專利名稱：飛機地面復合電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種飛機地面復合電源系統(tǒng)，尤其是一種能滿足所有飛機地面供電與飛機地面發(fā)動機啟動的復合電源。
背景技術(shù)：
飛機起飛前發(fā)動機的啟動動力來自地面電源的供給，目前，廣泛使用的飛機起動電源有兩種，以柴油為動力的柴油發(fā)電機組和以蓄電池為動力的起動電源，在使用過程中主要存在以下問題在某些沖擊或者浪涌狀態(tài)下起動電源輸出功率無法滿足要求，造成發(fā)動機轉(zhuǎn)速和輸出功率急速下降甚至熄火；不利于飛機的正常起動。利用蓄電池為動力的地面電源車直接啟動飛機發(fā)動機時，使用的鉛酸蓄電池要經(jīng)常更換保養(yǎng)、補充充電，一般充電過程須要20小時以上。由于大電流輸出，使用中經(jīng)常出現(xiàn)短路，斷路，極板硫化、活性物質(zhì)脫落等異?，F(xiàn)象，嚴重時會損壞電池，甚至波及飛機本體造成更大的事故發(fā)生。以柴油為動力的大型柴油發(fā)電機組地面電源車，往往以滿足較大沖擊狀態(tài)下的供電使用要求為依據(jù)進行設(shè)計選型，當一種起動電源車需要服務多種機型時，就會使起動電源整個配備容量提高，從而使設(shè)備尺寸較大、重量較重、價格較高。同時，存在在低溫環(huán)境中起動的可靠性較差的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有以蓄電池為動力的地面電源車直接啟動飛機發(fā)動機時出現(xiàn)的諸多問題，本發(fā)明提供一種滿足所有飛機地面供電與飛機發(fā)動機地面啟動的小型飛機地面電源， 以替代以柴油車為動力的大型地面電源。本發(fā)明相比現(xiàn)有以蓄電池為動力的飛機地面電源，可以解決飛機發(fā)動機啟動時沖擊狀態(tài)下原有起動電源輸出功率不足的難題；可以延長蓄電池的使用壽命，減少蓄電池的保養(yǎng)過程；推廣到機載備用電源，可以使得機載備用電源更加輕型化，更具有統(tǒng)一性；可以保證飛機在低溫起動時更加可靠。本發(fā)明的技術(shù)方案是復合電源的基本工作原理為當閉合EKl后，蓄電池正極通過繼電器和充電模塊給超級電容模塊充電，當超級電容模塊的電壓與蓄電池兩端電壓相同時，控制電路發(fā)出信號，繼電器觸點跳動到接觸器端，接觸器閉合，超級電容模塊與蓄電池并聯(lián)輸出。飛機地面復合電源系統(tǒng)，包括至少兩個復合電源以及控制系統(tǒng)；復合電源包括航空鉛酸蓄電池、超級電容系統(tǒng)，超級電容系統(tǒng)包括超級電容模塊、 控制電路、充電模塊構(gòu)成，控制電路通過控制繼電器和接觸器來控制超級電容模塊的充放電，并設(shè)有指示燈L ；超級電容模塊由多組獨立的單體超級電容組并聯(lián)組成，每個單體超級電容組由多個單體超級電容串聯(lián)而成；控制系統(tǒng)實現(xiàn)復合電源內(nèi)部的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換及交直流變換，包括三種輸出接口 接口 1和接口 3為直流輸出、接口 2和接口 3為直流輸出、接口 13 和接口 14為交流輸出、接口 15和接口 14為交流輸出；接觸器(1丄2丄3;受飛機發(fā)動機起動程序控制的觸發(fā)繼電器JQ3、JQ4、JQ5，用于直交流轉(zhuǎn)換的逆變器，控制系統(tǒng)供電的開關(guān) EKl。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明在電氣控制方面采用電源、電壓和電流的分類控制，由于電流的抗干擾能力強，不容易受外界干擾，能有效提高設(shè)備的可靠性。本發(fā)明利用超級電容器的儲能特性和功率特性，可以解決飛機發(fā)動機起動時沖擊狀態(tài)下原有起動電源輸出功率不足的難題。本發(fā)明設(shè)備自帶電源、移動輪胎，可在任何地點給飛機實施地面供電。本發(fā)明設(shè)備使用了具有寬溫范圍的超級電容模塊，保證了飛機在低溫情況下的正
常啟動。

附圖1為本飛機地面復合電源系統(tǒng)原理框圖。附圖2為超級電容系統(tǒng)原理框圖。附圖3是超級電容模塊構(gòu)成示意圖。附圖4是復合地面電源系統(tǒng)的控制系統(tǒng)構(gòu)成圖。
具體實施方式
為了更好的說明本發(fā)明，下面給出本發(fā)明飛機地面復合電源系統(tǒng)的一較佳實施方式。請參閱圖1，其也是本發(fā)明一種飛機地面復合電源系統(tǒng)連接示意圖。該實施方式中，本發(fā)明設(shè)備由航空鉛酸蓄電池、超級電容系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。航空鉛酸蓄電池、超級電容系統(tǒng)組成內(nèi)部供電系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)可選擇不同的電源類型、電壓大小，完成給飛機的地面供電過程?？刂齐娐吠ㄟ^控制繼電器和接觸器來控制超級電容模塊的充放電，并設(shè)有指示燈Ll ；超級電容模塊由多組獨立的單體超級電容組并聯(lián)組成，每個單體超級電容組由多個單體超級電容串聯(lián)而成；每個超級電容模塊由M只單體超級電容串、并聯(lián)組成?？刂葡到y(tǒng)實現(xiàn)復合電源內(nèi)部的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換及交直流變換，包括三種輸出接口 接口 1和接口 3為直流輸出、接口 2和接口 3為直流輸出、接口 13 和接口 14為交流輸出、接口 15和接口 14為交流輸出；接觸器(1丄2丄3;受飛機發(fā)動機起動程序控制的觸發(fā)繼電器JQ3、JQ4、JQ5，用于直交流轉(zhuǎn)換的逆變器，控制系統(tǒng)供電的開關(guān) EKl。輸出接口為三種28.5V直流輸出(接口 1和接口 3)J8.5/57V直流輸出(接口 1和接口 3/接口 2和接口 3)和115/200V,400Hz交流輸出(接口 13和接口 14，接口 14和接口 15)，C1、C2、C3為接觸器，JQ3、JQ4、JQ5為受飛機發(fā)動機起動程序控制的觸發(fā)繼電器?？刂葡到y(tǒng)工作原理如下EKl開關(guān)閉合控制系統(tǒng)供電，控制系統(tǒng)可以工作1)28. 5V直流輸出為接口 1和接口 3 ；輸出時無控制信號；當閉合EKl后復合電源A+接節(jié)點16，再接接觸器C2的常閉端，經(jīng)輸出接口 1輸出28. 5V直流電壓；復合電源A-接節(jié)點17，再接輸出接口 3，接口 3為總負；復合電源B+接節(jié)點16，再接接觸器Cl的常閉端，經(jīng)輸出接口 1輸出28. 5V直流電壓；復合電源B-接接觸器C3的常開端點9，再接輸出接口 3，接口 3為總負；此時，通過限流電阻RL的指示燈L亮；2) 28. 5/57V直流輸出為接口 1和接口 3/接口 2和接口 3 當4號端有控制信號直流輸出時，經(jīng)接口 2和接口 3輸出57V直流電壓；復合電源A-接節(jié)點17，再接輸出接口 3，接口 3為總負；復合電源A+接節(jié)點16，再接接觸器C2的常閉端，經(jīng)接口 1輸出；復合電源B-接接觸器Cl的常開端點9，經(jīng)輸出接口 1輸出，在輸出接口 1復合電源A和復合電源B串聯(lián)；復合電源B+經(jīng)輸出接口 2做57V輸出；3) 115/200V,400Hz 交流輸出當4號端無控制信號時，電池并聯(lián)輸出^.5V，通過逆變器的接口 13和接口 14、接口 14 和接口 15 輸出 115/200V,400Hz 交流。本設(shè)備利用超級電容器的儲能特性和功率特性，可以解決飛機發(fā)動機起動時沖擊狀態(tài)下原有起動電源輸出功率不足的難題。利用超級電容器短時間可以提供1250A的輸出電流的高功率放電特性，將超級電容模塊與航空鉛酸蓄電池并聯(lián)使用，以提供起動飛機發(fā)動機瞬間所需的大電流，縮短起動時間，降低起動瞬間大電流對蓄電池的損害，有效減少蓄電池極板的極化，延長蓄電池的使用壽命，減少蓄電池的保養(yǎng)次數(shù)和保養(yǎng)過程。利用超級電容可以在-40 +65°C溫度范圍內(nèi)正常工作的優(yōu)異工作特性，可以拓展復合地面電源車的使用環(huán)境，增加飛機地面復合電源系統(tǒng)給飛機地面供電的穩(wěn)定性與可靠性。
權(quán)利要求1.飛機地面復合電源系統(tǒng)，其特征是，本系統(tǒng)包括至少兩個復合電源以及控制系統(tǒng)； 其中，復合電源包括蓄電池、超級電容系統(tǒng)；超級電容系統(tǒng)包括超級電容模塊、控制電路、充電模塊構(gòu)成，控制電路通過控制繼電器和接觸器來控制超級電容模塊的充放電；控制系統(tǒng)實現(xiàn)復合電源內(nèi)部的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換及交直流變換，包括三種輸出接口 接口 (1)和接口(3)為直流輸出、接口(2)和接口(3)為直流輸出、接口(13)和接口(14)為交流輸出、接口(1 和接口(14)為交流輸出；接觸器C1、C2、C3 ；受飛機發(fā)動機起動程序控制的觸發(fā)繼電器JQ3、JQ4、JQ5，用于直交流轉(zhuǎn)換的逆變器，控制系統(tǒng)供電的開關(guān)EK1。
2.如權(quán)利要求1所述的飛機地面復合電源系統(tǒng)，其特征是，所述的控制系統(tǒng)中， EKl開關(guān)閉合控制系統(tǒng)供電，控制系統(tǒng)可以工作1)28. 5V直流輸出為接口(1)和接口(3) 輸出時無控制信號；當閉合EKl后復合電源A+接節(jié)點(16)，再接接觸器C2的常閉端，經(jīng)輸出接口(1)輸出觀.5V直流電壓；復合電源A-接節(jié)點(17)，再接輸出接口(3)，接口(3)為總負； 復合電源B+接節(jié)點(16)，再接接觸器Cl的常閉端，經(jīng)輸出接口(1)輸出直流電壓；復合電源B-接接觸器C3的常開端點(9)，再接輸出接口(3)，接口(3)為總負； 此時，通過限流電阻RL的指示燈L亮；208.5/57V直流輸出為接口(1)和接口(3)/接口⑵和接口(3): 當4號端有控制信號直流輸出時，經(jīng)接口(2)和接口(3)輸出57V直流電壓； 復合電源A-接節(jié)點(17)，再接輸出接口(3)，接口(3)為總負； 復合電源A+接節(jié)點(16)，再接接觸器C2的常閉端，經(jīng)接口(1)輸出； 復合電源B-接接觸器Cl的常開端點(9)，經(jīng)輸出接口(1)輸出，在輸出接口(1)復合電源A和復合電源B串聯(lián)；復合電源B+經(jīng)輸出接口⑵做57V輸出； 3) 115/200V,400Hz 交流輸出當4號端有無控制信號時，電池并聯(lián)輸出觀.5￥，通過逆變器的接口(13)和接口(14)、 接口 (14)和接口 (15)輸出 115/200V、400Hz 交流。
3.如權(quán)利要求1所述的飛機地面復合電源系統(tǒng)，其特征是，所述的蓄電池為航空鉛酸蓄電池。
4.如權(quán)利要求1所述的飛機地面復合電源系統(tǒng)，其特征是，所述的超級電容模塊由多組獨立的單體超級電容組并聯(lián)組成，每個單體超級電容組由多個單體超級電容串聯(lián)而成。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的飛機地面復合電源系統(tǒng)，其特征是，所述的控制電路設(shè)有指示燈L。
專利摘要本實用新型創(chuàng)造涉及一種飛機地面復合電源系統(tǒng)，尤其是一種能滿足所有飛機地面供電與飛機地面發(fā)動機啟動的復合電源。飛機地面復合電源系統(tǒng)，包括至少兩個復合電源以及控制系統(tǒng)；復合電源包括航空鉛酸蓄電池、超級電容系統(tǒng)，超級電容系統(tǒng)包括超級電容模塊、控制電路、充電模塊構(gòu)成，控制電路通過控制繼電器和接觸器來控制超級電容模塊的充放電，并設(shè)有指示燈L；超級電容模塊由多組獨立的單體超級電容組并聯(lián)組成，每個單體超級電容組由多個單體超級電容串聯(lián)而成；控制系統(tǒng)實現(xiàn)復合電源內(nèi)部的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換及交直流變換。本設(shè)備利用超級電容器的儲能特性和功率特性，可以解決飛機發(fā)動機起動時沖擊狀態(tài)下原有起動電源輸出功率不足的難題。
文檔編號B64F1/00GK202309194SQ20112044904
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者張新習, 柴峰, 王東升, 王煒, 趙勤道 申請人:中國飛行試驗研究院