenamento de energia, um segundo dispositivo de armazenamento de energia, e um terceiro dispositivo de armazenamento de energia no interior de três conversores bidirecionais ascendentes/descendentes.

Descrição de Realizações da Invenção [0014] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de potência de aeronave 100. O sistema 100 inclui uma unidade de acumulador elétrico (EAU) 102, que inclui, por exemplo, múltiplas fontes de energia, múltiplos conversores de transferência de energia que fornecem ao sistema

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100 potência suplementar para reduzir uma quantidade de pico de potência exigida por um gerador 104. Dessa maneira, uma vez que a EAU 102 fornece potência suplementar, a quantidade de pico de potência exigida pelo gerador 104 é reduzida até um valor mais próximo de uma carga de potência média de aeronave 134, por exemplo, 60 quilowatts.

[0015] Em uma realização, a EAU 102 emprega um ou mais dispositivos de armazenamento de energia 106 para absorver e/ou fornecer potência durante flutuações de potência. Um ou mais dispositivos de armazenamento de energia 106 são capazes de absorver a energia cinética devolvida pelos atuadores após a desaceleração de modo que essa energia não precise ser dissipada nos resistores. Portanto, ao contrário dos sistemas de potência de aeronaves convencionais com cargas que liberam energia cinética e não utilizam a energia cinética, a EAU 102 captura a energia cinética e armazena a energia cinética em um ou mais dispositivos de armazenamento de energia 106 para que seja usada em um momento posterior. Nas realizações, a EAU 102 permite que uma combinação ideal de tecnologias de armazenamento de energia, por exemplo, uma bateria, um capacitor, um supercapacitor ou um volante, seja empregada para fornecer uma quantidade máxima de energia a ser extraída de e/ou absorvida por um ou mais dispositivos de armazenamento de energia 106. Além disso, uma vez que a EAU 102 pode incluir uma combinação de dispositivos de armazenamento de energia, a EAU 102 pode utilizar as diferentes vantagens que as diferentes tecnologias de armazenamento de energia oferecem. Por exemplo, as baterias armazenam grandes quantidades de energia e a sua tensão interna é relativamente constante durante uma carga ou descarga e as baterias apresentam relativamente grande resistência interna, especialmente em temperaturas frias. Os capacitores são muito mais leves que as baterias e podem liberar uma quantidade maior de energia em um determinado tempo em

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6/16 comparação com uma bateria. Entretanto, os capacitores armazenam menos energia que uma bateria e ao contrário de uma bateria, uma tensão de capacitor muda de maneira significativa durante sua carga ou descarga. Dessa maneira, nas realizações descritas na presente invenção, pode ser desejável combinar os melhores recursos dessas duas tecnologias de armazenamento de energia ao considerar fatores como temperatura, altitude, resistência, capacidade de armazenamento de potência, peso, tamanho e uma quantidade de potência necessária a ser fornecida ao longo do tempo ou em um determinado momento durante um transiente.

[0016] Novamente em referência à Figura 1, o sistema 100 inclui ainda um dispositivo de computação 120 acoplado de maneira comunicativa à ou no interior da EAU 102. O dispositivo de computação 120 inclui uma área de memória 122, pelo menos um processador 124, um conversor de transferência de energia 132, e um visor 126 para exibir níveis de potência a um usuário. Embora o processador 124 seja mostrado separado da área de memória 122, as realizações da invenção contemplam que a área de memória 122 pode ser um processador integrado 124, como em alguns sistemas incorporados. Em uma realização, o dispositivo de computação 120 controla o conversor de transferência de energia 132 que, por sua vez, controla um fluxo de potência entre dispositivos de armazenamento de energia no interior da EAU 102 e o sistema de potência de aeronave 100. O dispositivo de computação 120 ilustra meramente um dispositivo de computação exemplificativo que pode ser usado em conjunto com uma ou mais realizações da invenção, e não é destinado a ser limitador de maneira alguma. Além disso, os periféricos ou componentes do dispositivo de computação 120 conhecidos na técnica não são mostrados, porém são operáveis com os aspectos da invenção contemplados.

[0017] A área de memória 122, ou outros meios legíveis por computador, armazena(m) componentes executáveis por computador para

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7/16 determinar, comparar e transferir a potência. Os componentes exemplificativos incluem, mas não estão limitados a, um componente de determinação 128 e um componente de comparação 130.

[0018] O componente de determinação 128 é configurado para determinar uma quantidade de potência (por exemplo, corrente) exigida por um sistema de potência, e uma potência predeterminada do gerador 104, que é tipicamente uma potência de carga média computada durante um período médio selecionado somado a uma potência necessária para manter um estado médio de carga dos dispositivos de armazenamento de energia. O componente de comparação 130 é configurado para comparar a potência exigida pelo sistema de potência com a potência predeterminada do gerador. O conversor de transferência de energia 132 é configurado para transferir potência para pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia a partir do sistema de potência ou transferir potência para o sistema de potência a partir de pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia com base na comparação.

[0019] Nas realizações, o processador 124 é transformado em um microprocessador de uso específico executando-se instruções executáveis por computador ou programando-o de outra maneira. Por exemplo, o processador 124 é programado com instruções conforme ilustrado na Figura 2.

[0020] Agora em referência à Figura 2, um fluxograma de um método exemplificativo 200 para transferir potência entre um dispositivo de armazenamento de energia e um sistema de potência é mostrado. Em 202, uma quantidade de potência (por exemplo, corrente) exigida por cargas do sistema de potência, por exemplo, cargas do atuador, é determinada. Em 204, a potência predeterminada a partir de um gerador é determinada. Nas realizações, um dispositivo de armazenamento de energia é, por exemplo, uma bateria, um capacitor, um supercapacitor ou uma roda. Em 206, a potência

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8/16 exigida pelo sistema de potência é comparada à potência predeterminada do gerador. Em 208, a potência é transferida para o dispositivo de armazenamento de energia a partir do sistema de potência ou para o sistema de potência a partir do dispositivo de armazenamento de energia com base na comparação. Por exemplo, conforme explicado em detalhes abaixo em relação às Figuras 3 a 5, quando a potência predeterminada do gerador é menor que a potência exigida pelo sistema de potência, a potência é transferida do dispositivo de armazenamento de energia para o sistema de potência, em contraste, se a potência predeterminada do gerador for maior que a potência exigida pelo sistema de potência, a potência é transferida do sistema de potência para o dispositivo de armazenamento de energia.

[0021] Agora em referência à Figura 3, é mostrada uma ilustração esquemática de uma EAU do conversor bidirecional ascendente/descendente 302. A EAU do conversor bidirecional ascendente/descendente 302 é configurada para enviar potência para e a partir de um dispositivo de armazenamento de energia 304 e um sistema de potência 306. Por exemplo, se o dispositivo de armazenamento de energia 304 contiver uma tensão maior que a do sistema de potência 306, o dispositivo de armazenamento de energia 304 pode enviar potência ao sistema de potência 306 em virtude da EAU do conversor bidirecional ascendente/descendente 302. Além disso, se o sistema de potência 306 contiver uma tensão maior que a do dispositivo de armazenamento de energia 304, o sistema de potência 306 pode enviar potência ao dispositivo de armazenamento de energia 304. Nas realizações, o sistema de potência 306 é um sistema de potência de 270 VCC característico de pelo menos uma dentre as aeronaves militares mais recentes (por exemplo, o F-35). Em outras realizações, a EAU do conversor bidirecional ascendente/descendente 302 inclui os retardamentos de fase 308 e 310, e os ciclos de trabalho 312 e 314 que correspondem aos retardamentos de fase 308

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9/16 e 310, respectivamente. Os ciclos de trabalho 312 e 314 são usados para controlar uma quantidade de potência que é fornecida para e a partir do dispositivo de armazenamento de energia 304 e do sistema de potência 306 definindo um período de tempo em que um comutador superior, por exemplo, o comutador superior 316 ou o comutador superior 318, está ligado/fechado em comparação com um período de tempo em que o comutador superior está desligado/aberto. Em uma realização, quando o comutador superior 316 é ligado/fechado, seu comutador inferior correspondente 317 é desligado/aberto, e quando o comutador superior 316 é desligado/aberto, seu comutador inferior correspondente 317 é ligado/fechado. De maneira similar, quando o comutador superior 318 é ligado/fechado, seu comutador inferior correspondente 319 é desligado/aberto, e quando o comutador superior 318 é desligado/aberto, seu comutador inferior correspondente 319 é ligado/fechado.

[0022] Portanto, para fornecer ao sistema de potência 306 uma potência suficiente para suplementar uma potência do gerador durante um transiente na potência necessária gerada por cargas da aeronave, os ciclos de trabalho 312 e 314 são determinados para definir um período de tempo em que um comutador superior particular permanece ligado/fechado e em que um comutador inferior correspondente permanece desligado/aberto.

[0023] Por exemplo, agora em referência à Figura 4, é mostrada uma ilustração esquemática da EAU do conversor bidirecional ascendente/descendente 302 que transfere potência para e a partir do dispositivo de armazenamento de energia 304 para o sistema de potência 306, quando uma tensão do dispositivo de armazenamento de energia é maior que uma tensão do sistema de potência. Quando a tensão do dispositivo de armazenamento de energia 304 é maior que a tensão do sistema de potência 306, o ciclo de trabalho 314 instrui o comutador superior 318 a ser ligado/fechado e (que abre automaticamente seu comutador inferior

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10/16 correspondente), permite, dessa maneira, uma transferência de potência entre o dispositivo de armazenamento de energia 404 e o sistema de potência 306 sob o controle do ciclo de trabalho 312. Nas realizações, o retardamento de fase 308 é modulado por largura de pulso para controlar o fluxo de potência bidirecional entre o dispositivo de armazenamento de energia 304 e o sistema de potência 306 a fim de manter uma corrente de gerador predeterminada computada.

[0024] Agora em referência à Figura 5, é mostrada uma ilustração esquemática da EAU do conversor bidirecional ascendente/descendente 302 que transfere potência para e a partir do sistema de potência 306 para o dispositivo de armazenamento de energia 304 quando a tensão do dispositivo de armazenamento de energia é menor que a tensão do sistema de potência. Quando a tensão do dispositivo de armazenamento de energia 304 é menor que a tensão do sistema de potência 306, o ciclo de trabalho 312 instrui o comutador superior 316 a ser ligado/fechado, permitindo, dessa maneira, uma transferência de potência entre o sistema de potência 306 e o dispositivo de armazenamento de energia 304 sob o controle do ciclo de trabalho 314. Nas realizações, o comutador superior 316 é ligado/fechado quando o ciclo de trabalho 312 apresenta um valor de 1, e permanece desligado/aberto quando o ciclo de trabalho 312 apresenta um valor de 0. Nas realizações, o retardamento de fase 310 é modulado por largura de pulso para controlar o fluxo de potência bidirecional entre o sistema de potência 306 e o dispositivo de armazenamento de energia 304 a fim de manter uma corrente de gerador predeterminada computada.

[0025] O conversor bidirecional ascendente/descendente em uma

EAU descrita na presente invenção não requer um transformador, o que aumenta o tamanho e o peso de uma aeronave. Além disso, apenas um retardamento de fase é modulado por largura de pulso de cada vez, reduzindo

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11/16 as perdas de comutação. A capacidade ascendente/descendente permite que uma máxima extração e/ou absorção de energia seja obtida sem tensões muito elevadas e permite que qualquer tensão do dispositivo de armazenamento de energia seja maior ou menor que uma tensão do sistema de potência. Outros dois retardamentos de fase oferecem redundância para proteção contra falhas.

[0026] Agora em referência à Figura 6, uma ilustração esquemática de um primeiro dispositivo de armazenamento de energia 606 e um segundo dispositivo de armazenamento de energia 608 conectados em série no interior de dois conversores bidirecionais ascendentes/descendentes 602 e 604, respectivamente, para criar uma EAU é mostrada. Conforme mostrado na Figura 6, os conversores de potência bidirecionais ascendentes/descendentes 602 e 604 estabelecem conectam um segundo dispositivo de armazenamento de energia 608 ao sistema de potência 610. Os conversores de potência bidirecionais permitem que o segundo dispositivo de armazenamento de energia 608 forneça potência ao sistema de potência 610 ou absorva potência do sistema de potência 610 quando uma tensão do dispositivo de armazenamento de energia 608 muda em razão de uma mudança de energia. Se uma tensão do segundo dispositivo de armazenamento de energia 608 muda além de uma faixa predeterminada, o primeiro dispositivo de armazenamento 606 fornece potência a ou remove potência do segundo dispositivo de armazenamento de energia 608 através do conversor bidirecional ascendente/descendente 602.

[0027] Agora em referência à Figura 7, uma ilustração esquemática de uma conexão em paralelo dos dispositivos de armazenamento de energia 706 e 708 no interior dos conversores bidirecionais ascendentes/descendentes 702 e 704, respectivamente, para criar uma EAU é mostrada. Conforme mostrado na Figura 7, os conversores bidirecionais ascendentes/descendentes 702 e 704 incluem uma conexão em paralelo dos

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12/16 dispositivos de armazenamento de energia 706 e 708. Nas realizações, os dispositivos de armazenamento de energia 706 e 708 são um dos seguintes, uma bateria, um capacitor, um supercapacitor, um volante, ou combinação dos mesmos. Uma conexão em paralelo conforme mostrado na Figura 7 fornece uma EAU em que um somatório das potências nominais dos conversores bidirecionais ascendentes/descendentes 702 e 704 pode equivaler a uma potência nominal de pico da EAU, em contraste com um único conversor bidirecional ascendente/descendente em série que deve equivaler individualmente à potência nominal de pico da EAU. Dessa maneira, ao contrário de uma EAU que inclui apenas um dispositivo de armazenamento de energia, os dispositivos de armazenamento de energia 706 e 708 podem ser selecionados por seus melhores recursos e operados ao longo de suas melhores escalas de tempo para melhorar o desempenho da EAU. Além disso, os dispositivos de armazenamento de energia 706 e 708 não estão em conformidade com a limitação correspondente que cada dispositivo de armazenamento de energia impõe ao outro dispositivo de armazenamento de energia. Por exemplo, uma tensão de bateria relativamente constante pode impedir que uma energia significativa seja trocada com um capacitor em paralelo com a bateria uma vez que uma tensão do capacitor deve mudar de modo que a sua energia armazenada mude.

[0028] Agora em referência à Figura 8, uma ilustração esquemática de uma conexão mista em paralelo e em série de um primeiro dispositivo de armazenamento de energia 808, um segundo dispositivo de armazenamento de energia 810 e um terceiro dispositivo de armazenamento de energia 812 no interior dos conversores bidirecionais ascendentes/descendentes 802, 804 e 806, respectivamente, para criar uma EAU é mostrada. Conforme mostrado na Figura 8, os conversores bidirecionais ascendentes/descendentes 802, 804 e 806 incluem uma conexão em paralelo

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13/16 do primeiro dispositivo de armazenamento de energia 808 e do segundo dispositivo de armazenamento de energia 810, e uma conexão em série ao terceiro dispositivo de armazenamento de energia 812. Nas realizações, o primeiro dispositivo de armazenamento de energia 808, o segundo dispositivo de armazenamento de energia 830 e o terceiro dispositivo de armazenamento de energia 812 são um dentre os seguintes, uma bateria, um capacitor, um supercapacitor, um volante, ou combinação dos mesmos. De maneira similar à conexão em série mostrada na Figura 6, se uma tensão do terceiro dispositivo de armazenamento de energia 812 muda além de uma faixa predeterminada, o primeiro dispositivo de armazenamento de energia 808 e/ou o segundo dispositivo de armazenamento de energia 810 fornece potência ao ou remove potência do terceiro dispositivo de armazenamento de energia 812. Além disso, a conexão em paralelo também mostrada na Figura 8 fornece um sistema em que um somatório das potências nominais dos conversores bidirecionais ascendentes/descendentes 802, 804 e 808 equivale a uma potência nominal de pico da EAU. Dessa maneira, uma conexão mista em paralelo e em série proporciona tanto os benefícios da conexão em série da Figura 6 como da conexão em paralelo da Figura 7.

[0029] Uma realização exemplificativa de uma EAU para um sistema de potência de aeronave é descrito acima em detalhes. A EAU e os componentes do sistema de potência de aeronave ilustrados não estão limitados às realizações específicas descritas na presente invenção, e sim, os componentes de cada sistema de potência de aeronave podem ser utilizados de maneira independente e separada de outros componentes descritos na presente invenção.

[0030] Além disso, embora a invenção tenha sido descrita nos termos das várias realizações específicas, aqueles elementos versados na

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14/16 técnica irão reconhecer que a invenção poderá ser praticada com modificações dentro do espírito e do escopo das reivindicações.

Ambiente Operacional - Exemplo [0031] Um computador ou dispositivo de computação conforme descrito na presente invenção apresenta um ou mais processadores ou unidades de processamento, memória de sistema, e algumas formas de meios legíveis por computador. A título de exemplo e não de limitação, os meios legíveis por computador compreendem meios de armazenamento de computador e meios de comunicação. Os meios de armazenamento de computador incluem meios removíveis e não removíveis voláteis e não voláteis implantados em qualquer método ou tecnologia para armazenamento de informações como instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos de programação ou outros dados. Os meios de comunicação tipicamente incorporam instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos de programação ou outros dados a um sinal de dados modulado, como uma onda portadora ou outro mecanismo de transporte, e incluem quaisquer meios de distribuição de informações. Combinações de quaisquer dentre os acima também são incluídas no escopo dos meios legíveis por computador.

[0032] O computador pode operar em um ambiente de rede com o uso de conexões lógicas a um ou mais computadores remotos, como um computador remoto. Embora descritas em relação a um ambiente de sistema de computação exemplificativo, as realizações da invenção são operacionais com inúmero(a)s outro(a)s configurações ou ambientes de sistema de computação de uso geral ou de uso específico. O ambiente de sistema de computação não é destinado a sugerir qualquer limitação ao escopo quanto ao uso ou à funcionalidade de qualquer aspecto da invenção. Além disso, o ambiente de sistema de computação não deve ser interpretado como passível

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15/16 de qualquer dependência ou exigência em relação a qualquer unidade ou combinação dos componentes ilustrados no ambiente operacional exemplificativo. Os exemplos de sistemas de computação, ambientes e/ou configurações bem conhecidos que podem ser adequados para uso com aspectos da invenção incluem, mas não estão limitados a, computadores pessoais, computadores servidores, dispositivos de mão ou portáteis, sistemas de multiprocessadores, sistemas baseados em microprocessadores, decodificadores, produtos eletrônicos de consumo programáveis, telefones móveis, computadores pessoais de rede, minicomputadores, computadores de grande porte, ambientes de computação distribuída que incluem qualquer um dos sistemas ou dispositivos acima, e similares.

[0033] As realizações da invenção podem ser descritas no contexto geral das instruções executáveis por computador, como módulos de programação, executadas por um ou mais computadores ou outros dispositivos. As instruções executáveis por computador podem ser organizadas em um ou mais componentes ou módulos executáveis por computador. Em geral, os módulos de programação incluem, mas não estão limitados a, rotinas, programas, objetos, componentes e estruturas de dados que realizam tarefas particulares ou implantam tipos de dados abstratos particulares. Os aspectos da invenção podem ser implantados com qualquer quantidade e organização de tais componentes ou módulos. Por exemplo, os aspectos da invenção não estão limitados às instruções executáveis por computador específicas ou aos componentes ou módulos específicos ilustrados nas figuras e descritos na presente invenção. Outras realizações da invenção podem incluir diferentes instruções ou componentes executáveis por computador que apresentem maior ou menor funcionalidade do que a ilustrada e descrita na presente invenção. Os aspectos da invenção também podem ser praticados em ambientes de computação distribuída em que as tarefas são realizadas por dispositivos de

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16/16 processamento remoto que estão conectados através de uma rede de comunicações. Em um ambiente de computação distribuída, os módulos de programação podem estar localizados em meios de armazenamento de computador locais e remotos incluindo dispositivos de armazenamento de memória.

[0034] A ordem de execução ou realização das operações nas realizações da invenção ilustradas e descritas no presente documento não é essencial, exceto onde especificado em contrário. Ou seja, as operações podem ser realizadas em qualquer ordem, exceto onde especificado em contrário, e as realizações da invenção podem incluir operações adicionais ou em menor número que aquelas apresentadas na presente invenção. Por exemplo, é contemplado que a execução ou realização de uma operação particular antes, concomitantemente com, ou após outra operação está dentro do escopo dos aspectos da invenção.

[0035] Ao apresentar elementos dos aspectos da invenção ou das realizações da mesma, os artigos um, uma, o(a)(s) e dito(a) são destinados a significar que há um ou mais dos elementos. Os termos que compreende(m), que inclui(em) e que apresenta(m) são destinados a serem inclusivos e significam que pode haver elementos adicionais diferentes dos elementos mencionados.

[0036] Após descrever os aspectos da invenção em detalhes, ficará aparente que modificações e variações são possíveis sem que se desvie do escopo dos aspectos da invenção conforme definido nas reivindicações anexas. Uma vez que várias alterações podem ser efetuadas nas construções, produtos e métodos acima sem que se desvie do escopo dos aspectos da invenção, pretende-se que toda a matéria contida na descrição acima e mostrada nos desenhos anexos seja interpretada como ilustrativa e não em um sentido limitador.

Claims

Reivindicações

1. MÉTODO (200) PARA TRANSFERIR POTÊNCIA EM UMA AERONAVE ENTRE UM DISPOSITIVO DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA (106, 304, 606, 608) E UM SISTEMA DE POTÊNCIA (306, 610), caracterizado por compreender:

determinar (202) uma quantidade de potência exigida pelo sistema de potência (306, 610);

determinar (204) uma potência predeterminada a partir de um gerador (104);

comparar (206) a potência exigida pelo sistema de potência (306, 610) com a potência predeterminada do gerador (104); e transferir (208) a potência para o dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) a partir do sistema de potência (306, 610) ou para o sistema de potência (306, 610) a partir do dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) com base na comparação.
2. MÉTODO (200), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) é uma bateria, um capacitor, um supercapacitor ou um volante.
3. MÉTODO (200), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de potência (306) é um sistema de potência de 270 VCC.
4. MÉTODO (200), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a potência é transferida do dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) para o sistema de potência (306, 610) se a potência predeterminada do gerador (104) for menor que a quantidade de potência exigida pelo sistema de potência (306, 610).

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5. MÉTODO (200), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a potência é transferida do sistema de potência (306, 610) para o dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) se a potência predeterminada do gerador (104) for maior que a quantidade de potência exigida pelo sistema de potência (306, 610).
6. MÉTODO (200), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de armazenamento de energia (606, 608) compreende um primeiro dispositivo de armazenamento de energia (606) e um segundo dispositivo de armazenamento de energia (608), a etapa de transferir (208) compreende transferir a potência para o primeiro dispositivo de armazenamento de energia (606) e/ou para o segundo dispositivo de armazenamento de energia (608), ou para o sistema de potência (306, 610) a partir do primeiro dispositivo de armazenamento de energia (606) e/ou a partir do segundo dispositivo de armazenamento de energia (608) com base na comparação.
7. SISTEMA DE POTÊNCIA DE AERONAVE (100) CONFIGURADO PARA TRANSFERIR POTÊNCIA ENTRE UM OU MAIS DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA (106, 304, 606, 608) E UM SISTEMA DE POTÊNCIA (306, 610), o sistema de potência de aeronave (100) caracterizado por compreender:

um processador (124) programado para:

determinar uma quantidade de potência exigida pelo sistema de potência (306, 610);

determinar uma potência predeterminada a partir de um gerador (104);

comparar a potência exigida pelo sistema de potência (306, 610) com a potência predeterminada do gerador (104); e

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3/6 transferir a potência para pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) a partir do sistema de potência (306, 610) ou para o sistema de potência (306, 610) a partir de pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) com base na comparação.
8. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) é uma bateria, um capacitor, um supercapacitor ou um volante.
9. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação7, caracterizado pelo fato de que o sistema de potência (306) é um sistemade potência de 270 VCC.
10. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação7, caracterizado pelo fato de que a potência é transferida do dispositivode armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) para o sistema de potência (306, 610) se a potência predeterminada do gerador (104) for menor que a quantidade de potência exigida pelo sistema de potência (306, 610).
11. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a potência é transferida do sistema de potência (306, 610) para o dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) se a potência predeterminada do gerador (104) for maior que a quantidade de potência exigida pelo sistema de potência (306, 610).
12. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de armazenamento de energia (606, 608) compreende um primeiro dispositivo de armazenamento de energia (606) e um segundo dispositivo de armazenamento de energia (608), o processador (124) sendo programado ainda para:

transferir a potência para o primeiro dispositivo de

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4/6 armazenamento de energia (606) e/ou para o segundo dispositivo de armazenamento de energia (608) a partir do primeiro dispositivo de armazenamento de energia (606) e/ou a partir do segundo dispositivo de armazenamento de energia (608) com base na comparação.
13. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de armazenamento de energia adicional (106, 304, 606, 608) é uma bateria, um capacitor, um supercapacitor ou um volante.
14. UNIDADE DE ACUMULADOR ELÉTRICO (102) CONFIGURADA PARA TRANSFERIR POTÊNCIA ENTRE UM OU MAIS DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA (106, 304, 606, 608) E UM SISTEMA DE POTÊNCIA (306, 610), caracterizada por compreender:

um ou mais dispositivos de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608); e um dispositivo de computação (120) que compreende:

um componente de determinação (128) para determinar uma potência exigida pelo sistema de potência (306, 610) e uma potência disponível em um ou mais dispositivos de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608);

um componente de comparação (130) para comparar a potência exigida pelo sistema de potência (306, 610) com a potência disponível em pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608); e um conversor de transferência de energia (132) para transferir potência para pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) a partir do sistema de potência (306, 610) ou para transferir potência para o sistema de potência (306, 610) a partir de pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de

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5/6 armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) com base na comparação.
15. UNIDADE DE ACUMULADOR ELÉTRICO (102), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que um ou mais dispositivos de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) são um dentre ou uma combinação destes: uma bateria, um capacitor, um supercapacitor e um volante.
16. UNIDADE DE ACUMULADOR ELÉTRICO (102), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que a potência é transferida de pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) para o sistema de potência (306, 610) se a potência de um gerador (104) predeterminada computada for menor que a quantidade de potência exigida pelo sistema de potência (306, 610).
17. UNIDADE DE ACUMULADOR ELÉTRICO (102), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que a potência é transferida do sistema de potência (306, 610) para pelo menos um dentre um ou mais dispositivos de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) se a potência do gerador (104) predeterminada computada for maior que a quantidade de potência exigida pelo sistema de potência (306, 610).
18. UNIDADE DE ACUMULADOR ELÉTRICO (102), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que um primeiro dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) e um segundo dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) são conectados em série no interior de dois conversores bidirecionais ascendentes/descendentes (302, 602, 604).
19. UNIDADE DE ACUMULADOR ELÉTRICO (102), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que um primeiro dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) e um segundo dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) são conectados em

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6/6 paralelo no interior de dois conversores bidirecionais ascendentes/descendentes (302, 602, 604, 802, 804, 806).
20. UNIDADE DE ACUMULADOR ELÉTRICO (102), de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de compreende ainda um terceiro dispositivo de armazenamento de energia (812) conectado em série ao primeiro dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) e ao segundo dispositivo de armazenamento de energia (106, 304, 606, 608) no interior de três conversores bidirecionais ascendentes/descendentes (302, 602, 604, 802, 804, 806).