DE102020002414A1 - Elektrifiziertes Luftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektrifiziertes Luftfahrzeug, ein Verfahren zur Rückgewinnung einer kinetischen und/oder potenziellen Energie eines elektrifizierten Luftfahrzeugs und ein Verfahren zum Betreiben eines elektrifizierten Luftfahrzeugs.
Das elektrifizierte Luftfahrzeug (1) umfasst
a) zumindest eine elektromechanische Maschine (2a, 2b, 2c, 2d), die dazu ausgebildet ist, das Luftfahrzeug (1) in einem Kraftmaschinenbetrieb anzutreiben und eine kinetische und/oder potenzielle Energie des Luftfahrzeugs (1) in einem Arbeitsmaschinenbetrieb zu rekuperieren,
b) zumindest einen Energiespeicher (3a, 3b), der dazu ausgebildet ist, eine elektrische Energie für einen Betrieb der elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) bereitzustellen,
c) eine Brennstoffzelle (4), die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Energie für einen Betrieb der elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) bereitzustellen und
d) eine Steuereinheit (6a, 6b), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist,
- bei einem Steigflug des Luftfahrzeugs (1) eine Übertragung einer elektrischen Energie von der Brennstoffzelle (4) und/oder dem Energiespeicher (3a, 3b) zur elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) zu steuern und
- bei einem Sinkflug des Luftfahrzeugs (1) eine Übertragung einer elektrischen rekuperierten Energie von der elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) zu einem Elektrolyseur (5) und/oder zum Energiespeicher (3a, 3b) zu steuern.
Das elektrifizierte Luftfahrzeug (1) umfasst
a) zumindest eine elektromechanische Maschine (2a, 2b, 2c, 2d), die dazu ausgebildet ist, das Luftfahrzeug (1) in einem Kraftmaschinenbetrieb anzutreiben und eine kinetische und/oder potenzielle Energie des Luftfahrzeugs (1) in einem Arbeitsmaschinenbetrieb zu rekuperieren,
b) zumindest einen Energiespeicher (3a, 3b), der dazu ausgebildet ist, eine elektrische Energie für einen Betrieb der elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) bereitzustellen,
c) eine Brennstoffzelle (4), die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Energie für einen Betrieb der elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) bereitzustellen und
d) eine Steuereinheit (6a, 6b), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist,
- bei einem Steigflug des Luftfahrzeugs (1) eine Übertragung einer elektrischen Energie von der Brennstoffzelle (4) und/oder dem Energiespeicher (3a, 3b) zur elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) zu steuern und
- bei einem Sinkflug des Luftfahrzeugs (1) eine Übertragung einer elektrischen rekuperierten Energie von der elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) zu einem Elektrolyseur (5) und/oder zum Energiespeicher (3a, 3b) zu steuern.
Description
- Die Erfindung betrifft ein elektrifiziertes Luftfahrzeug, ein Verfahren zur Rückgewinnung einer kinetischen und/oder potenziellen Energie und ein Verfahren zum Betreiben eines elektrifizierten Luftfahrzeugs.
- Aus der
WO2010123601 ist ein elektrisch angetriebenes senkrecht startendes (Vertical Takeoff and Landing) VTOL-Luftfahrzeuge bekannt, welches einen oder mehrere erste elektrische Energiespeicher umfasst, die in der Lage sind, einen oder mehrere Elektromotoren mit elektrischer Energie zu versorgen. Eine Ausführung des VTOL-Luftfahrzeugs umfasst mehrere zweite Energiequellen (z. B. Batterien, Motoren, Generatoren, Brennstoffzellen, Halbzellen usw.), welche die Elektromotoren antreiben können, wenn die ersten Energiespeicher ausfallen oder erschöpft sind. - Das erfindungsgemäße elektrifizierte Luftfahrzeug umfasst
- a) zumindest eine elektromechanische Maschine, die dazu ausgebildet ist, das Luftfahrzeug in einem Kraftmaschinenbetrieb anzutreiben und eine kinetische und/oder potenzielle Energie des Luftfahrzeugs in einem Arbeitsmaschinenbetrieb zu rekuperieren,
- b) zumindest einen Energiespeicher, der dazu ausgebildet ist, eine elektrische Energie für einen Betrieb der elektromechanischen Maschine bereitzustellen,
- c) eine Brennstoffzelle, die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Energie für einen Betrieb der elektromechanischen Maschine bereitzustellen und
- d) eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist,
- - bei einem Steigflug des Luftfahrzeugs eine Übertragung einer elektrischen Energie von der Brennstoffzelle und/oder dem Energiespeicher zur elektromechanischen Maschine zu steuern und
- - bei einem Sinkflug des Luftfahrzeugs eine Übertragung einer elektrischen rekuperierten Energie von der elektromechanischen Maschine zu einem Elektrolyseur und/oder zum Energiespeicher zu steuern.
- Unter dem Begriff Luftfahrzeug werden dabei, konform zur Klassifizierung der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation (ICAO), Flugzeuge, wie ein- oder mehrmotorige Land- und/oder Wasserflugzeuge, Drehflügler, Luftschiffe, Segelflugzeuge sowie Luftfahrzeuge mit vertikaler Start- und Landefähigkeit verstanden.
- Dadurch, dass die Steuereinheit bei einem Sinkflug des Luftfahrzeugs die Übertragung einer elektrischen rekuperierten Energie von der elektromechanischen Maschine zum Elektrolyseur und zum Energiespeicher steuert, kann festgelegt werden, in welcher Form die rekuperierte Energie gespeichert wird. Dabei können Randbedingungen, wie ein Ladezustand des Energiespeichers, ein zu erwartender Energieverbrauch oder ein Energieumwandlungswirkungsgrad berücksichtigt werden, um eine Verbesserung einer Betriebseffizienz des Luftfahrzeugs und/oder eine Erhöhung einer Reichweite des Luftfahrzeugs zu ermöglichen. Die Speicherung und eine zeitlich nachgelagerte Nutzung der rekuperierten Energie erlaubt darüber hinaus eine kleinere Dimensionierung des Energiespeichers und eine Verkürzung von Ladezeiten an Bodenstationen.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Rückgewinnung einer kinetischen und/oder potenziellen Energie eines elektrifizierten Luftfahrzeugs umfasst die Schritte:
- S11: Umwandeln einer kinetischen und/oder potenziellen Energie des Luftfahrzeugs in eine elektrische Energie mittels einer elektromechanischen Maschine;
- S12: Übertragen der elektrischen Energie an einen Elektrolyseur und/oder einen Energiespeicher, wobei das Übertragen mittels einer Steuereinheit gesteuert wird;
- S13: Aufladen des Energiespeichers und/oder Erzeugen eines Brennstoffs durch den Elektrolyseur mittels der elektrischen Energie.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines elektrifizierten Luftfahrzeugs umfasst die Schritte:
- S21: Übertragen von Informationen über einen Ladezustand eines Energiespeichers, einen Ladezustand eines Brennstoffreservoirs und eine kinetische und/oder potenzielle Energie des Luftfahrzeugs an eine Recheneinheit;
- S22: Berechnen einer Reichweite des Luftfahrzeugs, wobei die Reichweite eine Missionsreichweite und eine Reservereichweite umfasst;
- S23: Vergleichen der berechneten Reichweite mit einer Sollreichweite;
- S24: Initiieren zumindest einer der folgenden Aktionen basierend auf einem Ergebnis der Berechnung und/oder des Vergleichs:
- - Übermitteln des Ergebnisses der Berechnung und/oder des Vergleichs an eine Institution innerhalb oder außerhalb des Luftfahrzeugs;
- - Starten oder fortsetzen eines Ladevorgangs des Luftfahrzeugs;
- - Beenden eines Ladevorgangs des Luftfahrzeugs;
- - Starten und/oder fortsetzen eines Flugs des Luftfahrzeugs;
- - Initiieren eines Landevorgangs des Luftfahrzeugs.
- Durch das initiieren der Aktionen werden die Ergebnisse der Reichweitenberechnung sowie des Vergleichs der berechneten Reichweite mit der Sollreichweite für Betreiber des Luftfahrzeuges nutzbar gemacht. Die Ergebnisse können so beispielsweise von Piloten oder Bodenstationen für weitere Flug- und oder Betankungsplanungen berücksichtigt werden.
- Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrifizierten Luftfahrzeugs, -
2 ein Ausführungsbeispiel eines Flugstreckenplans, -
3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines elektrifizierten Luftfahrzeugs und -
4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rückgewinnung einer kinetischen und/oder potenziellen Energie eines elektrifizierten Luftfahrzeugs. - Das in
1 gezeigte elektrifizierte Luftfahrzeug1 ist ein senkrecht startendes Flugtaxi (VTOL), welches für den Transport von mehreren Passagieren ausgelegt ist. Das Flugtaxi1 umfasst vier elektromechanische Maschinen2a ,2b ,2c ,2d . Im Ausführungsbeispiel sind die elektromechanischen Maschinen Motorgeneratoren2a ,2b ,2c ,2d , von denen je zwei in einem Front- und zwei in einem Heckbereich des Flugtaxis1 angeordnet sind. Die Motorgeneratoren2a ,2b ,2c ,2d sind dazu ausgebildet, das Flugtaxi1 in einem Kraftmaschinenbetrieb durch eine Umwandlung einer elektrischen Energie in eine mechanische Energie anzutreiben. Ferner sind die Motorgeneratoren2a ,2b ,2c ,2d dazu ausgebildet, in einem Arbeitsmaschinenbetrieb eine kinetische und/oder potenzielle Energie des Flugtaxis1 zu rekuperieren. - Weiterhin umfasst das Flugtaxi
1 zwei Energiespeicher3a ,3b . Im Ausführungsbeispiel sind die Energiespeicher in einem Flügelbereich des Lufttaxis1 angeordnete Lithium-Ionen-Akkumulatoren3a ,3b . Bei einem Betrieb des Flugtaxis1 wird elektrische Energie aus den Akkumulatoren3a ,3b zum Antreiben der Motorgeneratoren2a ,2b ,2c ,2d bereitgestellt. - Des Weiteren umfasst das Flugtaxi
1 eine Brennstoffzelle4 ,5 , die reversibel als Elektrolyseur (reversible fuel cell, RFC) betreibbar ist, sowie ein Brennstoffreservoir7 . Im Ausführungsbeispiel ist die Brennstoffzelle eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle (PEFC)4 ,5 . Bei einem Betrieb des Flugtaxis1 wird Wasserstoff aus dem Brennstoffreservoir7 zur Brennstoffzelle4 ,5 geleitet. In der Brennstoffzelle4 ,5 wird der Wasserstoff durch eine kontinuierliche chemische Reaktion mit Luftsauerstoff in Wasser umgesetzt. Dabei wird im Wasserstoff gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Das entstandene Wasser wird in einem Brennproduktreservoir (nicht gezeigt) gespeichert. Die aus dem Wasserstoff freigesetzte elektrische Energie wird zum Antreiben der Motorgeneratoren2a ,2b ,2c ,2d bereitgestellt. - Darüber hinaus umfasst das Flugtaxi
1 eine Steuereinheit6a ,6b . Die Steuereinheit6a ,6b ist dazu ausgebildet und eingerichtet, bei einem Steigflug, einem Konstanthöhenflug oder einem stationären Schwebeflug des Flugtaxis1 eine Übertragung elektrischer Energie von der Brennstoffzelle4 ,5 und den Akkumulatoren3a ,3b zu den Motorgeneratoren2a ,2b ,2c ,2d zu steuern. Ferner ist die Steuereinheit6a ,6b dazu ausgebildet und eingerichtet, bei einem Sinkflug des Flugtaxis1 eine Übertragung einer elektrischen rekuperierten Energie von den Motorgeneratoren2a ,2b ,2c ,2d zur reversibel betreibbaren Brennstoffzelle4 ,5 und zu den Akkumulatoren3a ,3b zu steuern. Die Akkumulatoren3a ,3b werden mittels der elektrischen rekuperierten Energie geladen. In der Brennstoffzelle4 ,5 wird die elektrische rekuperierte Energie in einem Elektrolyseurbetrieb genutzt, um Wasser, welches aus dem Brennproduktreservoir bezogen wird, in Wasserstoff umzuwandeln. Der Wasserstoff wird anschließend in das Brennstoffreservoir7 geleitet. Dadurch wird die rekuperierte Energie über ausgedehnte Zeiträume hinweg in chemischer Form gespeichert und für einen späteren Einsatz, z.B. in Folgemissionen, nutzbar gemacht. - Die Steuereinheit
6a ,6b ist ferner dazu ausgebildet und eigerichtet, eine Übertragung von elektrischer Energie zwischen den Akkumulatoren3a ,3b und der Brennstoffzelle4 ,5 zu steuern. Dabei werden die Ladezustände der Akkumulatoren3a ,3b sowie des Brennstoffreservoirs7 durch die Steuereinheit6a ,6b berücksichtigt. Im Ausführungsbeispiel wird die Brennstoffzelle4 ,5 bei niedrigem Ladezustand der Akkumulatoren3a ,3b genutzt, um einen Ladestrom zum Laden der Akkumulatoren3a ,3b bereitzustellen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn keine externen Lademöglichkeiten zum Aufladen der Akkumulatoren3a ,3b zur Verfügung stehen und bei einem bevorstehenden Flugbetrieb Lastspitzen erwartet werden, die einen Parallelbetrieb der Akkumulatoren3a ,3b und der Brennstoffzelle4 ,5 erforderlich machen. - Des Weiteren umfasst das Flugtaxi
1 eine Recheneinheit8 , die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, eine Reichweite9 des Flugtaxis1 zu berechnen. Bei der Berechnung werden die Ladezustände der Akkumulatoren3a ,3b und des Brennstoffreservoirs7 sowie eine kinetische und eine potenzielle Energie des Flugtaxis1 berücksichtigt. In2 ist die berechnete Reichweite9 in einem Flugstreckenplan dargestellt. Der Flugstreckenplan umfasst eine auf einer Abszissenachse aufgetragene Flugstrecke13 und eine auf einer Ordinatenachse aufgetragene Flughöhe14 . Die berechnete Reichweite9 untergliedert sich in eine Missionsreichweite10 und eine Reservereichweite11 . - Im Ausführungsbeispiel wird das Flugtaxi
1 mit dem in3 gezeigten Verfahren betrieben. - Zu einem ersten Zeitpunkt befindet sich das Flugtaxi
1 an einer Bodenstation. Dort werden die Akkumulatoren3a ,3b geladen und das Brennstoffreservoir7 mit Wasserstoff betankt. Währenddessen werden in einem ersten Schritt des VerfahrensS21 fortlaufend Informationen über die aktuellen Ladezustände der Akkumulatoren3a ,3b und des Brennstoffreservoirs7 an die Recheneinheit8 übertragen. In einem zweiten SchrittS22 berechnet die Recheneinheit8 die Reichweite9 des Flugtaxis1 für eine bevorstehenden Mission kontinuierlich. Die Reichweite9 setzt sich dabei aus der Missionsreichweite10 und der Reservereichweite11 zusammen. Neben den aktuellen Ladezuständen der Akkumulatoren3a ,3b und des Brennstoffreservoirs7 wird bei der Berechnung auch eine zu erwartende Rekuperationsenergie der bevorstehenden Mission berücksichtigt. In einem dritten SchrittS23 vergleicht die Recheneinheit8 die berechnete Reservereichweite11 kontinuierlich mit einer gesetzlich vorgeschriebenen Reservereichweite. Bei Ladezuständen der Akkumulatoren3a ,3b und einem Betankungszustand des Brennstoffreservoirs7 , bei welchem die berechnete Reservereichweite11 die vorgeschriebene Reservereichweite unterschreitet, wird von der Recheneinheit8 eine Meldung generiert, die das Ergebnis des Vergleichs und eine Empfehlung den Lade- und Betankungsvorgang fortzusetzen umfasst. In einem vierten SchrittS24 wird die Meldung an einen Piloten12 des Flugtaxis1 und eine Kommandozentrale der Bodenstation (nicht gezeigt) übermittelt. Im Ausführungsbeispiel werden daraufhin das Betanken des Brennstoffreservoirs7 und das Laden der Akkumulatoren3a ,3b fortgesetzt. - Zu einem zweiten Zeitpunkt, an welchem der Betankungs- und Beladungsprozess fortgeschritten ist, ergibt ein Vergleich
S23 durch die Recheneinheit8 , dass die berechnete Reservereichweite11 die gesetzlich vorgeschriebene Reservereichweite übersteigt. Daraufhin initiiertS24 die Recheneinheit8 durch Meldung an die Kommandozentrale der Bodenstation eine Beendigung der Betankung des Brennstoffreservoirs7 und der Ladung der Akkumulatoren3a ,3b . Im Ausführungsbeispiel wird durch die Beendigung der Betankung verhindert, dass unnötiger Brennstoff und somit unnötiges Gewicht in der bevorstehenden Mission mitgeführt werden. - Zu einem dritten Zeitpunkt befindet sich das Flugtaxi
1 in der Luft auf einem Missionsflug. Während des Fluges berechnetS22 die Recheneinheit8 die Reichweite9 des Flugtaxis1 kontinuierlich. Ferner vergleichtS23 die Recheneinheit8 die berechnete Reichweite9 kontinuierlich mit der Sollreichweite. Bei einem planmäßigen Flugbetrieb, bei welchem die Sollreichweite die berechnete Reichweite9 übersteigt, initiiertS24 die Recheneinheit8 in regelmäßigen Abständen die Generation von Meldungen an den Piloten12 , in welchen dieser über die Ladezustände der Akkumulatoren3a ,3b und des Brennstoffreservoirs7 sowie über die berechnete Reichweite9 informiert wird. - In einem Szenario, in welchem es, beispielsweise aufgrund eines technischen Defektes am Flugtaxi
1 oder unerwarteter Wettereffekte, zu einem unplanmäßigen Flugbetrieb kommt, bei welchem die Sollreichweite die berechnete Reichweite9 unterschreitet, generiert die Recheneinheit8 eine Warnmeldung an den Piloten12 . - Zu einem vierten Zeitpunkt befindet sich das Flugtaxi
1 bei einem Landevorgang in einem Sinkflug. Beim Sinkflug wird das in4 gezeigte Verfahren zur Rückgewinnung einer kinetischen und/oder potenziellen Energie durchgeführt. In einem ersten SchrittS11 des Verfahrens wandeln die Motorgeneratoren2a ,2b ,2c ,2d eine potenzielle und eine kinetische Energie des Flugtaxis1 in eine elektrische Energie um. In einem zweiten Schritt des VerfahrensS12 wird die elektrische Energie an die reversibel betreibbare Brennstoffzelle4 ,5 und die Akkumulatoren3a ,3b übertragen, wobei eine Verteilung der elektrischen Energie mittels der Steuereinheit6a ,6b gesteuert wird. In einem dritten Schritt des VerfahrensS13 werden die Akkumulatoren3a ,3b mit der rekuperierten elektrischen Energie aufgeladen. Weiterhin wird durch die Brennstoffzelle4 ,5 mittels der rekuperierten elektrischen Energie Wasserstoff erzeugt, welcher anschließend in des Brennstoffreservoir7 geleitet wird. Durch dieses Verfahren wird die rekuperierte Energie einer langfristigen Speicherung zugänglich gemacht. Zurückgewonnene Energie kann in Folgemissionen verwendet werden, wodurch eine Gesamtbetriebseffizienz des Flugtaxis1 erhöht wird. - In einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs (nicht gezeigt) erfolgt ein Betrieb des Luftfahrzeugs autonom. Beladevorgänge von Energiespeichern und Brennstoffreservoiren werden basierend auf Reichweitenberechnungen der Recheneinheit vollautomatisch initiiert und ausgeführt. Flüge werden ebenfalls autonom ohne einen im Luftfahrzeug befindlichen Piloten durchgeführt.
- In einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs (nicht gezeigt) ist die Brennstoffzelle eine Festoxidbrennstoffzelle (SOFC). Durch ihren hohen Wirkungsgrad von 50 % ermöglicht der Einsatz der SOFC-Brennstoffzelle eine effizientere Nutzung der im Brennstoff gespeicherten chemischen Energie als bei vergleichbaren PEFC-Brennstoffzellen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010123601 [0002]
Claims (10)
- Elektrifiziertes Luftfahrzeug (1), umfassend a) zumindest eine elektromechanische Maschine (2a, 2b, 2c, 2d), die dazu ausgebildet ist, das Luftfahrzeug (1) in einem Kraftmaschinenbetrieb anzutreiben und eine kinetische und/oder potenzielle Energie des Luftfahrzeugs (1) in einem Arbeitsmaschinenbetrieb zu rekuperieren, b) zumindest einen Energiespeicher (3a, 3b), der dazu ausgebildet ist, eine elektrische Energie für einen Betrieb der elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) bereitzustellen, c) eine Brennstoffzelle (4), die dazu ausgebildet ist, eine elektrische Energie für einen Betrieb der elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) bereitzustellen und d) eine Steuereinheit (6a, 6b), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, - bei einem Steigflug des Luftfahrzeugs (1) eine Übertragung einer elektrischen Energie von der Brennstoffzelle (4) und/oder dem Energiespeicher (3a, 3b) zur elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) zu steuern und - bei einem Sinkflug des Luftfahrzeugs (1) eine Übertragung einer elektrischen rekuperierten Energie von der elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d) zu einem Elektrolyseur (5) und/oder zum Energiespeicher (3a, 3b) zu steuern.
- Elektrifiziertes Luftfahrzeug (1) nach
Anspruch 1 , wobei der die Brennstoffzelle (4) als Elektrolyseur (5) betreibbar ist. - Elektrifiziertes Luftfahrzeug (1) nach
Anspruch 1 oder2 , wobei der Elektrolyseur (5) dazu ausgebildet ist, mittels der elektrischen rekuperierten Energie einen Brennstoff zu erzeugen und/oder der Energiespeicher (3a, 3b) dazu ausgebildet ist, durch die elektrische rekuperierte Energie geladen zu werden. - Elektrifiziertes Luftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (6a, 6b) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, bei der Steuerung der Übertragung der elektrischen Energie und/oder elektrischen rekuperierten Energie einen Ladezustand des Energiespeichers (3a, 3b) und/oder eines Brennstoffreservoirs (7) zu berücksichtigen.
- Elektrifiziertes Luftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Recheneinheit (8), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, eine Reichweite (9) des Luftfahrzeugs (1) zu berechnen, wobei bei der Berechnung der Ladezustand des Energiespeichers (3a, 3b), der Ladezustand des Brennstoffreservoirs (7) und eine kinetische und/oder potentielle Energie des Luftfahrzeugs (1) berücksichtigt werden.
- Elektrifiziertes Luftfahrzeug (1) nach
Anspruch 5 , wobei die Reichweite (9) eine Missionsreichweite (10) und eine Reservereichweite (11) umfasst. - Elektrifiziertes Luftfahrzeug (1) nach
Anspruch 5 oder6 , wobei die Recheneinheit (8) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die berechnete Reichweite (9) mit einer Sollreichweite zu vergleichen und anhand eines Ergebnisses des Vergleichs zumindest eine der folgenden Aktionen zu initiieren: - Übermitteln des Ergebnisses des Vergleichs an eine Institution (12) innerhalb oder außerhalb des Luftfahrzeugs (1); - Starten oder fortsetzen eines Ladevorgangs des Luftfahrzeugs (1); - Beenden eines Ladevorgangs des Luftfahrzeugs (1); - Starten oder fortsetzen eines Flugs des Luftfahrzeugs (1); - Einleiten eines Landevorgangs des Luftfahrzeugs (1). - Verfahren zur Rückgewinnung einer kinetischen und/oder potenziellen Energie eines elektrifizierten Luftfahrzeugs (1), umfassend die Schritte: S11: Umwandeln einer kinetischen und/oder potenziellen Energie des Luftfahrzeugs (1) mittels einer elektromechanischen Maschine (2a, 2b, 2c, 2d); S12: Übertragen einer rekuperierten elektrischen Energie an einen Elektrolyseur (5) und/oder einen Energiespeicher (3a, 3b), wobei das Übertragen mittels einer Steuereinheit (6a, 6b) gesteuert wird; S13: Aufladen des Energiespeichers (3a, 3b) und/oder Erzeugen eines Brennstoffs durch den Elektrolyseur (5) mittels der rekuperierten elektrischen Energie.
- Verfahren zum Betreiben eines elektrifizierten Luftfahrzeugs (1), umfassend die Schritte: S21: Übertragen von Informationen über einen Ladezustand eines Energiespeichers (3a, 3b), einen Ladezustand eines Brennstoffreservoirs (7) und eine kinetischen und/oder potenziellen Energie des Luftfahrzeugs (1) an eine Recheneinheit (8); S22: Berechnen einer Reichweite (9) des Luftfahrzeugs (1), wobei die Reichweite (9) eine Missionsreichweite (10) und eine Reservereichweite (11) umfasst; S23: Vergleichen der berechneten Reichweite (9) mit einer Sollreichweite; S24: Initiieren zumindest einer der folgenden Aktionen basierend auf einem Ergebnis der Berechnung und/oder des Vergleichs: - Übermitteln des Ergebnisses der Berechnung und/oder des Vergleichs an eine Institution innerhalb oder außerhalb des Luftfahrzeugs (1); - Starten oder fortsetzen eines Ladevorgangs des Luftfahrzeugs (1); - Beenden eines Ladevorgangs des Luftfahrzeugs (1); - Starten und/oder fortsetzen eines Flugs des Luftfahrzeugs (1); - Initiieren eines Landevorgangs des Luftfahrzeugs (1).
- Verfahren nach
Anspruch 9 , wobei die Schritte S21 bis S23 in regelmäßigen Abständen wiederholt werden.
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Citations (1)
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WO2010123601A1 (en) | 2009-01-27 | 2010-10-28 | Kuhn Ira F Jr | Purebred and hybrid electric vtol tilt rotor aircraft |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102020209359A1 (de) | 2020-07-24 | 2022-01-27 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Kurz- oder senkrechtstartfähiges Fluggerät, Leistungselektronik und Verfahren zum Betreiben des Fluggeräts |
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