申请/专利权人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心

申请日：2023-12-22

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN117755500B

主分类号：B64D27/35

分类号：B64D27/35;F15B21/14;F15B11/16;F17D3/01;B64D33/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.04.12#实质审查的生效;2024.03.26#公开

摘要：本发明涉及基于冲压空气进行电液热互补的机电系统，包括冲压空气风门、供电子系统、电制冷子系统、液压制冷子系统、三个温差发电子系统、三个温差供液子系统、液压发电子系统等；电制冷子系统消耗电能转化为制冷量，液压制冷子系统消耗液压能转化为制冷量，温差发电子系统回收余热转化为电能，温差供液子系统回收余热转化为液压能，液压发电子系统消耗液压能转化为电能，当采用机械驱动液压泵进行供液时，齿轮箱带动机械驱动液压泵工作产生液压能，为大功率设备执行机构供液；当采用电动泵进行供液时，发电机产生的电能同时为电动泵供电，电动泵工作产生液压能，为大功率设备执行机构供液，解决了机上资源浪费问题。

主权项：1.一种基于冲压空气进行电液热互补的机电系统，其特征在于，包括：冲压空气风门、供电子系统、电制冷子系统、液压制冷子系统、第一温差发电子系统、第二温差发电子系统、第三温差发电子系统、第一温差供液子系统、第二温差供液子系统、第三温差供液子系统、液压发电子系统、第一液冷循环子系统、第二液冷循环子系统以及蒸发循环子系统；所述供电子系统包括冲压空气涡轮、发电机、储能装置和汇流条；所述冲压空气经所述冲压空气风门输送至所述冲压空气涡轮，推动所述空气涡轮做功，带动发电机发电，作为电液热互补系统供电的能量源，所述冲压空气流过所述蒸发循环子系统，吸收所述蒸发循环子系统的热量，或者，所述冲压空气先流过所述电制冷子系统，吸收所述电制冷子系统的热量，再流过所述蒸发循环子系统，吸收所述蒸发循环子系统的热量，作为电液热互补系统热管理的热沉；所述电制冷子系统消耗电能转化为制冷量，所述液压制冷子系统消耗液压能转化为制冷量，第一温差发电子系统、第二温差发电子系统和第三温差发电子系统回收余热转化为电能，第一温差供液子系统、第二温差供液子系统和第三温差供液子系统回收余热转化为液压能，所述液压发电子系统消耗液压能转化为电能，其中，当采用机械驱动液压泵进行供液时，齿轮箱带动机械驱动液压泵工作产生液压能，为大功率设备执行机构供液，作为电液热互补系统供液的能量源；当采用电动泵进行供液时，发电机产生的电能同时为电动泵供电，电动泵工作产生液压能，为大功率设备执行机构供液，作为电液热互补系统供液的能量源，所述第一液冷循环子系统包括：高热流密度冷却装置、第一液体泵、第一储液罐；大功率设备工作过程中产生热量，热量传递给所述高热流密度冷却装置，所述第一储液罐内的第一载冷剂通过所述第一液体泵输送至所述高热流密度冷却装置，所述第一载冷剂吸收所述大功率设备产生的热量后温度升高，所述第一载冷剂经过第一换热器被带走部分热量后温度降低，所述第一载冷剂经过相变储热换热器被带走剩余热量，回到所述第一储液罐，所述第一液冷循环子系统完成第一液冷循环回路，所述第二液冷子系统包括：相变储热换热器、第二液体泵、第二储液罐；第二储液罐内的第二载冷剂通过第二液体泵输送至所述相变储热换热器，所述第二载冷剂吸收相变储热换热器存储的热量后温度升高，所述第二载冷剂经过第三换热器被带走部分热量后温度降低，所述第二载冷剂经过蒸发器被带走剩余热量，回到第二储液罐，所述第二液冷循环子系统完成第二液冷循环回路，所述蒸发循环子系统包括：蒸发器、节流阀、冷凝器和压缩机；蒸发器中的液态制冷剂吸收第二液冷循环子系统传递给蒸发器的热量后蒸发变成气态制冷剂，所述气态制冷剂进入压缩机后压缩成高压气体，高压气态制冷剂进入冷凝器放出热量变成液态制冷剂，液态制冷剂进入节流阀后节流膨胀成低压液体，所述蒸发循环子系统完成蒸发循环回路，所述电制冷子系统包括：电制冷装置、第一换热器和第二换热器；所述电制冷装置消耗电能，将热量从温度较低的第一换热器传递到温度较高的第二换热器，作为热管理系统的补充制冷量，所述第一温差发电子系统包括：第一温差发电装置、第三换热器和第四换热器；第一温差发电装置利用第三换热器和第四换热器之间的温差，通过温差发电将热能转换为电能，将电能输送至汇流条入口；所述第二温差发电子系统包括第二温差发电装置、第五换热器和第六换热器，第二温差发电装置利用第五换热器和第六换热器之间的温差，通过温差发电将热能转换为电能，将电能输送至汇流条入口；所述第三温差发电子系统包括第三温差发电装置、第八换热器和第九换热器，第三温差发电装置利用第八换热器和第九换热器之间的温差，通过温差发电将热能转换为电能，将电能输送至汇流条入口，实现热能的回收利用，第一温差供液子系统包括第一温差供液装置，温差供液装置利用第三换热器和第四换热器之间的温差驱动，通过温差供液技术将热能转换为液压能，将液压能输送至供液系统；第二温差供液子系统包括第二温差供液装置，温差供液装置利用第五换热器和第六换热器之间的温差驱动，通过温差供液技术将热能转换为液压能，将液压能输送至供液系统；第三温差供液子系统包括第三温差供液装置，温差供液装置利用第八换热器和第九换热器之间的温差驱动，通过温差供液技术将热能转换为液压能，将液压能输送至供液系统，实现热能的回收利用，所述液压制冷子系统包括液压制冷装置，所述液压制冷装置消耗供液系统的液压能，将热量从温度较低的第一换热器传递到温度较高的第二换热器中，作为热管理系统的补充制冷量，所述液压发电子系统包括蓄压器、液压马达和第一发电机，蓄压器储存有高压油液，高压油液带动液压马达转动产生机械能，液压马达带动第一发电机转动发电，将机械能转换为电能，将电能输送至汇流条入口，作为供电系统的补充电能。

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