JP7492340B2 - ハイブリッド電動航空機のためのアクティブ電圧制御 - Google Patents
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Description
HVDCバス基準電圧の大きさを表す制御信号をアクティブ電圧コントローラにおいて生成することと、
前記HVDCバス基準電圧の大きさに基づいて前記アクティブ整流ユニットを制御して、前記HVDCバスのHVDCバス電圧を調整することと、を含む方法。
当該方法は、前記航空機に搭載されたフライト電力管理コントローラから前記アクティブ電圧コントローラに電力フロー管理コマンドを送出して、前記バッテリの電圧に対する前記HVDCバス基準電圧の大きさを調整することで、特定の航空機ミッション中の全体のエネルギー使用を最適化するとともに、燃料消費を低減することをさらに含む、付記A1に記載の方法。
Claims (18)
- 負荷に電流を供給するためのハイブリッド電力供給システムであって、
AC電源と、
ACバスと、
前記AC電源から前記ACバスにAC電力を切り替え可能に接続するように配置された第1スイッチング手段と、
HVDC電源と、
HVDCバス基準電圧の大きさを変化させる制御信号を生成するように構成されたアクティブ電圧コントローラと、
AC電力をHVDC電力に変換するように構成されたアクティブ整流器、及び、前記アクティブ電圧コントローラから受け取った前記制御信号に基づいて前記アクティブ整流器を制御してHVDCバス電圧を変化した前記HVDCバス基準電圧と一致させるべく調整するように構成されたコントローラ、を含むアクティブ整流ユニットと、
前記ACバスから前記アクティブ整流ユニットにAC電力を切り替え可能に接続するように配置された第2スイッチング手段と、
前記アクティブ整流ユニットからの前記HVDCバス電圧に基づいて、前記HVDC電源及び前記アクティブ整流ユニットの一方又は両方からDC電力を受け取るように接続されたHVDCバスと、
前記HVDCバスからHVDC電力を受け取るように接続されたHVDC負荷と、を含む、ハイブリッド電力供給システム。 - 前記HVDC負荷は、前記HVDCバスからHVDC電力を受け取るように接続されたモータコントローラを含む、請求項1に記載のハイブリッド電力供給システム。
- AC負荷と、前記ACバスから前記AC負荷にAC電力を切り替え可能に接続するように配置された第3スイッチング手段と、をさらに含む、請求項1又は2に記載のハイブリッド電力供給システム。
- 前記アクティブ電圧コントローラは、前記HVDCバス基準電圧の異なる大きさに対応した異なる態様にて前記制御信号を生成するようにブログラムされたコンピュータ又はプロセッサを含み、
前記アクティブ整流ユニットの前記コントローラは、前記HVDCバス基準電圧の大きさに基づいて前記アクティブ整流ユニットを制御して、前記HVDCバスの前記HVDCバス電圧を調整するように構成されている、請求項1~3のいずれかに記載のハイブリッド電力供給システム。 - 前記AC電源は、発電機であり、前記HVDC電源は、バッテリである、請求項1~4のいずれかに記載のハイブリッド電力供給システム。
- 前記バッテリから出力される電流が最大放電速度を上回っている場合は、前記制御信号は、前記HVDCバス電圧の増加を指示するコマンドである、請求項5に記載のハイブリッド電力供給システム。
- 前記バッテリに入力される電流が最大充電速度を上回っている場合は、前記制御信号は、前記HVDCバス電圧の減少を指示するコマンドである、請求項5に記載のハイブリッド電力供給システム。
- 航空機の特定のミッション中の全体のエネルギー使用を最適化するとともに、燃料消費を低減するための電力フロー管理コマンドを前記アクティブ電圧コントローラに送出する
ように構成されたフライト電力管理コントローラをさらに含む、請求項5~7のいずれかに記載のハイブリッド電力供給システム。 - 前記アクティブ電圧コントローラは、前記バッテリの充電状態が最小蓄電残量を下回っているという第1条件、及び、燃料残量が最小燃料残量を下回っているという第2条件の両方が満たされた場合は、降下開始を求めるメッセージを生成する、請求項8に記載のハイブリッド電力供給システム。
- 前記フライト電力管理コントローラは、さらに、前記航空機が地上にあり、前記バッテリが放電状態であり、且つ、電源が利用可能であれば、前記バッテリの充電を指示するコマンドを前記アクティブ電圧コントローラに送出するように構成されている、請求項8又は9に記載のハイブリッド電力供給システム。
- 前記フライト電力管理コントローラは、さらに、
前記航空機の現在のフライト状況を特定することと、
バッテリ充電状態を特定することと、
燃料レベルを特定することと、
前記フライト状況、前記バッテリ充電状態、及び、前記燃料レベルに基づいて、バッテリ使用プロファイルを調整することと、
前記調整後のバッテリ使用プロファイルに従って、バッテリ放電電流又はバッテリ充電電流を設定することと、
前記設定されたバッテリ放電電流又はバッテリ充電電流に従って前記バッテリを放電又は充電するように前記アクティブ電圧コントローラに命令することと、
を含む動作を実行するように構成されている、請求項8~10のいずれかに記載のハイブリッド電力供給システム。 - AC電源と、
ACバスと、
前記AC電源から前記ACバスにAC電力を切り替え可能に接続するように配置された第1スイッチング手段と、
HVDC電源と、
前記HVDC電源の電流に基づいて、HVDCバス基準電圧の大きさを変化させる制御信号を生成するように構成されたアクティブ電圧コントローラと、
AC電力をHVDC電力に変換するように構成されたアクティブ整流器、及び、前記アクティブ電圧コントローラから受け取った前記制御信号に基づいて前記アクティブ整流器を制御してHVDCバス電圧を変化した前記HVDCバス基準電圧と一致させるべく調整するように構成されたコントローラ、を含むアクティブ整流ユニットと、
前記ACバスから前記アクティブ整流ユニットにAC電力を切り替え可能に接続するように配置された第2スイッチング手段と、
前記アクティブ整流ユニットからの前記HVDCバス電圧に基づいて、前記HVDC電源及び前記アクティブ整流ユニットの一方又は両方からDC電力を受け取るように接続されたHVDCバスと、
前記HVDCバスからHVDC電力を受け取るように接続された電気推進モータと、
前記電気推進モータに動作可能に接続されたプロペラと、を含む航空機。 - 前記アクティブ電圧コントローラは、前記HVDCバス基準電圧の異なる大きさに対応した異なる態様にて前記制御信号を生成するようにブログラムされたコンピュータ又はプロセッサを含み、
前記アクティブ整流ユニットの前記コントローラは、前記HVDCバス基準電圧の大きさに基づいて前記アクティブ整流ユニットを制御して、前記HVDCバスの前記HVDC
バス電圧を調整するように構成されている、請求項12に記載の航空機。 - 特定のミッション中の全体のエネルギー使用を最適化するとともに、燃料消費を低減するための電力フロー管理コマンドを前記アクティブ電圧コントローラに送出するように構成されたフライト電力管理コントローラをさらに含む、請求項12又は13に記載の航空機。
- 前記AC電源は、発電機であり、前記HVDC電源は、バッテリである、請求項12~14のいずれかに記載の航空機。
- 前記アクティブ電圧コントローラは、前記バッテリの充電状態が最小蓄電残量を下回っているという第1条件、及び、燃料残量が最小燃料残量を下回っているという第2条件の両方が満たされた場合は、降下開始を求めるメッセージを生成する、請求項15に記載の航空機。
- 前記航空機が地上にあり、前記バッテリが放電状態であり、且つ、電源が利用可能であれば、前記バッテリの充電を指示するコマンドを前記アクティブ電圧コントローラに送出するように構成されたフライト電力管理コントローラをさらに含む、請求項15又は16に記載の航空機。
- 前記航空機がフライト中であれば、
前記航空機の現在のフライト状況を特定することと、
バッテリ充電状態を特定することと、
燃料レベルを特定することと、
前記フライト状況、前記バッテリ充電状態、及び、前記燃料レベルに基づいて、バッテリ使用プロファイルを調整することと、
前記調整後のバッテリ使用プロファイルに従って、バッテリ放電電流又はバッテリ充電電流を設定することと、
前記設定された放電電流又は充電電流に従って前記バッテリを放電又は充電するように前記アクティブ電圧コントローラに命令することと、
を含む動作を実行するように構成されたフライト電力管理コントローラをさらに含む、請求項15~17のいずれかに記載の航空機。
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