CN108512292A - 一种氢燃料电池飞行器动力系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢燃料电池飞行器动力系统，所述动力系统分为控制系统和供电系统，所述控制系统包括一控制电机运转的控制器，所述供电系统包括：氢燃料电池供电系统：电流从氢电池的正极出发，经DC/DC变压器转换成额定电压，经过熔断器一、二极管一、开关一，后到达控制器的正极，电流从控制器的负极出发，经过DC/DC变压器，连接到氢电池的负极构成一个完整的回路；蓄电池供电系统：电流从蓄电池的正极出发，经过熔断器二，二极管二，开关二，后达到控制器，由控制器连接到蓄电池的负极构成一个完整的回路；另外还设有一电路回路对蓄电池充电。本发明利用氢燃料电池的无污染、高效率等优点，设计一种新的环保、高效、长航时的动力系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种动力系统，尤其涉及一种氢燃料电池飞行器动力系统。
背景技术
电动飞机使用电动力推进系统代替内燃机动力，从而获得了很多优点和独特品质。最突出的优点是节能环保，效率高能耗低，同时实现接近零排放，噪声和振动水平很低，乘坐舒适性好，是名符其实的环境友好飞机。此外，还具有安全可靠(不会发生爆炸和燃料泄漏)、结构简单、操作使用简便、维修性好/费用低、经济性好等特点。在设计上也有很多优势：总体布局灵活，可采用最佳布局和非常规/创新布局；可设计出具有超常性能的飞机，满足特殊用途需求等。
但是目前电池容量有限，导致电动飞机航时较短，如果要解决这一问题，就需要新的电能供应设备。
发明内容
本发明提供一种代替传统储能电池、延长航时和更加环保的氢燃料电池飞行器系统，现提出如下技术方案：
一种氢燃料电池飞行器动力系统，所述动力系统分为控制系统和供电系统，所述控制系统包括一控制电机运转的控制器，所述供电系统包括：
氢燃料电池供电系统：电流从氢电池的正极出发，经DC/DC变压器转换成额定电压，经过熔断器一、二极管一、开关一，后到达控制器的正极，电流从控制器的负极出发，经过DC/DC变压器，连接到氢电池的负极构成一个完整的回路；
蓄电池供电系统：电流从蓄电池的正极出发，经过熔断器二，二极管二，开关二，后达到控制器，由控制器连接到蓄电池的负极构成一个完整的回路；
氢燃料电池对蓄电池充电系统：在氢燃料电池电流经过开关一后，连接到二极管三，在经过一电阻连接到蓄电池的正极，电流从蓄电池的负极出发，经过DC/DC变压器，连接到氢燃料电池的负极构成一完整的回路。
对上述方案的进一步改进，所述氢燃料电池供电系统和蓄电池供电系统分别设有电压表。
对上述方案的进一步改进，所述氢燃料电池供电系统和整个供电系统分别设有一风机。
对上述方案的进一步改进，所述开关一和开关二分别通过继电器控制。
对上述方案的进一步改进，所述继电器接入24V的电压。
上述氢燃料电池的控制方式：开关一接通后，氢燃料电池即对控制系统进行供电和对蓄电池进行充电，当氢燃料电池供电系统设置的电压显示不足时，接通开关二，飞行器由氢燃料电池和蓄电池同时供电。
本发明的有益效果在于：
(1)相比较现有技术中的燃烧汽油和储能的方式，本发明更加环保，无污染物及温室气体排放。本发明同时配备氢燃料电池和蓄电池，可以延长飞行器航时，使航时达到同类型蓄电池飞机的2到3倍。且氢燃料电池可向蓄电池充电。
(2)氢燃料电池的发电效率可以达到50％以上，这是由氢燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。
(3)给供电系统设计风机进行散热，因为氢燃料电池在燃烧过程中，有很大的热量聚集在飞行器内，需要及时给飞行器散热，防止飞行器造成不稳定。
(4)在每个供电系统设计多个熔断器和二极管，为了防止电机在减速的过程中，造成回路电流增大，对系统造成损耗。
(5)开关通过继电器来控制，不同人工来操作开关，提供了很大的简捷性，同时继电器也是起到保护电路的作用。
附图说明
图1为本发明一种氢燃料电池飞行器动力系统的电路原理图。
附图标记：氢燃料电池-1；熔断器一-2；二极管一-3；继电器一-4；开关一-5；熔断器二-6；二极管二-7；继电器二-8；开关二-9；二极管三-10；电阻-11；蓄电池-12；风机一-13；风机二-14；仪表板-15；电压表一-16；电压表二-17；控制器-18；电机-19；DC/DC变压器-20。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
一种氢燃料电池飞行器动力系统，所述动力系统分为控制系统和供电系统，所述控制系统包括一控制电机19运转的控制器18，所述供电系统包括：
氢燃料电池供电系统：电流从氢燃料电池1的正极出发，经DC/DC变压器20转换成额定电压，经过熔断器一2、二极管一3、开关一4，后到达控制器18的正极，电流从控制器18的负极出发，经过DC/DC变压器20，连接到氢燃料电池1的负极构成一个完整的回路；
蓄电池供电系统：电流从蓄电池12的正极出发，经过熔断器二6，二极管二7，开关二9，后达到控制器，由控制器18连接到蓄电池12的负极构成一个完整的回路；
氢燃料电池1对蓄电池12充电系统：在氢燃料电池1电流经过开关一5后，连接到二极管三10，在经过一电阻11连接到蓄电池12的正极，电流从蓄电池12的负极出发，经过DC/DC变压器20，连接到氢燃料电池1的负极构成一完整的回路。
相比较现有技术中的燃烧汽油和储能的方式，本发明更加环保，无污染物及温室气体排放。本发明同时配备氢燃料电池和蓄电池，可以延长飞行器航时，使航时达到同类型蓄电池飞机的2到3倍。且氢燃料电池可向蓄电池充电。
在本实施例中，所述氢燃料电池供电系统和蓄电池供电系统设有电压表一16和电压表二17。设计电压表，当电压表显示电压不足的时候，即打开开关二，让蓄电池开始工作，延长航时。
在本实施例中，所述氢燃料电池1供电系统和整个供电系统设有风机一13和风机二14。氢燃料电池在工作的过程中，会产生很大的热量，如果热量不及时散出去，肯定对整个飞行器性能造成不稳定，所以增设电机进行散热。
在本实施例中，所述开关一5和开关二9是分别通过继电器一4和继电器二8控制。用继电器进行控制开关，不用人工进行控制，增加了必要的简捷性，同时也保护了电路。
在本实施例中，所述继电器一4和继电器二8接入24V的电压。
上述氢燃料电池飞行器动力系统的控制方式：开关一5接通后，氢燃料电池1即对控制系统进行供电和对蓄电池12进行供电，当氢燃料电池供电系统设置的电压显示不足时，接通开关二9，飞行器由氢燃料电池1和蓄电池2同时供电。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。
Claims (7)
1.一种氢燃料电池飞行器动力系统，其特征在于：所述动力系统分为控制系统和供电系统，所述控制系统包括一控制电机运转的控制器，所述供电系统包括：
氢燃料电池供电系统：电流从氢电池的正极出发，经DC/DC变压器转换成额定电压，经过熔断器一、二极管一、开关一，后到达控制器的正极，电流从控制器的负极出发，经过DC/DC变压器，连接到氢电池的负极构成一个完整的回路；
蓄电池供电系统：电流从蓄电池的正极出发，经过熔断器二，二极管二，开关二，后达到控制器，由控制器连接到蓄电池的负极构成一个完整的回路；
氢燃料电池对蓄电池充电系统：在氢燃料电池电流经过开关一后，连接到二极管三，在经过一电阻连接到蓄电池的正极，电流从蓄电池的负极出发，经过DC/DC变压器，连接到氢燃料电池的负极构成一完整的回路。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池飞行器动力系统，其特征在于：所述氢燃料电池供电系统和蓄电池供电系统分别设有电压表。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池飞行器动力系统，其特征在于：所述氢燃料电池供电系统和整个供电系统分别设有一风机。
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池飞行器动力系统，其特征在于：所述开关一和开关二分别通过继电器控制。
5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池飞行器动力系统，其特征在于：所述继电器接入24V的电压。
6.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池飞行器动力系统，其特征在于：所述DC/DC变压器还连有一仪表板。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种氢燃料电池飞行器动力系统的控制方法，其特征在于：开关一接通后，氢燃料电池即对控制系统进行供电和对蓄电池进行供电，当氢燃料电池供电系统设置的电压显示不足时，接通开关二，飞行器由氢燃料电池和蓄电池同时供电。
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Cited By (1)
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| CN113147511A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-23 | 江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司 | 固态储氢为氢源的“电电混动”氢燃料电池两轮电动车 |
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