[发明专利]一种模块化蓄电池航空起动电源系统

说明书

本发明公开了一种模块化蓄电池航空起动电源系统，包含0‑70V电源模块、并联及升压启动组件、自耦变压整流器、系统控制器、控制面板以及数个功率组件，功率组件包括28V蓄电池组、双向直流变换模块、单相交流逆变模组以及三相整流电源模块。本发明通过对电源进行模块化设计和系统架构设计，能够兼容低压蓄电池、工频电网及柴油发电机输入，能够输出多制式电源，兼具了航空蓄电池起动车、静变电源的优点，能满足航空保障电源所需的机动性、冗余性、供电形式多样化、持续保障等需求。采用多种功能的电源模块有机结合，可实现单台电源满足现有航空领域所有的供电形式。

技术领域

本发明属于航空保障电源技术领域，特别涉及了一种模块化蓄电池航空起动电源系统。

背景技术

根据飞机型号的不同，飞机外部电源(也常称为航空保障电源)主要有28V/56V直流供电、270V直流供电、0-70V直流供电、115V/400Hz单相交流供电和115V/200V/400Hz三相交流供电等多种型式。目前的航空保障电源主要有直线加电和电源车两种类型。直线加电式用于固定机位供电，采用功率变换器(多为电力电子变换器)将工频电网(或柴油发电机)提供的380V/50Hz的交流电变换为飞机所需的各种供电类型，采用电缆传输到达飞机起动或维护的机位。电源车采用内燃发电机或蓄电池作为能量来源，可以根据需要达到指定机位。

现有直线加电式和电源车两种航空保障电源都存在一定的缺点。直线加电式依赖于工频电源输入，且可靠性受功率变换器限制，一旦出现供电中断或变换器故障将导致机位不能正常供电，同时这种供电方式还需要在每个机位上配备合理的供电终端，用于补偿由于电源远程传输导致的线缆压降，并且由于机位固定导致电源不具备灵活性和机动性。现有电源车存在二种型式，分别采用内燃机和蓄电池为动力源。电源车虽然机动性好，可靠性较高，但内燃发电机式的电源车油耗高、运行维护成本高、噪声及尾气影响环境和地勤人员的身体健康，而蓄电池起动车供电形式单一、蓄电池储能有限而持续保障能力弱，且蓄电池使用寿命有限，同时现有的蓄电池容量检测及监控技术不适应飞机通电及起动这种功率变化范围大且不确定的场合，因此蓄电池起动车的可靠工作时间难以预计，不能满足飞机所需要的高标准起动成功率(一般为100％)要求。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种模块化蓄电池航空起动电源系统，基于航空蓄电池起动车，解决供电能源单一、持续保障能力较弱以及持续保障能力难以准确预判等问题。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种模块化蓄电池航空起动电源系统，包含0-70V电源模块、并联及升压启动组件、自耦变压整流器、系统控制器、控制面板以及数个功率组件；每个功率组件至少包括28V蓄电池组、双向直流变换模块、单相交流逆变模组以及三相整流电源模块中的2个单元，且28V蓄电池组与双向直流变换模块必须同时存在、单相交流逆变模组和三相整流电源模块中至少存在1个单元；所述28V蓄电池组连接0-70V电源模块的输入端和并联及升压启动组件的输入端，0-70V电源模块输出0-70V直流电，并联及升压启动组件输出28V/56V直流电；所述双向直流变换模块的两端分别连接28V蓄电池组和直流母线，当28V蓄电池组处于供电状态时，双向直流变换模块采用升压模式，为直流母线供电，当28V蓄电池组处于充电状态时，双向直流变换模块采用降压模式，直流母线为28V蓄电池组充电，双向直流变换模块在线监测28V蓄电池组的工作状态、容量和寿命；所述单相交流逆变模组的输入端连接直流母线，单相交流逆变模组的输出端分出2条线路，其中1条线路直接作为系统的中频三相交流输出端，输出115V/200V中频三相交流电，另1条线路连接自耦变压整流器的输入端，自耦变压整流器输出270V直流电；所述三相整流电源模块的输入端接入380V工频交流电，三相整流电源模块的输出端连接直流母线；控制面板、系统控制器以及各功率组件之间通过通信总线实现数据交互。

基于上述技术方案的优选方案，28V蓄电池、双向直流变换模块、单相交流逆变模组和三相整流电源模块构成一个功率组件，该功率组件作为独立的蓄电池起动电源。