[发明专利]用于飞行器的应急电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分以及根据权利要求2的前序部分所述的用于飞行器的应急电源系统。

背景技术

从现有技术中已知在应急情况下能够通过燃料电池单元提供电能的应急电源系统。在燃料电池单元工作时产生废热，所述废热必须被排出，以便确保燃料电池单元的正常的功能。为此能够设有冷却循环，冷却剂在所述冷却循环中循环，所述冷却剂吸收燃料电池单元的废热，并且将其通过热交换器排出。

发明内容

本发明的目的在于，确保应急电源系统的废热的有效的排出。该目的通过具有权利要求1以及权利要求2的特征的应急电源系统得以实现，在此提出，热交换器与飞机客舱的至少一个空气分配系统连接，使得在应急电源系统工作时由热交换器加热的排气能够经由飞机客舱内的空气分配系统分配。可替代或可附加地设想，冷却燃料电池系统或燃料电池本身，即通过燃料电池代替热交换器。那么，燃料电池或燃料电池系统将热量直接排放到空气分配系统内。这种燃料电池或这样的燃料电池系统能够附加地通过上述冷却循环，尤其是通过水冷循环来冷却。但是优选的是，实施根据权利要求2的变形方案，使得省去用于燃料电池的冷却系统，并且因此也省去热交换器，从而获得系统的相应的简化。

在空冷的燃料电池的变形方案中，能够放弃产物水的喷射，因为最好将产物水如同废热一样排放给过程空气。

根据本发明，飞机客舱仿佛用作用于应急电源系统的废热的热缓冲器，或者用作内部的冷却。

可设想的是，设有用于使储存的燃料电池产物水和/或水蒸发的设备，通过所述设备可冷却热交换器的进气和/或排气。以这种方式达到冷却效率增加。

为了简化应急电源系统的安装，有利的是，应急电源系统的部件空间紧密地设置在一起。有利的是，应急电源系统的至少一个，最好多个且尤其优选所有的部件设置在飞行器的增压区域内。应急电源系统的其它有利的实施方式可由从属权利要求3至19获得。因此例如可设想，通过再循环风扇(下面称为“RFAN”)的功率调节或专门与应急电源系统相关联的风扇(下面称为“FCEPS FAN”)的功率调节进行燃料电池温度调节。在不能够无级地调节的风扇或不满足燃料电池应急电源系统的空气动力要求的风扇中，温度能够通过风扇的开关控制来调节。空气分配系统RFAN通常配有特有的控制器(智能)，所述控制器例如通过总线总成(CAN)在FCEPS的工况下，即在应急运行下，能够由具有交变的调节信号的燃料电池控制器操作。

在应急情况下，必须能够为RFAN提供电能。这能够间接地实现，即通过将RFAN在飞机侧连接在应急电源上，所述应急电源在应急情况下由燃料电池单元(下面称为“FCEPS”)供电。对此替代，也可设想通过相应的开关单元(继电器等)实现RFAN在FCEPS中的直接供电。作为术语“燃料电池单元”的同义词，在下面也使用术语“燃料电池系统”。

原则上可设想，用于热交换器(在下面称为“HX”)的或用于燃料电池系统的空气由系统的环境或者也由任意的引导空气的管/通道吸入或引入。

如果设有多个再循环风扇，那么可设想，这些多个或另外的再循环风扇的至少一个排气管路和/或至少一个进气管路，在应急运行下，即可选地与热交换器HX的和/或燃料电池系统FCEPS的至少一个进气管路借助于至少一个连接管路(“交叉管CD”)连接。这些交叉管能够在需要时(应急运行)通过旁通阀BPV打开，否则能够通过该阀关闭。

此外能够设有至少一个旁通阀BPV，所述旁通阀设置成，使得在阀的第一位置上达到空气分配系统的管路的通流，尤其是达到空气分配系统的再循环的通流，而热交换器HX和/或燃料电池系统FCEPS不通流。在阀的第二位置上能够设计成，流过热交换器HX和/或燃料电池系统FCEPS，如在应急运行时是这种情况。根据阀的构造能够提出，在正常运行下流过再循环过滤器RF，但是在应急运行下通过再循环旁通阀接通到旁路上，并且空气直接通过HX和/或燃料电池系统FCEPS引导。

下面的实施方式和实施例或结构原则上在所谓的增压运行和抽吸运行下是可设想的，并且包括在本发明中。在图1至15中示出热交换器HX也能够通过燃料电池或通过燃料电池系统FCEPS替代。在本文中指出，燃料电池单元或燃料电池系统的术语能够涉及燃料电池本身，并且也涉及其组成部分形成燃料电池的系统或单元。