[发明专利]包括混合动力系的机器和相应的控制方法

说明书

本发明涉及一种发动机(100)，其设置有动力系，该动力系包括热机(1)和输出轴(A1)、电动机(2)、用于为电动机(2)供电的电池(40)以及螺旋桨推进系统，该螺旋桨推进系统包括螺旋桨(3)和称为轴的螺旋桨轴(A3)，螺旋桨(3)联接到该螺旋桨轴。动力系还包括离合器(E123、E14、E23、E324)系统，离合器系统设计成用于不同的配置，使得能够选择性地在不将电动机的旋转传递至螺旋桨的情况下借助于热机驱动螺旋桨，以及在不将热机的旋转传递至螺旋桨的情况下借助于电动机驱动螺旋桨；以通过将热机的旋转和电动机的旋转组合地传递到螺旋桨来驱动螺旋桨。电动机包括定子和转子，该转子安装成用于围绕轴旋转，该轴刚性地连接到或能够联接到螺旋桨轴。本发明还涉及一种相应的控制方法。

技术领域

本发明总体上涉及一种机器，例如飞机，其装备有包括电动机和热机的动力系。

背景技术

现有技术中已知的是诸如飞行器的机器，其包括具有以下构造的动力系。该动力系包括螺旋桨、用于驱动螺旋桨的电动机、用于向电动机供应电力的电池、以及与交流发电机相关联的用于对电池充电的热机。

然而，在包括电池和电动机的电控系统发生故障的情况下，不再能够驱动螺旋桨。

因此，这种动力系的构造会引起严重的安全问题，特别是在起飞时。

从文献DE102012021340、EP2964524和US2010/219779中还已知这样的动力系，其构造仍然会引起总体尺寸和/或重量的问题。

本发明的目的是提出一种用于减轻上述问题中的一些或全部的新型机器。

发明内容

根据一个实施例，提出了一种配备有动力系的机器，例如飞行器，所述动力系包括：

-热动力系，包括热机和轴，该轴被称为热机的输出轴，该轴能够由热机驱动旋转；

-包括电动机的电动力系；

-电力供应系统，其包括用于向电动机供电的电池；

-螺旋桨推进系统，其包括螺旋桨和轴，该轴被称为螺旋桨轴，螺旋桨联接到该螺旋桨轴；

该动力系还包括离合器系统，该离合器系统被配置成选择性地：

-借助于热机驱动螺旋桨，而不将旋转从电动机传递到螺旋桨；

-借助于电动机驱动螺旋桨，而不将旋转从热机传递到螺旋桨；

-通过将热机的旋转运动传递到螺旋桨以及将电动机的旋转运动传递到螺旋桨的组合来驱动螺旋桨；

该动力系包括称为中间轴的轴，该轴刚性地连接到螺旋桨轴或者能够旋转地联接到螺旋桨轴，

并且离合器系统包括：

-第一离合器，该第一离合器被配置成在接合状态下将热机的旋转传递至中间轴，以及

-第二离合器，该第二离合器被配置成在接合状态下将中间轴的旋转传递至螺旋桨轴，和/或第三离合器，该第三离合器被配置成在接合状态下将电动机的旋转传递至螺旋桨轴；

该电动机包括定子和转子，该转子安装成在定子内围绕中间轴旋转，该转子和该中间轴同轴。

这种具有与中间轴的轴线同轴安装并围绕该中间轴的轴线旋转的转子的机器设计，该中间轴构成了运动传递系统的一部分，使得能够在紧凑性和重量方面实现节省(通过限制部件的数量)，这使得能够增加所得到的功率(kW)与重量(kg)的比率。实际上，中间轴在转子内部延伸，并且形成机械传动线路的一部分的所述中间轴与转子的旋转轴线同轴。根据一个特定方面，所述中间轴也与螺旋桨轴和用于联接/断开中间轴与螺旋桨轴的离合器系统同轴。