CN112585060A - 空中行驶工具驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于空中行驶工具的具有两个最大程度地彼此独立的子系统的混电驱动系统。所述子系统中的每个配属有共同的电机的定子绕组，从而这两个子系统能够由所述共同的电机以电能进行供给。在所述子系统中的一个中出现故障情况时，所述驱动系统能够如下地设立，使得电能能够从没有故障的子系统的电池通过充分利用这两个定子绕组系统转移到有故障的子系统中。

Description

空中行驶工具驱动系统

技术领域

本发明涉及一种用于空中行驶工具的电驱动系统。本发明尤其涉及一种盈余的混电驱动系统用于提供动能用于空中行驶工具的推进器件。

背景技术

对于可移动的应用，例如用于驱动空中行驶工具、如例如飞行工具或直升飞机或但是还用于电驱动的陆路或水路行驶工具等，作为对于常见的内燃机的备选方案，研究和使用基于电驱动系统的构思。这种能够构造为纯电驱动系统或还构造为混电驱动系统的电驱动系统通常具有至少一个电机，所述至少一个电机为了驱动空中行驶工具的推进器件作为电动马达运行。此外，设置有用于供给电动马达的电能的相应的源以及通常设置有功率电子设备以及当然设置有用于电连接驱动系统的构件的相应的铺设电缆部，电动马达借助于其进行运行。在混电驱动系统的情况下，此外设置有内燃机，所述内燃机串联地或并联地集成到驱动系统中并且例如驱动发电机，所述发电机本身提供电能供使用，所述电能能够存储在电池中和/或供应给电动马达。

这种系统例如在WO2015106993A1、WO2015128121A1中或还在WO2017025224A1中进行描述。

在尤其空中行驶工具的电运行时，在电驱动系统中的故障情况能够导致空中行驶工具的坠落，与相应的对于乘客的危险有关系并且通常伴随着巨大的财产损失。在混电驱动系统中，能够在驱动系统的开头示范性地列举的构件中的每个中出现故障，也就是说，尤其在提供用于供给电动马达的电能的能量存储器中、在电动马达的例如此外将直流电流转换成用于电动马达的交流电流的功率电子设备中、在电动马达本身中、在发电机中和/或在配属于发电机的功率电子设备中出现。

为了降低所提及的由于在电驱动系统中的故障情况的风险，已经提出，行驶工具借助盈余的驱动系统运行，所述驱动系统具有两个或更多最大程度地独立于彼此的子驱动系统。在此，“盈余”这一概念一般意味着，通过多倍构件的实施方案来实现相对于故障情况的提高了的安全性。在子驱动系统中的一个失灵的情况下，剩余的系统能够足以保证安全的继续飞行和安全的着陆。虽然有盈余，但是在子驱动系统中能够始终相应地出现位于此处的构件的失灵，其中，附加地还能够出现另外的不利的情况，如例如电池的不均匀的（asymmetrische）充电或老化状态等等。

发明内容

因此本发明的任务是，说明一种用于空中行驶工具的具有提高了的失灵安全性的混电驱动系统。

所述任务通过在权利要求1中描述的驱动系统和在权利要求9中描述的运行方法来解决。从属权利要求描述有利的设计方案。

这样的空中行驶工具驱动系统具有至少一个第一以及第二子系统，其中，全部子系统设置成用于产生推进力用于空中行驶工具。第一子系统此外具有例如第一推进器、用于驱动第一推进器的第一电动马达和第一电池，其中，第一电动马达能够可选地并且由控制器控制地由第一电池和/或通过第一定子绕组系统以电能进行供给。第二子系统此外具有例如第二推进器、用于驱动第二推进器的第二电动马达和第二电池，其中，第二电动马达能够可选地并且由控制器控制地由第二电池和/或通过第二定子绕组系统以电能进行供给。此外，设置有具有第一定子绕组系统和第二定子绕组系统的电机。在驱动系统的正常运行中，在第一定子绕组系统中的感应电压能够作为电能供应给第一子系统用于供给第一子系统的布置在此处的构件、例如第一子系统的第一电池和电动马达。也就是说，第一电池能够被充电和/或马达能够以能量进行供给。因此，第一子系统的马达能够可选地从电池或从第一定子绕组系统中得到（beziehen）电能。以相应的方式，在第二定子绕组系统中的感应电压能够作为电能供应给第二子系统用于供给第二子系统的构件、例如第二子系统的第二电池和电动马达。也就是说，第二电池能够被充电和/或第二马达能够以能量进行供给。因此，第二子系统的马达能够可选地从第二电池或从第二定子绕组系统得到电能。因此，电机在正常运行中作为发电机进行工作或纯发电机式地进行工作。驱动系统此外具有控制器，所述控制器设立成用于如下地调整驱动系统的运行状态并且在此还促使在可行的运行状态之间的变换，使得驱动系统能够在正常运行中或在马达式的运行状态中运行。尤其适用的是，在马达式的运行状态中通过控制器控制地将子系统中的一个确定为起供给作用的子系统并且将子系统中的另一个确定为待被供给的子系统，其中，电能能够从起供给作用的子系统通过电机的定子绕组系统传递到待被供给的子系统中。

因此，本发明涉及一种用于空中行驶工具的具有两个最大程度地独立于彼此的子系统的混电驱动系统。子系统中的每个配属有共同的电机的定子绕组，从而这两个子系统能够由共同的电机以电能进行供给。在子系统中的一个中出现故障情况时，驱动系统能够如下地设立，使得来自没有故障的子系统的电池的电能能够通过充分利用这两个定子绕组系统转移到有故障的子系统中。基于本发明的构思在于，通过在发电机轴上的力矩（所述力矩总和对于内燃机能够例如是中立的）通过发电机的绕组系统将能量从驱动系统的一个子系统传递到相应另一个子系统上。

定子绕组系统独立于彼此并且如下地进行布置，使得定子绕组系统中的每个与电机的共同的转子的磁性器件例如为了产生相应的感应电压而电磁地相互作用。因此，不是对于定子绕组系统中的每个都设置有单独的转子。电机具有带有多个磁性器件（例如永磁体）的转子，所述磁性器件以已知的方式与这两个定子绕组系统电磁地相互作用。相应于此地，转子被称为共同的转子。与这两个定子绕组系统电磁地相互作用的共同的转子的这种存在最终实现借助于定子绕组系统的能量传递。

控制器设立成用于，对子系统关于故障情况在相应的子系统中的出现进行监视并且当在子系统中的一个中探测到故障情况时促使从正常运行到马达式的运行状态的变换，其中，在其中存在有故障情况的子系统被确定为待被供给的子系统。所述监控允许对于故障情况的发生的最大程度地无延迟的反应。

此外，控制器设立成测定当前由电机施加的功率P_gen(t)并且在时间点t=T1时仅仅当适用P_gen(T1)≤thres_gen*P_gen_max时能够促使从正常运行到马达式的运行状态的变换，其中，P_gen_max是由电机最大能够产生的功率并且并且thres_gen是能够通过控制器预设的阈值，对所述阈值适用0≤thres_gen<1，尤其0≤thres_gen<1/n，其中，n代表子系统的数量。也就是说，能量传递仅仅当电机当前不是在其最大功率的情况下运行时是可行的。

在此并且在下面“当前”这一概念应该尤其是指，相应的时间点相应地尽可能处于接近故障情况出现或探测到故障情况的时间点，以便将在对于故障情况的反应方面的延迟最小化。

附加地或备选地，控制器设立成测定当前由起供给作用的子系统的相应的电池施加的功率P_bat(t)并且从时间点t≥T2开始仅仅当适用P_bat(T2)≤thres_bat*P_bat_max时能够促使电能从起供给作用的子系统到待被供给的子系统的传递，其中，P_bat_max是由起供给作用的子系统的电池最大能够产生的功率并且thres_bat是能够通过控制器预设的阈值，对于所述阈值适用0≤thres_bat<1。也就是说，能量传递仅仅当起供给作用的子系统的电池在期望的变换的时间点时没有在其最大的功率的情况下运行时是可行的。

典型地，时间点T1和T2将是等同的或直接处于彼此前后。最后，应该满足这两个所提及的条件，由此控制器能够促使到马达式的状态中的运行状态变换。

控制器尤其设立成用于取决于所探测的故障情况的类型和/或取决于当前的飞行情况确定阈值thres_gen、thres_bat。在此，故障情况的类型能够例如已经通过如下方式得到确定，即在有故障的子系统的哪个构件中出现了故障情况。通过如此实现的灵活性来确保，能量足够地被供应给待被供给的子系统，而同时确保，起供给作用的子系统没有失去过多的能量。

由起供给作用的子系统传递到待被供给的子系统中的能量的至少一部分能够相应地被供应给待被供给的子系统的电池和/或待被供给的子系统的电动马达或其功率电子设备，其中，控制器设立成用于控制在待被供给的子系统中传递的能量的流。

为了运行这种空中行驶工具驱动系统，所述空中行驶工具驱动系统能够可选地在正常的运行状态中和在马达式的运行状态中运行，也就是说，在正常的运行状态中在第一定子绕组系统中的感应电压作为电能供应给第一子系统并且在第二定子绕组系统中的感应电压作为电能供应给第二子系统。在马达式的运行状态中，子系统中的一个被确定为起供给作用的子系统并且子系统中的另一个被确定为待被供给的子系统。最后，电能从起供给作用的子系统通过电机的定子绕组系统传递到待被供给的子系统中。

子系统通过控制器和相应的传感器机构关于故障情况在相应的子系统中的出现被监控。在探测到在子系统中的一个中的故障情况时，促使从正常运行到马达式的运行状态中的变换并且在其中已经探测到故障情况的子系统被确定为待被供给的子系统。

尤其在探测故障情况的出现时，也就是说，例如从探测的时间点开始，必要时但是还持续地并且由此独立于是否出现故障情况来测定当前由电机施加的功率P_gen(t)，其中，在时间点t=T1时仅仅当适用P_gen(T1)≤thres_gen*P_gen_max时促使从正常运行到马达式的运行状态的变换，其中，P_gen_max是电机的最大能够产生的功率并且thres_gen是能够通过控制器预设的阈值，对于所述阈值适用0≤thres_gen<1。

尤其又在探测故障情况的出现时，也就是说，例如从探测的时间点开始，必要时但是还持续地并且由此独立于是否出现故障情况来测定当前由起供给作用的子系统的相应的电池施加的功率P_bat(t)并且从时间点t≥T2开始仅仅当适用P_bat(T2)≤thres_bat*P_bat_max时促使电能从起供给作用的子系统到待被供给的子系统的传递，其中，P_bat_max是起供给作用的子系统的电池的最大能够产生的功率并且thres_bat是能够通过控制器预设的阈值，对于所述阈值适用0≤thres_bat<1。也就是说，能量传递仅仅当起供给作用的子系统的电池在相应的时间点时没有在其最大的功率的情况下运行时是可行的。

典型地，时间点T1和T2是等同的或直接处于彼此前后。最后，应该满足这两个所提及的条件，由此控制器能够促使到马达式的状态中的运行状态变换。

阈值thres_gen、thres_bat能够取决于所探测的故障情况的类型和/或取决于当前的飞行情况进行确定，以便保证驱动系统的最大程度地安全的运行。飞行情况能够例如是启动、着陆或巡航飞行。

由起供给作用的子系统传递到待被供给的子系统中的能量的至少一部分相应地在此处被供应给电池和/或电动马达或其马达功率电子设备，其中，控制器设立成用于控制在待被供给的子系统中传递的能量的流。

附图说明

另外的优点和实施方式从附图和相应的描述中得出。

在下面，根据附图更详细地阐释本发明和示例性的实施方式。

其中：

图1示出用于空中行驶工具的驱动系统。

具体实施方式

要说明的是，如“轴向”、“径向”、“切向”或“沿周缘方向”等概念涉及在相应的图中或在相应描述的示例中得到使用的轴或轴线。换言之，轴向、径向、切向这些方向始终涉及转子的转动轴线。在此，“轴向”描述平行于旋转轴线的方向，“径向”描述正交于旋转轴线、朝着所述旋转轴线或还远离所述旋转轴线的方向，并且“切向”是正交于轴线以及正交于径向方向的运动或方向，也就是说，其以到旋转轴线的恒定的径向的间距并且在恒定的轴向位置的情况下圆形地围绕旋转轴线指向。切向方向必要时还能够被称为周缘方向。

“电磁的相互作用”这一概念是指在电机中已知的在转子的磁性器件、例如永磁体的磁场与定子的磁性器件、例如电流流过的线圈之间的相互作用，电动马达基于此产生其转矩或发电机基于此提供电流。

图1示范性地并且简化地示出混电驱动系统10。驱动系统10具有两个最大程度地独立的并且最大程度地等同地构造的子系统100、200。

第一子系统100包括驱动系统10的共同的电机300的第一定子绕组系统110、第一线路电子设备120、第一电池130、带有第一分支部位141的第一DC铺设电缆部140以及带有第一马达功率电子设备151的第一电动马达150，其中，第一马达150机械地与第一子系统100的第一推进器160耦联。电机300在驱动系统10的正常运行中应用为发电机。基本工作方式基于如下构思，即第一电动马达150当其由第一电池130和/或由在发电机运行中的电机300并且以及通过相应的马达功率电子设备151并且必要时通过第一功率电子设备120以电能进行供给时将第一推进器160置于旋转中并且由此产生用于飞行工具的推进力。以电能进行供给通过第一DC铺设电缆部140来进行。第一马达功率电子设备151促使将以直流电压DC的形式提供给其的电能转换成交流电压AC，以便驱动第一马达150。

第二子系统200包括驱动系统10的共同的电机300的第二定子绕组系统210、第二线路电子设备220、第二电池230、带有第二分支部位241的第二DC铺设电缆部240以及带有第二马达功率电子设备251的第二电动马达250，其中，马达250机械地与第二子系统200的第二推进器260耦联。定子绕组系统110、210独立于彼此，也就是说，尤其没有与彼此电连接。第二子系统200的工作方式相应于第一子系统100的工作方式，其中，第二电动马达250通过第二DC铺设电缆部240从第二电池230和/或从第二定子绕组系统210并且通过相应的功率电子设备251和必要时220得到对于运行所需的电能。第二马达功率电子设备251促使将以直流电压DC的形式提供给其的电能转换成交流电压AC，以便驱动第二马达250。

为了避免不清楚，要说明的是，推进器160、260的定位和大小不必反映实际，而是仅仅用于说明在驱动器10与推进器160、170之间的相互作用。

这两个定子绕组系统110、210虽然是共同的电机300的部分，但是尽管如此这两个子系统100、200独立于彼此地进行工作。共同的电机300根据需求通过内燃机400、例如涡轮机驱动。如已经提到的那样，电机300具有多个独立的定子绕组系统110、210以及所述特定地配属的功率电子设备120、220，也就是说，电能能够在相应的定子绕组系统110或210与配属的功率电子设备120或220之间通过相应的接通在彼此配属的绕组系统110、210与功率电子设备120、220之间的AC铺设电缆部170、270进行传导。要提到的是，绕组系统110、210的图示和尤其空间上的布置方案的图示在图1中是纯示意性的并且没有典型地反映实际。实际上，定子绕组系统110、210中的每个包括多个线圈，所述线圈典型地如下地进行布置，使得沿电机300的定子的周缘方向看，第一定子绕组系统110和第二定子绕组系统210的线圈交替地依次进行布置。

在起作用的内燃机400中，通过轴410将共同的电机300的转子310置于旋转中，在所述转子处典型地固定有永磁体311，从而基于本身已知的在所述永磁体311与定子绕组系统110、210的没有详细示出的线圈之间的电磁的相互作用在定子绕组系统110、210的线圈中感应出电的交流电压。因为电机在发电机运行中的构思的这个方面是充分已知的，所以放弃了转子310和永磁体311的较详细的阐释并且放弃了图示。在下面，为了简短起见，没有进一步提到绕组系统110、210的线圈。当提到例如有电压被感应到定子绕组系统110、210中或定子绕组系统110、210以电流进行加载时，分别是指，电压被感应到相应的线圈中或绕组系统110、210的线圈被通电。

在驱动系统10的第一运行状态（在下面还被称为“正常运行”）中，如此由相应的定子绕组系统110、210提供的电能或交流电压通过相应的AC铺设电缆部170、270被供应给配属于相应的定子绕组系统110、210的功率电子设备120或220并且在此处被转换成直流电压。因此，机器300完全地在发电机运行中或发电机式地进行工作。直流电压或相应的电能通过DC铺设电缆部140、240供应给相应的电池130、230，以便给所述电池充电，和/或供应给这两个子系统100、200的马达功率电子设备151、251，以便将电能以合适的电的交流电压的形式提供给马达150、250，以用于其驱动。在此，应用分支部位141、241，以便借助于驱动系统10的控制器500控制在相应的子系统100或200中的能量流。

因此，在第一子系统100中，能够将电能从第一功率电子设备120根据需要传导到第一电池130，以便对所述第一电池进行充电，和/或传导到第一马达150的第一马达功率电子设备151，以便驱动所述第一马达。同样，电能能够从第一电池130传导到第一马达功率电子设备151，以便又驱动第一马达150。在正常运行中相同的方式适用于第二子系统200，也就是说，布置在那儿的DC铺设电缆部240中的第二分支部位241由控制器500控制地促使，电能根据需要从第二功率电子设备220传导到第二电池230和/或传导到第二马达功率电子设备251以及必要时还从第二电池230传导到第二马达功率电子设备251。

在此，控制器500不仅影响分支部位141、241，而且根据需求还影响参与的功率电子设备120、151、220、251。由此，关于在驱动系统10的构件之间的电能流对驱动系统10的控制基于分支部位141、241与相应的功率电子设备120、220和必要时151、251的相互作用。“根据需求”这一概念应该如此理解，即根据应该在哪些构件之间有能量流动，不是强制性地通过所有功率电子设备120、151、220、251来传导能量。如果例如第一马达150应该单独由第一电池130供给，那么为此不使用第一功率电子设备120。在其它的示范性的情况中，如果发电机300或第二定子绕组系统210不仅应该对第二电池230进行充电而且应该以能量供给第二马达250，那么电能不仅流动通过第二功率电子设备220而且通过第二马达功率电子设备251。

在驱动系统10或子系统100、200的如此设计的正常运行中，定子绕组系统110、210以与配属于其的功率电子设备120、220组合的方式发电机式地进行工作，也就是说，其提供电能供相应的子系统100、200使用。如已经注意到的那样，子系统100、200完全独立于彼此地进行工作。关于电机300的功率平衡要说明的是，在正常运行中，对于在此假设的示范性的情况，在所述情况下，电机300具有两个绕组系统110、210，电机300的总功率P_ges(t)在时间点t时是单个绕组系统110、210的功率P_110、P_210的两倍大，也就是说，P_110(t)=P_210(t)=½P_ges(t)。这从如下得出，即适用P_ges(t)=P_110(t)+P_210(t)并且能够假设绕组系统110、210或子系统1。

此外，驱动系统10如下地进行设计，使得定子绕组系统110、210在与转子310和处于其处的磁体311的共同作用中相应地能够马达式地进行工作。在“马达式的”运行中，处于所述运行中的定子绕组系统110或210借助于配属于所述定子绕组系统110或210的功率电子设备120或220以电的交流电压进行加载或通电。为此，相应的功率电子设备120或220从相应的与其连接在一起的电池130或230中得到所需的电能。在下面，要纯示范性地并且为了阐释目的进行假设，即第一子系统100的第一定子绕组系统110被通电并且相应于此地马达式地运行。所述运行状态被称为驱动系统10的“第一马达式的运行状态”。在此，应该清楚的是，当不是第一绕组系统110，而是第二子系统200的第二绕组系统210被通电时，也就是说在“第二马达式的运行状态”中时，所述阐释以相应的方式适用于传递到第二子系统200的构件上。

在第一马达式的运行状态中，在第一电池130方面提供电能供使用，所述电能通过第一功率电子设备120转换成交流电压。所述交流电压被供应给第一定子绕组系统110，从而其线圈以电的交流电流进行加载。这导致在如此通过第一定子绕组系统110或其线圈产生的磁场与转子310的永磁体311的磁场之间发生本身已知的电磁的相互作用。已知地，这促使产生到转子310上的转矩。所述转矩附加于通过涡轮机400经由轴410传递到转子310上的转矩起作用，从而在第二定子绕组系统210中必须调整较大的所谓的负荷角度，以便获得力矩平衡重并且由此获得转子310的转速。由此，第二定子绕组系统210提供附加的电能，所述电能然后又能够通过控制器500控制地在第二子系统200中供应给任意的目标，例如供应给电池230和/或功率电子设备251和马达250。由此，来自第一子系统100的能量已经被传递到第二子系统200中。

上面所引入的负荷角度描述在相应的定子绕组系统110、210的感应电压与端电压之间的角度。感应电压的数额仅仅随着具有磁体311的转子310的转速变化，但是不随着作用于转子310的力矩变化。力矩能够在单个绕组系统110、210中通过负荷角度进行调整。也就是说可行的是，一个绕组系统110、210具有负的负荷角度和由此正的或马达式的力矩，并且相应另一个系统210、110具有正的负荷角度，也就是说负的或发电机式的力矩。

为完整起见，要说明的是，对于如下情况，即在所述第一马达式的运行状态中，第一马达150此外应该以电能进行供给，所述能量供给必须借助于第一电池130执行，因为第一定子绕组系统110非发电机式地进行工作并且相应于此地，没有电能被传输到第一子系统100中。根据驱动器10的单个构件如何被定尺寸，这样的情况因此必要时仅仅能够在马达150、250的部分负荷运行中被转化。

以相同的方式，能量从第二子系统200传递到第一子系统100是可行的，也就是说，在第二马达式的运行状态中。就此而言，放弃详细的描述，因为所述流程类似于上面所描述的在从第一子系统100传递到第二子系统200时的方式。

因此，这两个推进器驱动器或马达150、250在正常运行中从其专用的电池130或230中和/或通过发电机式地运行的电机300经由独立的DC铺设电缆部140或240以电能进行供给。此外，这追求如下目标，即这两个子系统100、200最大程度地独立于彼此地进行构造，以便在故障情况中不同时丢失这两个驱动器150、160或250、260。基于所描述的控制器500的工作方式，此外可行的是，在相应的第一或第二马达式的运行中能量在其它情况下独立的子系统100、200之间进行传递，也就是说，例如从第一子系统100的电池130传递到第二子系统200中并且传递到在那儿的马达250或反向。所述可行方案在一定的情况下能够是很有利的，例如在子构件失灵的情况下、在电池130、230的不均匀的充电状态的情况下和/或在电池130、230老化的情况下。

所描述的方式基于如下构思，即通过在轴410上的转矩M_t（所述转矩总和对于内燃机或涡轮机400例如能够是中立的）在电机300的绕组系统110、210之间传递能量。在所提及的示例中力矩M_t总和是中立的，这仅仅是示范性的情况。原则上，对于发电机的功率平衡适用P_轴=P_el_1+P_el_2。在此，P_轴是通过轴供发电机使用的功率，而P_el_1或P_el_2呈现在绕组系统110、210与相应配属的子系统100、200之间传递的功率。对于如下情况，即P_el_1或P_el_2具有正号，从如下出发，即电机300的功率被供给到相应的子系统100、200中。对于如下情况，即功率从第一子系统100传递到第二子系统200中，P_el_1是负的并且P_el_2是正的，也就是说，尤其具有不同的符号。然而，值|P_el_1|和|P_el_2|不必强制性地相等。

所述方式从这两个绕组系统110、210的相对的充分利用中出发，以便在相对小的由涡轮机400施加的转矩M_t的情况下（其中，原则上还能够适用M_t=0）在电机300的绕组系统110、210之间传递能量。在此，“相对小的力矩”这一表述尤其与如下有关，即在时间点t时尤其当电机300由于涡轮机400在所述时间点t时不是在其最大可行的功率P_gen_max的情况下运行时（也就是说，当适用P_gen(t)≤thres_gen*P_gen_max时）能够实现所叙述的能量传递，其中，P_gen(t)代表在时间t时由电机300施加的功率并且thres_gen是能够通过控制器500预设的阈值，对于所述阈值例如能够适用0≤thres_gen<0.5。在此对于阈值thres_gen所假设的在数额上为0.5的上界限（代替必要时所期待的为1的上界限）从如下实用的假设中得出，即电能从相应一个绕组系统110、210到相应另一个系统210、110中的传递仅仅在0≤thres_gen<0.5时被有意义地实现，因为每个绕组系统110、210典型地被设计成最大功率为0.5*P_gen_max。否则，电机300的功率必要时会被不等地分布到子系统100、200上，也就是说，子系统100、200中的一个能够或可能在正常运行中从发电机式地运行的电机300中获得比另一个子系统200、100较多的功率。由于电机300的在所描述的具有P_gen(t)<P_gen_max的情况中不经常使用的容量或储备功率P_res(t)=P_gen_max-P_gen(t)的能够使用性，所述储备功率P_res供在子系统100、200之间的能量的转移使用，其中，优选地适用P_res>½*P_gen_max。对于能够从起供给作用的子系统100传递到待被供给的系统200中的功率P_trans最终适用|P_trans|≤½|P_res|。

除了如下要求，即电机300为了能量传递当前不是在其最大功率P_gen_max的情况下运行，也就是说P_gen(t)≤thres_gen*P_gen_max，此外能够从如下出发，即至少针对能量从第一子系统100到第二子系统200的传递（为了保持在所述示例中）的时间间隔，第一子系统100从其电池130不需要原则上最大能够使用的功率P_bat130_max，也就是说在时间t时电池130通过第一子系统100没有完全被全负荷利用（ausgelastet），也就是说，P_bat130(t)≤thres_bat130*P_bat130_max，其中，thres_bat130是能够通过控制器500预设的阈值，对于所述阈值适用0≤thres_bat130<1，并且P_bat130(t)代表在时间t时由相应的电池130施加的功率。在这种情况下，电池130的能够剩余的功率能够用于供给第二子系统200。

当第二子系统200的电池230能够用于提供能量供第一子系统100使用时，相应的方式（Entsprechendes）会是适用的。在这种情况下，要求会是P_bat230(t)≤thres_bat230*P_bat230_max，其中，P_bat230(t)描述由电池230在时间t时提供的功率，thres_bat230是能够由控制器500预设的阈值并且P_bat230_max代表由电池230最大能够提供的功率。

也就是说，核心在于这两个绕组系统110、210以及相应的起供给作用的子系统100或200的电池130或230的储备功率的充分利用，以便提供来自一个子系统100、200的电池的能量供相应另一个子系统200、100使用。尤其可选地，电机300的绕组系统110、210中的一个能够马达式地运行并且由此使用一个电池130、230的储备功率，以便将来自一个子系统100、200的电池130、230的能量供另一个子系统200、100使用。

一般表述为，驱动系统10通过控制器500促使地如下地运行，使得在正常运行中在子系统100、200中的一个中至少如此久地不存在相关的故障情况。电机300在此发电机式地进行工作，也就是说，其传输电能到所述两个子系统100、200中。控制器500关于相关的故障情况的存在对子系统100、200进行监视，例如关于子系统100、200的子构件的失灵，关于电池130、230的不均匀的充电状态，关于电池130、230的过度老化等。对于如下情况，即控制器500在子系统100、200中的一个中探测到相关的故障情况，也就是说，当子系统100、200中的一个有故障时，控制器500能够将驱动系统10置于马达式的运行状态中。在驱动系统10的马达式的运行状态中，电能从起供给作用的子系统100、200传递到待被供给的子系统200、100中。

然而为了确定是否应该进行驱动系统10的运行状态从正常运行到马达式的运行状态中的这样的变换，首先对上面所阐释的要求进行检查。为此，控制器500如下地进行设立，使得所述控制器当其在时间点T0时探测在子系统100、200中的一个中的相关的故障情况时，一方面在时间点T1时检查电机300当前以何种功率P_gen(T1)运行，并且另一方面在时间点T2时确定没有故障情况的子系统100、200的电池130、230的当前的负荷率P_bat(T2)。对于如下情况，即一方面满足P_gen(T1)≤thres_gen*P_gen_max并且另一方面要么在有故障的第一子系统100中适用P_bat230(T2)≤thres_bat230*P_bat230_max或在有故障的第二子系统200中满足P_bat130(T2)≤thres_bat130*P_bat130_max，导入所描述的方法用于能量传递，也就是说马达式的运行。在这种情况下，有故障的子系统、例如子系统200被确定为待被供给的子系统，而没有故障的子系统（也就是说在所选择的示例中为子系统100）被选择为起供给作用的子系统。

时间点T1、T2理想地是等同的并且直接处于时间点T0之后，从而控制器500能够尽可能快速地在相关的故障情况出现之后促使马达式的运行。关于阈值thres_gen、thres_bat130、thres_bat230适用的是，更确切地说，其能够为60%的固定的值（纯示范性地）。但是同样能够考虑和有意义的是，其在控制器500方面取决于所探测的故障情况的类型进行确定，因为根据故障情况的类型或根据有故障的子系统100、200的通过故障情况影响到的构件的类型必须或多或少地将能量从起供给作用的子系统100、200传递到待被供给的子系统200、100中。这个事实能够通过取决于情况地能够确定的阈值计算来承担。此外，能够是有意义的是，阈值取决于在出现故障情况时存在的飞行情况进行确定，因为在此，还不仅存在有对待提供给待被供给的子系统200、100的能量的不同的要求而且存在有对在起供给作用的子系统100、200中此外需要的能量的不同的要求。作为飞行情况考虑例如启动或爬升飞行、着陆飞行或巡航飞行。

所述构思已经在没有对于一般性的限制的情况下针对具有仅仅两个子系统100、200的系统进行描述，其中，此外已经纯示范性地从如下出发，即应该将能量从第一子系统100传递到第二子系统200中，也就是说，驱动系统10处于第一马达式的运行状态中。应该清楚的是，一方面原则上会能够实现任意数量的这种基本上等同的、但是独立于彼此的子系统并且驱动系统10另一方面如下地进行设计，使得能量同样能够从第二子系统200传递到第一子系统100，相应于驱动系统10的第二马达式的运行状态。然而，为简洁起见，后者的情况没有详细地进行阐释，因为其原则上没有与详尽地叙述的情况不同，在所述情况下，能量从第一系统100流动到第二系统200。为了描述所述第二马达式的运行状态，第一子系统100和第二子系统200的相应的构件在第一马达式的运行状态的描述中能够仅仅在一定程度上与彼此互换。

为清楚起见，要说明的是，推进器160、260与上面的描述不同并且与在图1中的图示不同无论如何还能够例如构造为电运行的涡轮机或这样的喷气动力装置的风扇。

Claims (14)

1.空中行驶工具驱动系统（10），具有

- 第一子系统（100）用于产生推进力用于空中行驶工具，

- 第二子系统（200）用于产生推进力用于所述空中行驶工具，

- 带有第一定子绕组系统（110）和第二定子绕组系统（210）的电机（300），其中，在所述驱动系统（10）的正常运行中，在所述第一定子绕组系统（110）中的感应电压能够作为电能供应给所述第一子系统（100）并且在所述第二定子绕组系统（210）中的感应电压能够作为电能供应给所述第二子系统（200），以及

- 控制器（500），所述控制器设立成如下地调整所述驱动系统（10）的运行状态，使得所述驱动系统（10）能够在正常运行中或在马达式的运行状态中运行，

其中，在所述马达式的运行状态中通过所述控制器（500）控制地，

- 所述子系统（100、200）中的一个被确定为起供给作用的子系统（100）并且所述子系统（200、100）中的另一个被确定为待被供给的子系统（200），

- 电能能够从所述起供给作用的子系统（100）通过所述电机（300）的定子绕组系统（110、210）传递到所述待被供给的子系统（200）中。

2.根据权利要求1所述的空中行驶工具驱动系统（10），其特征在于，所述定子绕组系统（110、210）独立于彼此并且如下地进行布置，使得所述定子绕组系统（110、210）中的每个与所述电机（300）的共同的转子（310）的磁性器件（311）电磁地相互作用。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的空中行驶工具驱动系统（10），其特征在于，所述控制器（500）设立成，对所述子系统（110、210）关于故障情况在相应的子系统（100、200）中的出现进行监视，并且当在所述子系统（100、200）中的一个中探测到故障情况时促使从所述正常运行到所述马达式的运行状态的变换，其中，在其中存在有所述故障情况的子系统（100、200）被确定为所述待被供给的子系统（200）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空中行驶工具驱动系统（10），其特征在于，所述控制器（500）设立成测定当前由所述电机（300）施加的功率P_gen(t)并且在时间点t=T1时仅仅当适用P_gen(T1)≤thres_gen*P_gen_max时能够促使从所述正常运行到所述马达式的运行状态的变换，其中，P_gen_max是由所述电机（300）最大能够产生的功率并且thres_gen是能够通过所述控制器（500）预设的阈值，对于所述阈值适用0≤thres_gen<1，尤其0≤thres_gen<1/n，其中，n代表所述子系统（100、200）的数量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的空中行驶工具驱动系统（10），其特征在于，所述控制器（500）设立成测定当前由所述起供给作用的子系统（100）的相应的电池（130）施加的功率P_bat(t)并且从时间点t≥T2开始仅仅当适用P_bat(T2)≤thres_bat*P_bat_max时能够促使电能从所述起供给作用的子系统（100）到所述待被供给的子系统（200）的传递，其中，P_bat_max是由所述起供给作用的子系统（100）的电池（130）最大能够产生的功率并且thres_bat是能够通过所述控制器（500）预设的阈值，对于所述阈值适用0≤thres_bat<1。

6.根据权利要求4和5所述的空中行驶工具驱动系统（10），其特征在于，所述控制器（500）设立成取决于所探测的故障情况的类型和/或取决于当前的飞行情况确定所述阈值thres_gen、thres_bat。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的空中行驶工具驱动系统（10），其特征在于，在所述马达式的运行状态中，从所述起供给作用的子系统（100）传递到所述待被供给的子系统（200）中的能量的至少一部分能够相应地供应给所述待被供给的子系统（200）的电池（230）和/或电动马达（250）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的空中行驶工具驱动系统（10），其特征在于，

- 所述第一子系统（100）具有第一推进器（160）、用于驱动所述第一推进器（160）的第一电动马达（150）和第一电池（130），其中，所述第一电动马达（150）能够在所述正常运行中可选地并且由所述控制器（500）控制地由所述第一电池（130）和/或通过所述第一定子绕组系统（110）以电能进行供给，

- 所述第二子系统（200）具有第二推进器（260）、用于驱动所述第二推进器（260）的第二电动马达（250）和第二电池（230），其中，所述第二电动马达（250）能够在所述正常运行中可选地并且由所述控制器（500）控制地由所述第二电池（230）和/或通过所述第二定子绕组系统（210）以电能进行供给。

9.用于运行空中行驶工具驱动系统的方法，所述空中行驶工具驱动系统具有

- 第一子系统（100）用于产生推进力用于空中行驶工具，

- 第二子系统（200）用于产生推进力用于所述空中行驶工具，

- 带有第一定子绕组系统（110）和第二定子绕组系统（210）的电机（300），

其中，

- 所述驱动系统（10）能够可选地在正常的运行状态中和在马达式的运行状态中运行，

并且其中，

- 在所述正常的运行状态中，在所述第一定子绕组系统（110）中的感应电压作为电能被供应给所述第一子系统（100）并且在所述第二定子绕组系统（210）中的感应电压作为电能被供应给所述第二子系统（200），

- 在所述马达式的运行状态中，所述子系统（100、200）中的一个被确定为起供给作用的子系统（100）并且所述子系统（200、100）中的另一个被确定为待被供给的子系统（200）并且电能从所述起供给作用的子系统（100）通过所述电机（300）的定子绕组系统（110、210）传递到所述待被供给的子系统（200）中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对所述子系统（100、200）关于故障情况在所述相应的子系统（100、200）中的出现进行监视，其中，

- 在探测到在所述子系统（100、200）中的一个中的故障情况时促使从所述正常运行到所述马达式的运行状态的变换，

- 在其中已经探测到所述故障情况的子系统（100、200）被确定为待被供给的子系统（200）。

11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，其特征在于，尤其在探测故障情况的出现时，当前由所述电机（300）施加的功率P_gen(t)得到测定，其中，在时间点t=T1时仅仅当适用P_gen(T1)≤thres_gen*P_gen_max时促使从所述正常运行到所述马达式的运行状态的变换，其中，P_gen_max是所述电机（300）的最大能够产生的功率并且thres_gen是能够预设的阈值，对于所述阈值适用0≤thres_gen<1，尤其0≤thres_gen<1/n，其中，n代表所述子系统（100、200）的数量。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，尤其在探测故障情况的出现时，当前由所述起供给作用的子系统（100）的相应的电池（130）施加的功率P_bat(t)得到测定并且从时间点t≥T2开始仅仅当适用P_bat(T2)≤thres_bat*P_bat_max时促使电能从所述起供给作用的子系统（100）到所述待被供给的子系统（200）的传递，其中，P_bat_max是所述起供给作用的子系统（100）的电池（130）的最大能够产生的功率并且thres_bat是能够预设的阈值，对于所述阈值适用0≤thres_bat<1。

13.根据权利要求11和12所述的方法，其特征在于，取决于所探测的故障情况的类型和/或取决于当前的飞行情况确定所述阈值thres_gen、thres_bat。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，从所述起供给作用的子系统（100）传递到所述待被供给的子系统（200）中的能量的至少一部分被相应地供应给所述待被供给的子系统（200）的电池（230）和/或电动马达（250）。

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