[发明专利]串联式混合动力飞机及其控制方法

权利要求书

1.串联式混合动力飞机的控制方法，串联式混合动力飞机包括混合动力系统和冷却系统，混合动力系统包括动力电池、增程系统和电驱动系统，增程系统包括发电机和与发电机连接且带动发电机进行发电的转子发动机，电驱动系统包括螺旋桨和为螺旋桨提供驱动力的驱动电机，动力电池为驱动电机提供电能；

其特征在于，所述混合动力系统还包括功率管理控制模块、集成控制器和驱动电机控制器，集成控制器与所述动力电池、驱动电机控制器和所述发电机电连接，所述驱动电机与驱动电机控制器电连接；集成控制器控制转子发动机的启动及电子风门的开度，转子发动机带动发电机发电，电能通过集成控制器为驱动电机供电和为动力电池补充能量；

功率管理控制模块根据动力电池的存储电量或由高度传感器采集的当前飞机飞行高度数据进行判断，控制所述集成控制器启动所述转子发动机；集成控制器根据负载的需求情况调整电子风门的大小，以控制发电机的输出功率；

功率管理控制模块根据油门推杆的变化情况对整个动力系统进行能量分配管理，监测与故障诊断，通过油门推杆的变化情况控制驱动电机的输出功率；

功率管理控制模块通过集成控制器控制驱动电机控制器，以调整驱动电机的输出转速及功率；

所述冷却系统包括散热器、控制装置、将散热器中的冷却液输送至转子发动机以用于转子发动机冷却的第一冷却回路、将散热器中的冷却液输送至动力电池以用于动力电池冷却的第二冷却回路以及将散热器中的冷却液输送至发电机、集成控制器、驱动电机和驱动电机控制器以用于发电机、集成控制器、驱动电机和驱动电机控制器冷却的第三冷却回路，第一冷却回路、第二冷却回路和第三冷却回路为并联设置；

所述第一冷却回路包括用于将散热器连接中的冷却液输送至转子发动机的第一水泵和用于检测转子发动机的出水口处的冷却液温度的第一温度传感器；第一冷却回路通过转子发动机，在第一冷却回路中，第一水泵位于散热器和转子发动机之间，第一水泵的进水口通过管路与散热器的出水口连接，第一水泵的出水口通过管路与转子发动机的进水口连接，转子发动机的出水口通过管路与散热器的进水口连接，对转子发动机进行冷却后的冷却液回流至散热器中，实现冷却液的循环；第一温度传感器和第一水泵与控制装置为电连接，第一温度传感器实时检测转子发动机的出水口处的冷却液的温度，控制装置依据由第一温度传感器采集的冷却液温度实时调控第一水泵的转速；

所述第二冷却回路包括用于将散热器连接中的冷却液输送至动力电池的第二水泵和用于检测动力电池的出水口处的冷却液温度的第二温度传感器；第二冷却回路通过动力电池，在第二冷却回路中，第二水泵位于散热器和动力电池之间，第二水泵的进水口通过管路与散热器的出水口连接，第二水泵的出水口通过管路与动力电池的进水口连接，动力电池的出水口通过管路与散热器的进水口连接，对动力电池进行冷却后的冷却液回流至散热器中，实现冷却液的循环；第二温度传感器和第二水泵与控制装置为电连接，第二温度传感器实时检测动力电池的出水口处的冷却液的温度，控制装置依据由第二温度传感器采集的冷却液温度实时调控第二水泵的转速，实现第二水泵的出水口处的冷却液的流速的调控，保证动力电池的出水口处的冷却液的温度稳定在设定的温度值；

所述第三冷却回路包括第三水泵和第四水泵、用于将由第三水泵和/或第四水泵输送的冷却液引导至发电机的第一电磁阀、用于将由第三水泵和/或第四水泵输送的冷却液引导至集成控制器的第二电磁阀、用于将由第三水泵和/或第四水泵输送的冷却液引导至驱动电机控制器的第三电磁阀以及用于将由第三水泵和/或第四水泵输送的冷却液引导至驱动电机的第四电磁阀；在第三冷却回路中，第三水泵和第四水泵位于散热器和分流器之间，第三水泵和第四水泵的进水口通过管路与散热器的出水口连接，第三水泵和第四水泵的出水口通过管路与分流器的进水口连接，分流器的出水口分别通过四个管路与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的进水口连接，第一电磁阀的出水口通过管路与发电机的进水口连接，第二电磁阀的出水口通过管路与集成控制器的进水口连接，第三电磁阀的出水口通过管路与驱动电机控制器的进水口连接，第四电磁阀的出水口通过管路与驱动电机的进水口连接，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的出水口通过管路与集流器的进水口连接，集流器的出水口通过管路与散热器的进水口连接，对发电机、集成控制器、驱动电机控制器和驱动电机进行冷却后的冷却液通过集流器回流至散热器中，实现冷却液的循环；

第三冷却回路还包括用于检测发电机的出水口处的冷却液温度的第三温度传感器、用于检测集成控制器的出水口处的温度的第四温度传感器、用于检测驱动电机控制器的出水口处的温度的第五温度传感器和用于检测驱动电机的出水口处的温度的第六温度传感器，第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第三水泵和第四水泵与控制装置为电连接；

第三温度传感器实时检测发电机的出水口处的冷却液的温度，控制装置依据由第三温度传感器采集的冷却液温度实时调控第一电磁阀的开度，实现流入发电机的冷却液的流速的调控，保证发电机的出水口处的冷却液的温度稳定在设定的温度值；

第四温度传感器实时检测集成控制器的出水口处的冷却液的温度，控制装置依据由第四温度传感器采集的冷却液温度实时调控第二电磁阀的开度，实现流入集成控制器的冷却液的流速的调控，保证集成控制器的出水口处的冷却液的温度稳定在设定的温度值；

第五温度传感器实时检测驱动电机控制器的出水口处的冷却液的温度，控制装置依据由第五温度传感器采集的冷却液温度实时调控第三电磁阀的开度，实现流入驱动电机控制器的冷却液的流速的调控，保证驱动电机控制器的出水口处的冷却液的温度稳定在设定的温度值；

第六温度传感器实时检测驱动电机的出水口处的冷却液的温度，控制装置依据由第六温度传感器采集的冷却液温度实时调控第四电磁阀的开度，实现流入驱动电机的冷却液的流速的调控，保证驱动电机的出水口处的冷却液的温度稳定在设定的温度值；

所述的串联式混合动力飞机的控制方法，通过对混合动力系统的控制，依据动力电池的存储功率、増程系统的发电功率和电驱动系统的输出功率，控制混合动力飞机在纯电动工作模式、油电混合工作模式和油控工作模式之间进行切换。