[发明专利]用于飞行器的驱动系统和用于为飞行器提供驱动功率的方法

说明书

本发明涉及一种用于飞行器(100)的驱动系统(1)。所述驱动系统(1)具有用于提供电能的第一能量存储器(10)和用于提供电能的第二能量存储器(20)。所述驱动系统(1)还具有用于为所述飞行器提供驱动功率的至少一个电力驱动器(30)。所述驱动系统(1)的能量分配单元(40)实施为用于将所述第一能量存储器(10)所提供的电能和所述第二能量存储器(20)所提供的电能传输到所述至少一个电力驱动器(30)。所述能量分配单元(40)还实施为，在使用由所述第一能量存储器(10)提供的能量的第一部分的情况下对所述第二能量存储器(20)充电，并且同时将由所述第一能量存储器(10)提供的能量的第二部分传输到所述至少一个电力驱动器(30)，以便由此为所述飞行器(100)提供驱动功率。此外给出了一种具有驱动系统(1)的飞行器(100)以及一种用于为飞行器(100)提供驱动功率的方法。

技术领域

本发明涉及用于航空应用的电驱动系统。本发明尤其涉及一种用于飞行器的驱动系统，一种具有驱动系统的飞行器以及一种用于为飞行器提供驱动功率的方法。

背景技术

在不久前，电池、功率电子器件和电机的能量密度和功率密度达到了阈值，这个阈值允许可以开发具有所谓的“分布式电力驱动”的电动飞行器。“分布式电力驱动”指的是如下可能性：在飞行器设计中整合不同类型、大小和数量的电力驱动器，以便实现例如垂直起降(VTOL-Vertical Take-off and Landing)的特殊特性。然而在能够垂直起降的飞行器中要求大于1的推力-重量比，从而能够以重量优化的方式进行设计。尤其需要高能量密度的电池。同时必须保证电池的足够的使用寿命。这两个参数的优化导致在电池的可实现的功率密度或电流强度方面的明显损失，然而充分地进行这种优化对于驱动飞行器而言是必需的。

US 2016/0137305 A1描述了一种用于飞行器的电力驱动组件，所述电力驱动组件具有发动机舱，所述发动机舱带有机舱衬板(Gondelverkleidung)。在发动机舱的内室中安排有飞行器的电力驱动单元，所述电力驱动单元进而具有风扇。另外，在内室中安排有电机组件，所述电机组件与驱动单元相连，以便对驱动单元供应能量。

US 2014/367510 A1描述了一种具有电力驱动组件的飞行器。所述飞行器具有机身、紧固在机身处的机翼系统和尾部单元，所述尾部单元安置在机身的后部部分处。所述电力驱动组件安排在机身的每一侧上，其中发电机以及电力存储器和供电装置基本上沿着机身的纵向对称轴安排。所述飞行器因此包括混合机动化装置(Hybridmotorisierung)。

发明内容

本发明的目的是改进电驱动系统的可靠性。

此目的通过独立权利要求的主题实现。示例性实施方式由从属权利要求和以下说明书得出。

根据本发明的一个方面，给出了一种用于飞行器的驱动系统。所述驱动系统具有用于提供电能的第一能量存储器和用于提供电能的第二能量存储器。所述驱动系统还具有用于为所述飞行器提供驱动功率的至少一个电力驱动器。此外，所述驱动系统具有能量分配单元，所述能量分配单元用于将所述第一能量存储器所提供的电能和所述第二能量存储器所提供的电能传输到所述至少一个电力驱动器。所述能量分配单元实施为，在使用由所述第一能量存储器提供的能量的第一部分的情况下对第二能量存储器充电，并且同时将由所述第一能量存储器提供的能量的第二部分传输到所述至少一个电力驱动器，以便由此为所述飞行器提供驱动功率。

通过此类驱动系统可以降低尤其电池驱动的飞行器驱动器的故障概率。换言之，可以通过本发明的驱动系统来提供一种双重冗余的驱动系统，其中第一能量存储器自身已经提供了用于所述电力驱动器的冗余的能量供应，并且另外可以用第二能量存储器为所述驱动系统添加另一重冗余。通过借助于第二能量存储器在短期内提供大功率的驱动系统，可以产生所需要的功率，从而可以提供对于飞行时间或飞行里程只有很少限制的可根据航空标准认证的驱动系统。通过本发明的驱动系统还可以在相同的故障概率下提供明显更高的总容量。此外可以通过所述驱动系统在相同的可靠性下改进能量密度。