用于飞机的油电混合推进系统技术方案

本发明专利技术涉及用于飞机的油电混合推进系统。该油电混合推进系统包括发动机、油门杆传感器、大气参数传感器、能源管理模块、常规燃料模块和锂电池组，油门杆传感器用于感测飞机动力需求信号且连接至能源管理模块以将飞机动力需求信号传递至能源管理模块，大气参数传感器用于感测大气参数且连接至能源管理模块以将大气参数传递至能源管理模块，常规燃料模块和锂电池组连接至能源管理模块且连接至发动机，能源管理模块根据来自油门杆传感器的飞机动力需求信号和来自大气参数传感器的大气参数，确定由常规燃料模块或锂电池组驱动发动机。本发明专利技术的用于飞机的油电混合推进系统能起到以下有益技术效果：能满足对于高性能发动机的经济性和环保性相关要求。

Hybrid propulsion system for aircraft

The present invention relates to an electric hybrid propulsion system for aircraft. The hybrid electric propulsion system includes the engine, the throttle sensor, atmospheric parameter sensor, energy management module, conventional fuel module and lithium batteries, the throttle sensor for sensing aircraft power demand signal and connected to the energy management module to aircraft power demand signal transmitted to the energy management module, sensor for sensing atmospheric atmospheric parameters the parameters and connected to the energy management module to atmospheric parameters passed to the energy management module, conventional fuel module and lithium battery connected to the energy management module and power management module is connected to the engine, according to the aircraft power demand signal from the throttle sensor and sensor parameters from atmospheric atmospheric parameters, determined by conventional fuel module or lithium battery driving engine. The oil electric hybrid propulsion system used in the aircraft has the following beneficial technical effects: it can meet the requirements of economy and environmental protection for high performance engines.

【技术实现步骤摘要】
用于飞机的油电混合推进系统
本专利技术涉及用于飞机的油电混合推进系统。
技术介绍
随着相关技术手段的进步，现有的民用航空发动机在性能指标上已经有了显著的进步，例如耗油率和污染物排放指标相比此前有了较大幅度的降低。但是，另一方面而言，随着国际社会和民航组织对民用航空发动机在经济性和环保性上越来越高的要求，如何使航空发动机满足日益增长的高性能要求，仍是一项长期面临的重要问题。目前而言，航空发动机主要是通过压缩气体加热膨胀做功，将化学能转化为机械能。虽然增加发动机压比和燃烧室出口温度可以提高整机的热效率从而降低耗油率，但是受限于设计水平、加工水平、材料能力和冷却技术的水平，现有航空发动机的涡轮前温度已接近安全使用的极限值，很难有明显程度的提高。由于航空发动机使用化学燃料作为其动力来源，在燃烧中必然会产生NOx、CO、UHC等污染物，造成环境的污染。因此，希望能有一种用于飞机的推进系统，其能满足对于高性能发动机的经济性和环保性相关要求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供一种用于飞机的推进系统，其能满足对于高性能发动机的经济性和环保性相关要求。本专利技术的以上目的通过一种用于飞机的油电混合推进系统来实现，所述用于飞机的油电混合推进系统包括发动机、油门杆传感器、大气参数传感器、能源管理模块、常规燃料模块和锂电池组，所述油门杆传感器用于感测飞机动力需求信号且连接至所述能源管理模块以将飞机动力需求信号传递至所述能源管理模块，所述大气参数传感器用于感测大气参数且连接至所述能源管理模块以将大气参数传递至所述能源管理模块，所述常规燃料模块和所述锂电池组连接至所述能源管理模块且连接至所述发动机，所述能源管理模块根据来自所述油门杆传感器的飞机动力需求信号和来自大气参数传感器的大气参数，确定由所述常规燃料模块或所述锂电池组驱动所述发动机。根据上述技术方案，本专利技术的用于飞机的油电混合推进系统能起到以下有益技术效果：能满足对于高性能发动机的经济性和环保性相关要求。具体地说，相比起普通内燃机，新能源电池具有较高的能量转化率，并且可采用模块化的设计方法，结构简单，易于维护。对于锂电池组而言，使用过程中不会产生任何污染物。较佳的是，当飞机处于大推力工况时，所述能源管理模块确定由所述常规燃料模块驱动所述发动机；当飞机处于小推力工况时，所述能源管理模块确定由所述锂电池组驱动所述发动机。较佳的是，所述用于飞机的油电混合推进系统还包括燃料电池，所述燃料电池连接至所述能源管理模块且连接至所述锂电池组，所述能源管理模块根据来自所述油门杆传感器的飞机动力需求信号和来自大气参数传感器的大气参数，确定启动所述燃料电池以由所述燃料电池向所述锂电池组充电或关闭所述燃料电池。较佳的是，当飞机处于大推力工况时，所述能源管理模块确定启动所述燃料电池以由所述燃料电池向所述锂电池组充电；当飞机处于小推力工况时，所述能源管理模块确定关闭所述燃料电池。较佳的是，所述用于飞机的油电混合推进系统还包括第一热交换器，所述第一热交换器连接至所述能源管理模块且用于将所述燃料电池所产生的高温排气引导至经发动机压气机压缩的压缩气体。较佳的是，所述用于飞机的油电混合推进系统还包括第二热交换器，所述第二热交换器连接至所述能源管理模块且用于将所述燃料电池所产生的高温排气引导至所述锂电池组。较佳的是，当所述大气参数传感器感测到大气温度低于临界温度时，所述能源管理模块启动所述第二热交换器；当所述大气参数传感器感测到大气温度高于临界温度时，所述能源管理模块关闭所述第二热交换器。较佳的是，所述发动机包括电动机、减速器、低压轴和低压风扇，所述电动机和所述减速器设置于所述发动机的整流锥内，所述电动机通过所述减速器与所述低压轴相连接，从而经由所述低压轴驱动所述低压风扇，所述电动机由所述锂电池组供电。较佳的是，当飞机处于大推力工况且由所述常规燃料模块驱动所述发动机时，所述能源管理模块还确定由所述发动机向所述锂电池组充电。较佳的是，所述发动机为带有低压风扇的双转子涡扇发动机。附图说明图1是本专利技术一实施例的用于飞机的油电混合推进系统的设计方案简图。图2是本专利技术一实施例的用于飞机的油电混合推进系统中的发动机剖面图。图3是本专利技术另一实施例的用于飞机的油电混合推进系统的设计方案简图。图4是本专利技术另一实施例的用于飞机的油电混合推进系统中的发动机剖面图。附图标记列表：1、电动机；2、低压轴；3、减速器；4、低压风扇；5、整流锥；6、发动机；7、油门杆传感器；8、大气参数传感器；9、能源管理模块；10、锂电池组；11、第一热交换器；12、压气机；13、燃烧室；14、燃料电池；15、第二热交换器。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本专利技术的保护范围。图1是本专利技术一实施例的用于飞机的油电混合推进系统的设计方案简图。图2是本专利技术一实施例的用于飞机的油电混合推进系统中的发动机剖面图。图3是本专利技术另一实施例的用于飞机的油电混合推进系统的设计方案简图。图4是本专利技术另一实施例的用于飞机的油电混合推进系统中的发动机剖面图。如图1-2所示，根据本专利技术的一实施例，一种用于飞机的油电混合推进系统包括发动机6、油门杆传感器7、大气参数传感器8、能源管理模块9、常规燃料模块和锂电池组10，油门杆传感器7用于感测飞机动力需求信号且连接至能源管理模块9以将飞机动力需求信号传递至能源管理模块9，大气参数传感器8用于感测大气参数且连接至能源管理模块9以将大气参数传递至能源管理模块9，常规燃料模块和锂电池组10连接至能源管理模块9且连接至发动机6，能源管理模块9根据来自油门杆传感器7的飞机动力需求信号和来自大气参数传感器8的大气参数，确定由常规燃料模块或锂电池组10驱动发动机6。这样，由于能源管理模块根据需要在必要时确定由锂电池组驱动发动机，降低了污染物排放，满足了对于高性能发动机的经济性和环保性相关要求。具体地说，通过引入锂电池组，例如在小推力工况下发动机由常规化学能动力切换到电能，这样能源的利用率可以提高，由于锂电池组在使用中不产生任何化学污染物，因此减小了对环境的污染。此外，由于采用电能推动风扇时，高压压气机和燃烧室等部件不再工作，没有高温高压的气体流经内涵，这样可以有效降低发动机整机噪声。为了附图清楚起见，在图1中没有示出常规燃料模块，但本领域技术人员可以理解，常规燃料模块连接至能源管理模块9且连接至发动机6。较佳的是，常规燃料可以是常规化学燃料，例如航空燃油。较佳的是，大气参数传感器8和油门杆传感器7分别将诸如大气温度、大气压力等的大气参数和飞机动力需求信号传递给能源管理模块9，能源管理模块9根据发动机6所处环境和推力需求，控制锂电池组10的电源开关和匹配输出功率，从而控制电动机1的转速，通过低压轴2驱动低压风扇4，使其始终保持在最佳工作转速范围内。除此之外，能源管理模块9还可负责控制燃料电池14和热交换器的启动和关闭(详见下文)。较佳的是，如图2所示，发动机6为带有低压风扇4的双转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞机的油电混合推进系统，其特征在于，所述用于飞机的油电混合推进系统包括发动机、油门杆传感器、大气参数传感器、能源管理模块、常规燃料模块和锂电池组，所述油门杆传感器用于感测飞机动力需求信号且连接至所述能源管理模块以将飞机动力需求信号传递至所述能源管理模块，所述大气参数传感器用于感测大气参数且连接至所述能源管理模块以将大气参数传递至所述能源管理模块，所述常规燃料模块和所述锂电池组连接至所述能源管理模块且连接至所述发动机，所述能源管理模块根据来自所述油门杆传感器的飞机动力需求信号和来自大气参数传感器的大气参数，确定由所述常规燃料模块或所述锂电池组驱动所述发动机。

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机的油电混合推进系统，其特征在于，所述用于飞机的油电混合推进系统包括发动机、油门杆传感器、大气参数传感器、能源管理模块、常规燃料模块和锂电池组，所述油门杆传感器用于感测飞机动力需求信号且连接至所述能源管理模块以将飞机动力需求信号传递至所述能源管理模块，所述大气参数传感器用于感测大气参数且连接至所述能源管理模块以将大气参数传递至所述能源管理模块，所述常规燃料模块和所述锂电池组连接至所述能源管理模块且连接至所述发动机，所述能源管理模块根据来自所述油门杆传感器的飞机动力需求信号和来自大气参数传感器的大气参数，确定由所述常规燃料模块或所述锂电池组驱动所述发动机。2.如权利要求1所述的用于飞机的油电混合推进系统，其特征在于，当飞机处于大推力工况时，所述能源管理模块确定由所述常规燃料模块驱动所述发动机；当飞机处于小推力工况时，所述能源管理模块确定由所述锂电池组驱动所述发动机。3.如权利要求1所述的用于飞机的油电混合推进系统，其特征在于，还包括燃料电池，所述燃料电池连接至所述能源管理模块且连接至所述锂电池组，所述能源管理模块根据来自所述油门杆传感器的飞机动力需求信号和来自大气参数传感器的大气参数，确定启动所述燃料电池以由所述燃料电池向所述锂电池组充电或关闭所述燃料电池。4.如权利要求3所述的用于飞机的油电混合推进系统，其特征在于，当飞机处于大推力工况时，所述能源管理模块确定启动所述燃料电池以由所述燃料电池向所述锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗钜，张成成，杨坤，杜辉，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海,31