[发明专利]交通工具电力管理和分配

说明书

技术领域

本公开通常涉及交通工具电力系统。

背景技术

大型或复杂的交通工具，如商用飞机，可包括将电力分配到不同电压水平和不同频率的各种电气子系统的电力系统。比如，电动机械系统使用电压相对较高的交流电流(AC)。相反，航空电子系统通常在电压相对较低的直流电流(DC)下运行。同样也存在使用不用特性的电力的其他系统。

在飞机上，通常由发动机驱动的发电机产生电力。比如，来自飞机上的发动机的电力可被转移从而驱动发电机。电力可使用变压器、电力电子转换器或者两者的组合以及其他设备转换成子系统使用的在不同电压的交流或直流。转移来自发动机的电力增加发动机油耗，且所述发动机可能无法以其最高效率运行。因此提高飞机的效率并减少飞机的操作成本是可取的。

发明内容

公开能够分配电力到交通工具子系统的系统和方法。当不同的子系统使用具有不同特性的电力时，如交流电与直流电或者在不同电压电平的电力，发动机驱动的发电机提供一部分电力而被认为是备用电源的多个独立于发动机的电源提供另一部分电力。

比如，交通工具可作为包括将电力供应到多个子系统的配电网的系统。所述配电网可包括供应不同特性的电力的多个电源和多条配电母线。由发动机驱动的发电机供应的电力可被认为是具有特定特性的发电机电力或第一电力。所述第一电力的特定特性包括，比如，高压的交流电，或者高压的直流电。由独立于发动机的电源或者备用电源产生的电力可被认为是具有区别于第一电力的特性的备用电力。备用电力，如在电压电平不同于第一电力的电压电平的交流电或直流电，可由交通工具上的各种子系统或负载阵列使用。独立于发动机的备用电源可用于提供备用电力来部分满足或充分满足子系统或负载阵列的电力需求，从而减少来自发动机的电力提取。举一个例子，特定的负载阵列所使用的电力可全部由特定的备用电源供应。再举一个例子，特定的负载阵列所使用的电力全部通过例如经由电力分配转换单元将第一电力量转换为特定负载阵列所使用的具有电力特性的电力来供应。再举一个例子，用于特定负载阵列的电力可由备用电源部分供应并由从具有第一电力特性的第一电力转换的电力部分供应，该电力具有和备用电源提供的备用电力相同的电力特性。电力分配转换单元可用于将电量转换为具有不同电力特性的电力。

独立于发动机的电源或备用电源以不同的方式耦合至分配母线或负载阵列。独立于发动机的电源或备用电源可直接耦合至电力分配转换单元。然后电力分配转换单元将由独立于发动机的电源产生的备用电力转化为具有特定的负载阵列使用的电力的特性的电力。或者，如果独立于发动机的电源产生耦合至特定母线的负载阵列或设备使用的具有特性的备用电力，则独立于发动机的电源可直接耦合至母线。同样地，如果所述独立于发动机的电源产生特定的子系统或设备使用的具有特性的备用电力，则独立于发动机的电源也可直接耦合至特定的子系统或设备。进一步地，独立于发动机的电源可耦合至控制架构，其中一个或更多控制器可确定由独立于发动机的电源产生的备用电力是否应转换为具有不同特性的电力或确定独立于发动机的电源应耦合至哪种母线、负载阵列或子系统。所述独立于发动机的电源可减少交通工具发动机上的电力需求，因此可减少燃料消耗或源自燃料消耗的排放。

在具体实施例中，交通工具包括具有多个电源和经配置分配来自多个电源的电力的多条分配母线的配电网。所述多个电源包括经配置提供第一电力的发动机驱动电源，其中所述第一电力具有第一电力特性。所述多个电源也包括多个独立于发动机的电源，其具有经配置提供第一备用电力的第一备用电源。所述第一备用电力具有区别于第一电力特性的第一备用电力特性。所述多个独立于发动机的电源也包括经配置提供第二备用电力的第二备用电源。所述第二备用电力具有区别于第一电力特性和第一备用电力特性的第二备用电力特性。所述交通工具也包括全局控制器，其通过多条分配母线发送控制信号而控制发动机驱动电源、第一备用电源和第二备用电源的电力产生以响应配电网的电力需求。

在另一个具体实施例中，方法包括供应来自第一电源的具有第一电力特性的第一电力。所述方法也包括供应第一子系统所使用的具有第一备用电力特性的第一备用电力的第一量。使用第一转换器转换第一电力的量从而供应具有第一备用电力特性的第二电量。具有第一备用电力特性的第二电量被供应到所述第一子系统。