自适应电池充电系统和方法与流程

1.本公开总体上涉及电池充电系统，并且更具体地涉及可以从dc电源和ac电源以各种模式对电池充电的电池充电系统。


背景技术：

2.部署在飞行器上的电池可以使用直流(dc)或交流(ac)进行充电。通常，dc充电系统和单相或三相ac充电系统需要单独的专用转换器和控制器。
3.因此，期望有一种考虑到以上讨论的至少一些问题以及其他可能的问题的方法和装置。


技术实现要素：

4.一个说明性实施例提供了一种飞行器自适应电池充电系统，该系统包括：电池系统；双向转换器，其中该双向转换器能够为逆变器模式和整流器模式；交流(ac)电机；若干可控接触器，其控制在电池系统、双向转换器、ac电机和电源之间的电流，其中这些可控接触器可以在允许电流流动的闭合位置和防止电流流动的断开位置之间切换；电机控制器；电池充电系统控制器，其被配置为响应于系统命令信号向电池系统、电机控制器和可控接触器发送控制信号；以及载具(vehicle)系统控制器，其向电机控制器和电池充电系统控制器发送系统命令信号。
5.另一说明性实施例提供了一种用于对飞行器电池充电的方法。该方法包括由自适应电池充电系统接收系统命令信号，其中自适应电池充电系统包括：包括飞行器电池的电池系统；双向转换器；电池充电系统控制器；以及载具系统控制器，其向电池充电系统控制器发送系统命令信号。响应于系统命令信号，载具系统控制器发送信号以激活电池充电系统控制器。电池充电系统控制器发送信号以闭合第一组可控接触器，从而允许在电池系统和中间直流(dc)总线之间的电流，其中中间dc总线连接到dc电源。响应于飞行器电池达到充满电，电池充电系统控制器发送信号以断开闭合的可控接触器。
6.另一说明性实施例提供了一种用于对飞行器电池充电的方法。该方法包括由自适应电池充电系统接收系统命令信号，其中自适应电池充电设备包括：包括飞行器电池的电池系统；双向转换器；电机控制器；电池充电系统控制器；以及载具系统控制器，其将系统命令信号发送到电机控制器和电池充电系统控制器。响应于系统命令信号，载具系统控制器发送信号以激活电池充电系统控制器和电机控制器。电池充电系统控制器进行以下操作：发送信号以闭合第一组可控接触器，从而允许在电池系统和双向转换器之间的电流；以及发送信号以闭合第二组可控接触器，从而允许在双向转换器和中间直流(dc)总线之间的电流，其中中间dc总线连接到dc电源。响应于飞行器电池达到充满电，电池充电系统控制器发送信号以断开闭合的可控接触器。
7.另一说明性实施例提供了一种用于对飞行器电池充电的方法。该方法包括由自适应电池充电系统接收系统命令信号，其中自适应电池充电系统包括：包括飞行器电池的电
池系统；双向转换器；交流(ac)电机；电机控制器；电池充电系统控制器；以及载具系统控制器，其将系统命令信号发送到电机控制器和电池充电系统控制器。响应于系统命令信号，载具系统控制器发送信号以激活电池充电系统控制器和电机控制器。电池充电系统控制器进行以下操作：发送信号以闭合第一组可控接触器，从而允许在电池系统和双向转换器之间的电流；发送信号以闭合第二组可控接触器，从而允许在双向转换器和ac电机之间的电流；以及发送信号以闭合第三组可控接触器，从而允许在中间直流(dc)总线与双向转换器和ac电机两者之间的电流，其中中间dc总线连接到dc电源。响应于飞行器电池达到充满电，电池充电系统控制器发送信号以断开闭合的可控接触器。
8.另一说明性实施例提供了一种用于对飞行器电池充电的方法。该方法包括由自适应电池充电系统接收系统命令信号，其中自适应电池充电设备包括：包括飞行器电池的电池系统；双向转换器；电机控制器；电池充电系统控制器；以及载具系统控制器，其将系统命令信号发送到电机控制器和电池充电系统控制器。响应于系统命令信号，载具系统控制器发送信号以激活电池充电系统控制器和电机控制器。电池充电系统控制器进行以下操作：发送信号以闭合第一组可控接触器，以允许在电池系统和双向转换器之间的电流；以及发送信号以闭合第二组可控接触器，从而允许在双向转换器和交流(ac)电源之间的电流。响应于飞行器电池达到充满电，电池充电系统控制器发送信号以断开闭合的可控接触器。
9.这些特征和功能可以在本公开的各种实施例中独立地实现，或者能够在其他实施例中进行组合，其中可以参考以下描述和附图来看到进一步的细节。
附图说明
10.所附权利要求中阐述了被认为是说明性实施例的特性的新颖性特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实施例的以下详细描述，将最佳地理解示例性实施方式以及优选的使用模式、其进一步的目的和特征，其中：
11.图1描绘了根据说明性实施例示出自适应电池充电系统的框图；
12.图2描绘了根据说明性实施例的自适应电池充电系统的电路图；
13.图3描绘了根据说明性实施例示出从dc电源对隔离电池充电的过程的流程图；
14.图4描绘了根据说明性实施例示出电池的隔离地面dc充电的电路图；
15.图5描绘了根据说明性实施例示出电池的隔离飞行器dc充电的电路图；
16.图6描绘了根据说明性实施例示出从dc电源对集成电池充电的过程的流程图；
17.图7描绘了根据说明性实施例示出电池的集成地面dc充电的电路图；
18.图8描绘了根据说明性实施例示出电池的集成飞行器dc充电的电路图；
19.图9描绘了根据说明性实施例示出用于从dc电源对增压电池充电的过程的流程图；
20.图10描绘了根据说明性实施例示出电池的地面dc增压充电的电路图；
21.图11描绘了根据说明性实施例示出电池的飞行器dc增压充电的电路图；
22.图12描绘了根据说明性实施例示出从ac电源对电池充电的过程的流程图；
23.图13描绘了根据说明性实施例示出电池的地面三相ac充电的电路图；
24.图14描绘了根据说明性实施例示出电池的飞行器三相ac充电的电路图；
25.图15描绘了根据说明性实施例示出电池的地面单相ac充电的电路图；
26.图16描绘了根据说明性实施例示出电池的飞行器单相ac充电的电路图；
27.图17是根据说明性实施例的飞行器制造和服务方法的框图说明；以及
28.图18是可以在其中实施说明性实施例的飞行器的框图说明。
具体实施方式
29.说明性实施例认识到并考虑到一个或多个不同的问题。说明性实施例认识到并考虑到，通常直流(dc)充电系统和单相或三相交流(ac)充电系统需要单独的专用转换器和控制器。
30.说明性实施例提供了一种自适应电池充电系统，该系统能够使用以三相或单相的dc或ac以及低电压或高电压的地面电源或飞行器电源，从而提供十种不同可能的电池充电模式。说明性实施例利用机载电机驱动系统作为集成电池充电系统的一部分，而不需要单独的转换器。
31.多种充电操作模式使飞行器电池能够适应地面充电站的各种电压水平和飞行器电力系统条件，而无需使用额外的单独充电设备。
32.现在转到图1，其描绘了根据说明性实施例示出自适应电池充电系统的框图。自适应电池充电系统100包括电池系统102、双向转换器108和ac电机110。
33.电池系统102包括电池104和电池管理系统106。
34.ac电机110包括定子绕组112、中性点(neutral)114和转子/轴组件116。推进器120连接到转子/轴组件116并由调速器子系统118控制。
35.自适应电池充电系统100包括中间dc总线122和可控接触器124，这些可控接触器可在断开位置和闭合位置之间切换，以控制在自适应电池充电系统100的部件之间的电流的流动。
36.电池充电系统控制器132和电机控制器134根据来自载具系统控制器136的系统命令信号向其他部件提供控制信号。
37.自适应电池充电系统100包括地面连接端口126，这些端口包括dc连接端口128和ac连接端口130。
38.自适应电池充电系统100位于飞行器150中。飞行器150包括电源总线138，电源总线138包括dc电源总线140和ac电源总线142。
39.图2描绘了根据说明性实施例的自适应电池充电系统的电路图。自适应电池充电系统200可以是图1中的自适应电池充电系统100的示例性实施方式。
40.自适应电池充电系统200包括电池系统202，电池系统202包括电池204和电池管理系统(bms)206。电池系统202具有正极端子208和负极端子210，以向总线输送电力或接收电力以对电池204充电。
41.bms 206执行若干功能。一个功能是监控电池状态，包括充电状态、健康状态、温度、压力、电压和电流。bms 206还向自适应电池充电系统控制器234发送监控信息。bms 206还执行由自适应电池充电系统200命令的恒定电流(cc)和恒定电压(cv)电池充电控制。
42.自适应电池充电系统200还包括能够为逆变器模式、整流模式和增压整流模式的三相双向转换器212。在逆变器模式下，电力从dc电源流向三相ac电机或三相ac总线。在整流模式中，电力从单相或三相ac电源流向dc电源或dc总线。在增压整流模式中，电力以更高
的电压从ac电源流向dc电源或dc总线。在图示示例中，双向转换器212包括具有dc滤波电容器214的两级逆变器。然而，其他多级逆变器拓扑可以与说明性实施例一起使用，例如，三级或更高级逆变器。
43.自适应电池充电系统200还包括三相ac电机218。ac电机218包括连接到三相ac总线216的三相定子绕组220和连接到可控接触器c4之一以用于特定电池充电目的的中性点224。在该示例中，ac电机218是四线ac电机。ac电机218还包括具有输出机械功率的轴的转子/轴组件222。推进器228安装在转子/轴组件222的电机轴上以接收机械功率。调速器子系统226感测轴速度和推进器桨叶节距角，并根据来自电机控制器236的命令控制桨距角。
44.自适应电池充电系统200包括与电机控制器236处于同一位置的电池充电系统控制器234。电池充电系统控制器234从载具系统控制器238接收系统命令信号(载具操作模式信号)。电池充电系统控制器234还从bms 206接收电池状态信息(包括电压和电流)，以及从电机控制器236接收电机控制器模式(反相或整流)和开关状态。电池充电系统控制器234根据控制算法和系统命令信号向bms 206、电机控制器236和可控接触器c1-c7发送控制信号。电池充电系统控制器234还向载具系统控制器238发送系统状态信息。
45.在电池在集成或增压模式下充电的情况下(下文解释)，电机控制器236接收来自电池充电系统控制器234的命令信号以及来自bms 206的电池状态信息(包括电压和电流)。电机控制器236还接收dc总线侧电压和电流信号，并根据充电控制算法向双向转换器212提供用于集成电池充电模式或引导电池充电模式的开关控制。
46.在电机驱动模式的情况下，电机控制器236接收来自载具系统控制器238的系统命令信号以及逆变器ac侧电压和电流信号、dc侧电压和电流信号以及电机速度信号。电机控制器236提供双向转换器212的开关控制，以根据控制算法实现电机速度或扭矩控制。
47.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送电机驱动或充电控制系统命令信号，从而提供与系统命令的交接。
48.可控接触器c1-c7根据来自电池充电系统控制器234的命令信号来控制在自适应电池充电系统200的部件之间的电流。可控接触器c1-c7可以在允许电流流动的闭合位置和防止电流流动的断开位置之间切换。在说明性实施例中，可控接触器c1-c7可以默认是断开的，除非通过来自电池充电系统控制器234或电机控制器236的命令信号来闭合。
49.可控接触器c1将正极端子208和负极端子210连接到双向转换器212的逆变器dc输入的相应轨248、250。
50.可控接触器c2将双向转换器212的三相ac总线216连接到ac电机218的三相输入端。
51.可控接触器c3将正极端子208和负极端子210连接到中间dc总线252的相应正极线232和负极线230。
52.可控接触器c4将双向转换器212和ac电机218连接到中间dc总线252。具体地，可控接触器c4-1将双向转换器212的负dc轨250连接到中间总线252的负极线230。可控接触器c4-2将双向转换器212的正dc轨248连接到中间总线252的正极线232。可控接触器c4-3将ac电机218的中性点224连接到中间总线252的正极线232。
53.可控接触器c5将双向转换器212的三相ac总线216连接到地面ac连接端口244的相应三相端子。选定的两相连接(即a和b、b和c或c和a)被用于单相(相和非接地中性点)地面
ac充电模式(下文解释)。
54.可控接触器c6将中间dc总线252连接到飞行器dc电源总线242。
55.可控接触器c7将双向转换器212的三相ac总线216连接到三相飞行器ac电源总线246的相应端子。与可控接触器c6类似，选定的两相连接(即a和b、b和c或c和a)被用于单相飞行器ac充电模式。
56.图3描绘了根据说明性实施例示出从dc电源对隔离电池充电的过程的流程图。过程300可以在图1中的自适应电池充电系统100和图2中的自适应电池充电系统200中实施。
57.过程300开始于自适应电池充电系统接收系统命令信号(操作302)。响应于系统命令信号，载具系统控制器发送信号以激活电池充电系统控制器，使电机控制器不活动(操作304)。
58.电池充电系统控制器发送信号以闭合第一组可控接触器，以允许在电池系统和中间dc总线之间的电流，其中中间dc总线连接到dc电源(操作306)。dc电源可以是地面dc电源或飞行器dc电源总线。
59.电池充电系统控制器持续监测电池充电水平(操作308)。响应于飞行器电池达到充满电，电池充电系统控制器发送信号以断开闭合的可控接触器，以将电池系统与dc电源断开(操作310)。然后过程300结束。
60.图4描绘了根据说明性实施例示出电池的隔离地面dc充电的电路图。图4说明了将图3中的过程300应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
61.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234被激活，并且电机控制器236被停用。
62.可控接触器c3被闭合，将正极端子208和负极端子210连接到中间dc总线252的相应正极线232和负极线230。地面dc电源254被施加到连接到中间电源总线252的地面dc电源连接端口240。
63.可控连接器c1、c2和c4-c7保持断开，将双向转换器212、ac电机218和推进器228(电机驱动链)与充电过程隔离。
64.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
65.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c3，从而将电池系统202与地面dc电源254断开。由于意外的紧急情况，载具系统控制器238可以中断和超控充电过程。
66.隔离地面dc充电模式适用于地面电源具有与电池设计电压相等的电压的情况。
67.图5描绘了根据说明性实施例示出电池的隔离飞行器dc充电的电路图。图5说明了将图3中的过程300应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
68.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234被激活，并且电机控制器236被停用。
69.可控接触器c3闭合，将正极端子208和负极端子210连接到中间电源总线252的相应正极线232和负极线230。在该示例中，中间电源总线252是中间dc电源总线。可控接触器
c6也闭合，将飞行器dc电源总线242连接到中间dc总线252。
70.可控连接器c1、c2和c4、c5和c7保持断开，将双向转换器212、ac电机218和推进器228(电机驱动链)与充电过程隔离。
71.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
72.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c3和c6，从而将电池系统202与飞行器dc电源总线242断开连接。由于意外的紧急情况，载具系统控制器238可以中断和超控充电过程。
73.隔离飞行器dc充电模式适用于机载的另一个直流电源具有额外的能量，并且飞行器总线电压电平等于飞行器升空时的电池设计电压的情况。
74.图6描绘了根据说明性实施例示出从dc电源对集成电池充电的过程的流程图。过程600可以在图1中的自适应电池充电系统100和图2中的自适应电池充电系统200中实施。
75.过程600开始于自适应电池充电系统接收系统命令信号(操作602)。响应于系统命令信号，载具系统控制器发送信号以激活电池充电系统控制器和电机控制器(操作604)。
76.电池充电系统控制器发送信号以闭合第一组可控接触器，以允许在电池系统和双向转换器之间的电流(操作606)。
77.电池充电系统控制器还发送信号以闭合第二组可控接触器，以允许在双向转换器和中间dc总线之间的电流，其中中间dc总线连接到dc电源(操作608)。dc电源可以是地面dc电源或飞行器dc电源总线。
78.电池充电系统控制器持续监测电池充电水平(操作610)。响应于飞行器电池达到充满电，电池充电系统控制器发送信号以断开闭合的可控接触器，以将电池系统与dc电源断开(操作612)。然后，过程600结束。
79.图7描绘了根据说明性实施例示出电池的集成地面dc充电的电路图。图7说明了将图6中的过程600应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
80.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234和电机控制器236被激活(集成)。
81.可控接触器c1、c4-1和c4-2被闭合。可控接触器c1将正极端子208和负极端子210连接到dc输入侧上的双向转换器212的相应轨248、250。可控接触器c4-1和c4-2将双向转换器212的正极轨248和负极轨250连接到中间dc总线252的相应正极线232和负极线230。地面dc电源254被施加到连接到中间电源总线252的地面dc电源连接端口240。
82.可控连接器c2、c3、c4-3和c5-c7保持断开，将ac电机218和推进器228与充电过程隔离。
83.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。电力从地面dc电源254经由中间dc总线252流向双向转换器212(以逆变器模式工作)，然后以集成方式流向电池204。bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
84.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c1、c4-1和c4-2，从而将电池系统202与地面dc电源254断开。由于意外的紧急情况，载具系统控制器238可以中断和超控充电过程。
85.集成地面dc充电模式适用于地面电源具有与电池设计电压相等的电压的情况。在此模式中，双向转换器212可用于在意外紧急情况下中断充电过程以保护电池。
86.图8描绘了根据说明性实施例示出电池的集成飞行器dc充电的电路图。图8说明了将图6中的过程600应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
87.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234和电机控制器236被激活(集成)。
88.可控接触器c1、c4-1、c4-2和c6被闭合。可控接触器c1将正极端子208和负极端子210连接到dc输入侧的双向转换器212的相应轨248、250。可控接触器c4-1和c4-2将双向转换器212的正极轨248和负极轨250连接到中间dc总线252的相应正极线232和负极线230。可控接触器c6将飞行器dc电源总线242连接到中间dc总线252。
89.可控连接器c2、c3、c4-3、c5和c7保持断开，将ac电机218和推进器228与充电过程隔离。
90.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。电力从飞行器dc电源总线242经由中间dc总线252流向双向转换器212(以逆变器模式工作)，然后以集成方式流向电池204。bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
91.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c1、c4-1、c4-2和c6，从而将电池系统202与飞行器dc电源总线242断开。由于意外的紧急情况，载具系统控制器238可以中断和超控充电过程。
92.集成飞行器dc充电模式适用于机载的另一个dc电源具有额外的能量，并且飞行器总线电压电平等于在飞行器升空时的电池设计电压的情况。在此模式中，双向转换器212可用于在意外紧急情况下中断充电过程以保护电池。
93.图9描绘了根据说明性实施例示出用于从dc电源对增压电池充电的过程的流程图。过程900可以在图1中的自适应电池充电系统100和图2中的自适应电池充电系统200中实施。
94.过程900开始于自适应电池充电系统接收系统命令信号(操作902)。响应于系统命令信号，载具系统控制器发送信号以激活电池充电系统控制器和电机控制器(操作904)。
95.电池充电系统控制器发送信号以闭合第一组可控接触器，以允许在电池系统和双向转换器之间的电流(操作906)。
96.电池充电系统控制器还发送信号以闭合第二组可控接触器，以允许在双向转换器和ac电机之间的电流(操作908)。
97.电池充电系统控制器还发送信号以闭合第三组可控接触器，以允许在中间dc总线与双向转换器和ac电机二者之间的电流(操作910)。中间dc总线连接到dc电源，该dc电源可以是地面dc电源或飞行器dc电源总线。
98.电池充电系统控制器持续监测电池充电水平(操作912)。响应于飞行器电池达到
充满电，电池充电系统控制器发送信号以断开闭合的可控接触器以将电池系统与dc电源断开(操作914)。然后，过程900结束。
99.图10描绘了根据说明性实施例示出电池的地面dc增压充电的电路图。图10说明了将图9中的过程900应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
100.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234和电机控制器236被激活。
101.可控接触器c1、c2、c4-1和c4-3被闭合。可控接触器c1将正极端子208和负极端子210连接到dc输入侧上的双向转换器212的相应轨248、250。可控接触器c2将三相ac总线216连接到ac电机218的三相输入端。可控接触器c4-1将双向转换器212的负极轨250连接到中间dc总线252的相应负极线230。可控接触器c4-3将ac电机中性点224连接到中间dc总线252的正极线232。地面dc电源254被施加到连接到中间电源总线252的地面dc源连接端口240。
102.可控连接器c3、c4-2和c5-c7保持断开。
103.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。电力从地面dc电源254经由中间dc总线252流到ac电机218的中性点224，并均等地分成三相绕组dc电流。定子绕组220和三相双向转换器212(以逆变器模式工作)以集成方式形成充电系统的一部分。定子绕组220的电感连接到双向转换器212的相应三相ac总线216，形成单相增压转换器。通过控制双向转换器212的开关，转换器的dc侧上的电压高于地面dc电源254的dc电压，从而实现增压充电效果。
104.bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
105.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c1、c2、c4-1和c4-3，从而将电池系统202与地面dc电源254断开。由于意外的紧急情况，载具系统控制器238可以中断和超控充电过程。
106.地面dc增压充电模式适用于地面电源具有低于电池设计电压的电压的情况。在此模式中，双向转换器212可用于在意外紧急情况下中断充电过程以保护电池。
107.图11描绘了根据说明性实施例示出电池的飞行器dc增压充电的电路图。图11说明了将图9中的过程900应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
108.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234和电机控制器236被激活。
109.可控接触器c1、c2、c4-1、c4-3和c6被闭合。可控接触器c1将正极端子208和负极端子210连接到dc输入侧上的双向转换器212的相应轨248、250。可控接触器c2将三相ac总线216连接到ac电机218的三相输入端。可控接触器c4-1将双向转换器212的负极轨250连接到中间dc总线252的相应负极线230。可控接触器c4-3将ac电机中性点224连接到中间dc总线252的正极线232。可控接触器c6将飞行器dc电源总线242连接到中间dc总线252。
110.可控连接器c3、c4-2、c5和c7保持断开。
111.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。电力从飞行器dc电源总线242经由中间dc总线252流到ac电机218的中性点224，并且均等地分成三相绕组dc电流。定子绕组220和三相双向转换器212(以逆变器模式工作)以集成方式形成充电系统的一部分。定子绕组220的电感连接到
双向转换器212的相应三相ac总线216，形成单相增压转换器。通过控制双向转换器212的开关，转换器的dc侧上的电压高于地面dc电源254的dc电压，从而实现增压充电效果。
112.bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
113.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c1、c2、c4-1、c4-3和c6，从而将电池系统202与飞行器dc电源总线242断开。由于意外的紧急情况，载具系统控制器238可以中断和超控充电过程。
114.飞行器dc增压充电模式适用于机载的另一个dc电源具有额外的能量，并且飞行器总线电压电平低于在飞行器升空时的电池设计电压的情况。在此模式中，双向转换器212可用于在意外紧急情况下中断充电过程以保护电池。
115.图12描绘了根据说明性实施例示出从ac电源对电池充电的过程的流程图。过程1200可以在图1中的自适应电池充电系统100和图2中的自适应电池充电系统200中实施。
116.过程1200开始于自适应电池充电系统接收系统命令信号(操作1202)。响应于系统命令信号，载具系统控制器发送信号以激活电池充电系统控制器和电机控制器(操作1204)。
117.电池充电系统控制器发送信号以闭合第一组可控接触器，以允许在电池系统和双向转换器之间的电流(操作1206)。
118.电池充电系统控制器还发送信号以闭合第二组可控接触器，以允许在双向转换器和ac电源之间的电流(操作1208)。中间ac电源可以是地面ac电源或飞行器ac电源总线。
119.电池充电系统控制器持续监测电池充电水平(操作1210)。响应于飞行器电池达到充满电，电池充电系统控制器发送信号以断开闭合的可控接触器以将电池系统与ac电源断开(操作1212)。然后，过程1200结束。
120.图13描绘了根据说明性实施例示出电池的地面三相ac充电的电路图。图13说明了将图12中的过程1200应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
121.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234和电机控制器236被激活。
122.可控接触器c1和c5被闭合。可控接触器c1将正极端子208和负极端子210连接到dc输入侧上的双向转换器212的相应轨248、250。可控接触器c5将双向转换器212的三相ac总线216连接到地面ac连接端口244的三相输入端，地面ac连接端口244连接到三相ac电源256。
123.可控连接器c2、c3、c4、c6和c7保持断开，将ac电机218和推进器228与充电过程隔离。
124.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。双向转换器212由电池充电系统控制器234和电机控制器236控制，以在电力从ac流向dc时通过应用控制算法来进行整流模式。bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
125.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c1和c5，从而将电池系统202与地面三相ac电源256断开。由于意外的紧急情况，载具系统控制
器238可以中断和超控充电过程。
126.地面三相ac充电模式适用于地面设施仅具有三相ac电源的情况。在此模式中，双向转换器212可用于在意外紧急情况下中断充电过程以保护电池。
127.图14描绘了根据说明性实施例示出电池的飞行器三相ac充电的电路图。图14说明了将图12中的过程1200应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
128.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234和电机控制器236被激活。
129.可控接触器c1和c7被闭合。可控接触器c1将正极端子208和负极端子210连接到dc输入侧上的双向转换器212的相应轨248、250。可控接触器c7将双向转换器212的三相ac总线216连接到飞行器三相ac电源总线246的三相输入端。
130.可控连接器c2-c6保持断开，将ac电机218和推进器228与充电过程隔离。
131.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。双向转换器212由电池充电系统控制器234和电机控制器236控制，以在电力从ac流向dc时通过应用控制算法来进行整流模式。bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
132.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c1和c7，从而将电池系统202与飞行器三相ac电源总线246断开连接。由于意外的紧急情况，载具系统控制器238可以中断和超控充电过程。
133.在此模式中，双向转换器212可用于在意外紧急情况下中断充电过程以保护电池。
134.图15描绘了根据说明性实施例示出电池的地面单相ac充电的电路图。图15说明了将图12中的过程1200应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
135.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234和电机控制器236被激活。
136.可控接触器c1、c5-a和c5-b被闭合。可替代地，可控接触器c5-b/c5-c或c5-c/c5-a的组合也可以被闭合。可控接触器c1将正极端子208和负极端子210连接到dc输入侧上的双向转换器212的相应轨248、250。可控接触器c5-a和c5-b通过地面ac连接端口244将三相ac总线216的相a输出端和相b输出端连接到地面单相ac电源258的相和非接地中性输入端。
137.可控连接器c2、c3、c4、c5-c、c6和c7保持断开，将ac电机218和推进器228与充电过程隔离。
138.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。双向转换器212由电池充电系统控制器234和电机控制器236控制，以在电力从ac流向dc时通过应用控制算法来进行整流模式。bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
139.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c1、c5-a和c5-b，从而将电池系统202与地面单相ac电源总线258断开。由于意外的紧急情况，载具系统控制器238可以中断和超控充电过程。
140.地面单相ac充电模式适用于地面设施仅具有单相ac电源的情况。在此模式中，双
向转换器212可用于在意外紧急情况下中断充电过程以保护电池。
141.图16描绘了根据说明性实施例示出电池的飞行器单相ac充电的电路图。图16说明了将图12中的过程1200应用于图2中的自适应电池充电系统200的示例。
142.载具系统控制器238向电池充电系统控制器234和电机控制器236发送命令信号。电池充电系统控制器234和电动机控制器236被激活。
143.可控接触器c1、c7-a和c7-b被闭合。可替代地，可控接触器c7-b/c7-c或c7-c/c7-a的组合也可以被闭合。可控接触器c1将正极端子208和负极端子210连接到dc输入侧上的双向转换器212的相应轨248、250。可控接触器c7-a和c7-b将三相ac总线216的相a输出端和相b输出端连接到飞行器单相ac电源总线260的相和非接地中性输入端。
144.可控连接器c2-c6和c7-c保持断开，将ac电机218和推进器228与充电过程隔离。
145.电池204由电池充电系统控制器234和bms 206控制，以根据具体电池执行恒定电流然后恒定电压充电算法或其他算法。双向转换器212由电池充电系统控制器234和电机控制器236控制，以在电力从ac流向dc时应用控制算法来进行整流模式。bms 206监测电池状态，并将电池电压和电流信号发送到电池充电系统控制器234，该控制器234进而控制bms 206以实现安全、快速和优化的充电。
146.当电池204充满电时，电池充电系统控制器234发送控制信号以断开可控接触器c1、c7-a和c7-b，从而将电池系统202与飞行器单相ac电源总线260断开。由于意外的紧急情况，载具系统控制器238可以中断和超控充电过程。
147.飞行器单相ac充电模式适用于飞行器具有额外电力过剩的单相ac电源总线的情况。当发电机具有导致相位不平衡的单相负载时，可能会出现这种情况。使用额外的电量为电池充电可以产生更好的相位平衡条件，以延长发电机寿命，同时有效地使用能量为电池充电。在此模式中，双向转换器212可用于在意外紧急情况下中断充电过程以保护电池。
148.本公开的说明性实施例可以在如图17所示的飞行器制造和服务方法1700和如图18所示的飞行器1800的上下文中描述。首先转到图17，其根据说明性实施例描绘了飞行器制造和服务方法的图示。在预生产期间，飞行器制造和服务方法1700可包括图18中的飞行器1800的规范和设计1702以及材料采购1704。
149.在生产过程中，进行图18中的飞行器1800的部件和子组件制造1706以及系统集成1708。此后，图18中的飞行器1800可以通过认证和交付1710，以便投入使用1712。当被客户投入使用1712时，图18中的飞行器1800定期进行日常维护和服务1714，这可能包括修改、重新配置、翻新和其他维护或服务。
150.飞行器制造和服务方法1700的每个过程可以由系统集成商、第三方、运营商或其某种组合来执行或实行。在这些示例中，运营商可能是客户。出于本说明的目的，系统集成商可包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主要系统分包商；第三方可包括但不限于任何数量的供应商、分包商和供应商；运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。
151.现在参考图18，其描绘了可以实施说明性实施例的飞行器的图示。在该示例中，飞行器1800由图17中的飞行器制造和服务方法1700生产，并且可以包括具有多个系统1804和内部1806的机身1802。系统1804的示例包括推进系统1808、电气系统1810、液压系统1812和环境系统1814中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。在前述示例中描述的自适
应电池充电系统100/200可以位于电气系统810中。尽管示出了航空航天示例，但不同的说明性实施例可以应用于其他行业，例如汽车行业。
152.在图17中的飞行器制造和服务方法1700的至少一个阶段期间，可以采用本文所体现的装置和方法。
153.在一个说明性示例中，图17中的部件和子组件制造1706中生产的部件或子组件可以以类似于图17中飞行器1800投入使用1712时生产的部件或子组件的方式制备或制造。作为又一示例，可以在生产阶段利用一个或多个装置实施例、方法实施例或其组合，例如图17中的部件和子组件制造1706和系统集成1708。自适应电池充电系统可以在部件和子组件制造1706期间制造，并在系统集成1708期间集成到飞行器1800中。一个或多个装置实施例、方法实施例或其组合可以在飞行器1800投入使用1712期间、图17中的维护和服务1714期间或两者期间被利用。如在不同说明性示例中所描述的飞行器自适应电池充电系统可以在投入使用1712或维护和服务1714中的至少一个中进行操作。此外，作为修改、重新配置、翻新和其他维护或服务的一部分，可以在维护和服务1714期间将飞行器自适应电池充电系统添加到飞行器1800。使用多个不同的说明性实施例可以显著加快飞行器1800的组装，降低飞行器1800的成本，或者既加快飞行器1800的组装又降低飞行器1800的成本。
154.如本文所用，第一部件“连接到”第二部件意指第一部件可以直接或间接地连接到第二部件。换句话说，在第一部件和第二部件之间可以存在附加部件。当两个部件之间存在一个或多个附加部件时，第一部件被认为间接连接到第二部件。当第一部件直接连接到第二部件时，在两个部件之间不存在额外的部件。
155.如本文所用，短语“若干个”意指一个或多个。当与项目列表一起使用时，短语“至少一个”意指可以使用一个或多个所列项目的不同组合，并且可能只需要列表中的每个项目中的一个。换句话说，“至少一个”意指列表中可以使用的项目和多个项目的任何组合，但并非列表中的所有项目都是必需的。项目可以是特定对象、事物或类别。
156.例如但非限制地，“项目a、项目b或项目c中的至少一个”可以包括项目a、项目a和项目b，或者项目c。该示例还可以包括项目a，项目b，以及项目c，或者项目b和项目c。当然，可以存在这些项目的任何组合。在一些说明性示例中，“至少一个”可以是(例如但不限于)：两个项目a；一个项目b；以及10个项目c；四个项目b和七个项目c；或其他合适的组合。
157.不同描绘的实施例中的流程图和框图示出了说明性实施例中的装置和方法的一些可能实施方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个块可以表示模块、区段、函数或操作或步骤的一部分中的至少一个。例如，一个或多个块可以被实施为程序代码。
158.在说明性实施例的一些替代实施方式中，在块中标注的一个或多个功能可以按照图中标注的顺序出现。例如，在一些情况下，依据所涉及的功能，可以基本上同时执行连续显示的两个块，或者有时可以以相反的顺序执行这些块。此外，除了流程图或框图中所示的块之外，还可以添加其他块。
159.此外，本公开包括根据以下条款所述的实施例：
160.条款1.一种飞行器自适应电池充电系统(200)，其包括：
161.电池系统(202)；
162.双向转换器(212)，其中该双向转换器能够为逆变器模式和整流器模式；
163.交流(ac)电机(218)；
164.若干可控接触器(c1-c7)，其控制在电池系统、双向转换器、ac电机和电源之间的电流，其中可控接触器能够在允许电流流动的闭合位置和防止电流流动的断开位置之间切换；
165.电机控制器(236)；
166.电池充电系统控制器(234)，其被配置为响应于系统命令信号向电池系统、电机控制器和可控接触器发送控制信号；以及
167.载具系统控制器(238)，其向电机控制器和电池充电系统控制器发送系统命令信号。
168.条款2.根据条款1所述的飞行器自适应电池充电系统，其中可控接触器包括：
169.第一组可控接触器(c1)，其连接电池系统和双向转换器；
170.第二组可控接触器(c2)，其将ac电机连接到双向转换器；
171.第三组可控接触器(c3)，其将电池系统连接到中间直流(dc)总线(252)；
172.第四组可控接触器(c4)，其将双向转换器和ac电机连接到中间dc总线；
173.第五组可控接触器(c5)，其将双向逆变器的输出端子连接到地面ac连接端口(244)；
174.第六组可控接触器(c6)，其将中间dc总线连接到飞行器dc总线(242)；
175.第七组可控接触器(c7)，其将双向转换器的输出端子连接到飞行器ac总线(246)。
176.条款3.根据条款1所述的飞行器自适应电池充电系统，其进一步包括：
177.推进器(228)，其安装在从ac电机延伸的轴(222)上；以及
178.调速器子系统(226)，其感测轴速度和推进器桨叶节距角并且响应于来自电机控制器的命令来控制推进器桨叶节距角。
179.条款4.根据条款1所述的飞行器自适应电池充电系统，其中ac电机是三相四线ac电机，其包括：
180.一组三相定子绕组(220)，其连接到三相ac总线(216)；
181.零线(224)，其经由可控接触器(c4-3)连接到中间dc总线(252)；以及
182.转子/轴组件(222)。
183.条款5.根据条款1所述的飞行器自适应电池充电系统，其中电池系统包括：
184.电池(204)；以及
185.电池管理系统(206)，其包括正极端子(208)和负极端子(210)，以从电池向总线输送电力或从总线接收电力以对电池充电。
186.条款6.根据条款1所述的飞行器自适应电池充电系统，其中双向转换器是三相双向转换器，该三相双向转换器包括具有dc滤波器(214)的多级逆变器。
187.条款7.根据条款1所述的飞行器自适应电池充电系统，其中电源包括：
188.飞行器电源总线(242或246)；或
189.地面电源(254、256或258)。
190.条款8.一种用于对飞行器电池充电的方法(300)，该方法包括：
191.由自适应电池充电系统(200)接收(302)系统命令信号，其中该自适应电池充电系统包括：
192.电池系统(202)，其包括飞行器电池(204)；
193.电池充电系统控制器(234)；以及
194.载具系统控制器(238)，其向电池充电系统控制器发送系统命令信号；
195.响应于系统命令信号：
196.由载具系统控制器发送信号以激活(304)电池充电系统控制器；
197.由电池充电系统控制器发送信号以闭合(306)第一组可控接触器(c3)，以允许在电池系统和中间直流(dc)总线(252)之间的电流，其中中间直流总线连接到dc电源；以及
198.响应于飞行器电池达到充满电，由电池充电系统控制器发送信号以断开(310)闭合的可控接触器。
199.条款9.根据条款8所述的方法，其中dc电源是地面dc电源(254)。
200.条款10.根据条款8所述的方法，其中dc电源是飞行器dc电源总线(242)，并且其中电池充电系统控制器发送信号以闭合第二组可控接触器(c6)，以允许在飞行器dc电源总线和中间dc总线之间的电流。
201.条款11.一种用于对飞行器电池充电的方法(600)，该方法包括：
202.由自适应电池充电系统(200)接收(602)系统命令信号，其中该自适应电池充电设备包括：
203.电池系统(202)，其包括飞行器电池(204)；
204.双向转换器(212)；
205.电机控制器(236)；
206.电池充电系统控制器(234)；以及
207.载具系统控制器(238)，其向电机控制器和电池充电系统控制器发送系统命令信号；
208.响应于系统命令信号：
209.由载具系统控制器发送信号以激活(604)电池充电系统控制器和电
210.机控制器；
211.由电池充电系统控制器发送信号以闭合(606)第一组可控接触器(c1)以允许在电池系统和双向转换器之间的电流；
212.由电池充电系统控制器发送信号以闭合(608)第二组可控接触器(c4-1和c4-2)，以允许在双向转换器和中间直流(dc)总线(252)
213.之间的电流，其中中间dc总线连接到dc电源；以及
214.响应于飞行器电池达到充满电，由电池充电系统控制器发送信号以断开(612)闭合的可控接触器。
215.条款12.根据条款11所述的方法，其中dc电源是地面dc电源(254)。
216.条款13.根据条款11所述的方法，其中dc电源是飞行器dc电源总线(242)，并且其中电池充电系统控制器发送信号以闭合第三组可控接触器(c6)，以允许在飞行器dc电源总线和中间dc总线之间的电流。
217.条款14.根据条款11所述的方法，其中响应于检测到指定的紧急情况，双向转换器中断电池充电。
218.条款15.一种用于对飞行器电池充电的方法(900)，所述方法包括：
219.由自适应电池充电系统(200)接收(902)系统命令信号，其中该自适应电池充电设备包括：
220.电池系统(202)，其包括飞行器电池(204)；
221.双向转换器(212)；
222.交流(ac)电机(218)；
223.电机控制器(236)；
224.电池充电系统控制器(234)；以及
225.载具系统控制器(238)，其向电机控制器和电池充电系统控制器发送系统命令信号；
226.响应于系统命令信号：
227.由载具系统控制器发送信号以激活(904)电池充电系统控制器和电
228.机控制器；
229.由电池充电系统控制器发送信号以闭合(906)第一组可控接触器(c1)以允许在电池系统和双向转换器之间的电流；
230.由电池充电系统控制器发送信号以闭合(908)第二组可控接触器(c2)，以允许在双向转换器和ac电机之间的电流；
231.由电池充电系统控制器发送信号以闭合(910)第三组可控接触器(c4-1和c4-3)，以允许在中间直流(dc)总线(252)与双向转换器和交流电机两者之间的电流，其中中间直流总线连接到dc电源；以及响应于飞行器电池达到充满电，由电池充电系统控制器发送信号以断开(914)闭合的可控接触器。
232.条款16.根据条款15所述的方法，其中dc电源是地面dc电源(254)。
233.条款17.根据条款15所述的方法，其中dc电源是飞行器dc电源总线(242)，并且其中电池充电系统控制器发送信号以闭合第四组可控接触器(c6)，以允许在飞行器dc电源总线和中间dc总线之间的电流。
234.条款18.根据条款15所述的方法，其中响应于检测到指定的紧急情况，双向转换器中断电池充电。
235.条款19.一种用于对飞行器电池充电的方法(1200)，该方法包括：
236.由自适应电池充电系统(200)接收(1202)系统命令信号，其中该自适应电池充电系统包括：
237.电池系统(202)，其包括飞行器电池(204)；
238.双向转换器(212)；
239.电机控制器(236)；
240.电池充电系统控制器(234)；以及
241.载具系统控制器(238)，其向电机控制器和电池充电系统控制器发送系统命令信号；
242.响应于系统命令信号：
243.由载具系统控制器发送信号以激活(1204)电池充电系统控制器和电机控制器；
244.由电池充电系统控制器发送信号以闭合(1206)第一组可控接触器(c1)以允许在电池系统和双向转换器之间的电流；
245.由电池充电系统控制器发送信号以闭合(1208)第二组可控接触器(c5或c7)，以允许在双向转换器和交流(ac)电源之间的电流；以及响应于飞行器电池达到充满电，由电池充电系统控制器发送信号以断开(1212)闭合的可控接触器。
246.条款20.根据条款19所述的方法，其中ac电源是地面ac电源。
247.条款21.根据条款20所述的方法，其中地面ac电源是地面三相ac电源(256)，其中第二组可控接触器(c5-a、c5-b、c5-c)将双向转换器的三相输出端连接到地面三相ac电源的三相输入端。
248.条款22.根据条款20所述的方法，其中地面ac电源是地面单相ac电源(258)，其中第二组可控接触器(c5-a、c5-b)将双向转换器的相a输出端和相b输出端连接到地面单相ac电源的相输入端和非接地中性输入端。
249.条款23.根据条款19所述的方法，其中ac电源是飞行器ac电源总线。
250.条款24.根据条款23所述的方法，其中飞行器ac电源总线是飞行器三相ac电源总线(246)，其中第二组可控接触器(c7-a、c7-b、c7-c)将双向转换器的三相输出端连接到飞行器三相ac电源总线的三相输入端。
251.条款25.根据条款23所述的方法，其中飞行器ac电源总线是飞行器单相ac电源总线(260)，其中第二组可控接触器(c7-a、c7-b)将双向转换器的相a输出端和相b输出端连接到飞行器单相ac电源总线的相输入端和非接地中性输入端。
252.条款26.根据条款19所述的方法，其中响应于检测到指定的紧急情况，双向转换器中断电池充电。
253.不同说明性实施例的描述是出于图示和描述的目的而呈现的，并不旨在穷尽或限制于所公开形式的实施例。许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。此外，与其他说明性实施例相比，不同的说明性实施方式可以提供不同的特征。为了最佳地解释实施例的原理、实际应用，并使本领域普通技术人员能够理解用于具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施例的公开，选择和描述了选定的一个或多个实施例。

技术特征：
1.一种飞行器自适应电池充电系统(200)，其包括：电池系统(202)；双向转换器(212)，其中所述双向转换器能够为逆变器模式和整流器模式；交流电机即ac电机(218)；若干可控接触器(c1-c7)，其控制在所述电池系统、所述双向转换器、所述ac电机和电源之间的电流，其中所述可控接触器能够在允许电流流动的闭合位置和防止电流流动的断开位置之间切换；电机控制器(236)；电池充电系统控制器(234)，其被配置为响应于系统命令信号向所述电池系统、所述电机控制器和所述可控接触器发送控制信号；以及载具系统控制器(238)，其向所述电机控制器和所述电池充电系统控制器发送系统命令信号。2.根据权利要求1所述的飞行器自适应电池充电系统，其中所述可控接触器包括：第一组可控接触器(c1)，其连接所述电池系统和所述双向转换器；第二组可控接触器(c2)，其将所述ac电机连接到所述双向转换器；第三组可控接触器(c3)，其将所述电池系统连接到中间直流总线即中间dc总线(252)；第四组可控接触器(c4)，其将所述双向转换器和所述ac电机连接到所述中间dc总线；第五组可控接触器(c5)，其将所述双向逆变器的输出端子连接到地面ac连接端口(244)；第六组可控接触器(c6)，其将所述中间dc总线连接到飞行器dc总线(242)；第七组可控接触器(c7)，其将所述双向转换器的所述输出端子连接到飞行器ac总线(246)。3.根据权利要求1所述的飞行器自适应电池充电系统，进一步包括：推进器(228)，其安装在从所述ac电机延伸的轴(222)上；以及调速器子系统(226)，其感测轴速度和推进器桨叶节距角并且响应于来自所述电机控制器的命令控制推进器桨叶节距角。4.根据权利要求1所述的飞行器自适应电池充电系统，其中所述ac电机是三相四线ac电机，所述ac电机包括：连接到三相ac总线(216)的一组三相定子绕组(220)；零线(224)，其经由可控接触器(c4-3)连接到中间dc总线(252)；以及转子/轴组件(222)。5.根据权利要求1所述的飞行器自适应电池充电系统，其中所述电池系统包括：电池(204)；以及电池管理系统(206)，其包括正极端子(208)和负极端子(210)以从所述电池向总线输送电力或从所述总线接收电力以对所述电池充电。6.根据权利要求1所述的飞行器自适应电池充电系统，其中所述双向转换器是三相双向转换器，所述三相双向转换器包括具有dc滤波器(214)的多级逆变器。7.根据权利要求1-6中任一项所述的飞行器自适应电池充电系统，其中所述电源包括：飞行器电源总线(242或246)；或
地面电源(254、256或258)。8.一种用于对飞行器电池充电的方法(1200)，所述方法包括：由自适应电池充电系统(200)接收(1202)系统命令信号，其中所述自适应电池充电系统包括：电池系统(202)，其包括所述飞行器电池(204)；双向转换器(212)；电机控制器(236)；电池充电系统控制器(234)；以及载具系统控制器(238)，其向所述电机控制器和所述电池充电系统控制器发送所述系统命令信号；响应于所述系统命令信号：由所述载具系统控制器发送信号以激活(1204)所述电池充电系统控制器和所述电机控制器；由所述电池充电系统控制器发送信号以闭合(1206)第一组可控接触器(c1)以允许在所述电池系统和所述双向转换器之间的电流；由所述电池充电系统控制器发送信号以闭合(1208)第二组可控接触器(c5或c7)，以允许在所述双向转换器和交流电源即ac电源之间的电流；以及响应于所述飞行器电池达到充满电，由所述电池充电系统控制器发送信号以断开(1212)闭合的可控接触器。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述ac电源是地面ac电源。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述地面ac电源是地面三相ac电源(256)，其中所述第二组可控接触器(c5-a、c5-b、c5-c)将所述双向转换器的三相输出端连接到所述地面三相ac电源的三相输入端。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述地面ac电源是地面单相ac电源(258)，其中所述第二组可控接触器(c5-a、c5-b)将所述双向转换器的相a输出端和相b输出端连接到所述地面单相ac电源的相输入端和非接地中性输入端。12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其中所述ac电源是飞行器ac电源总线。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述飞行器ac电源总线是飞行器三相ac电源总线(246)，其中所述第二组可控接触器(c7-a、c7-b、c7-c)将所述双向转换器的三相输出端连接到所述飞行器三相ac电源总线的三相输入端。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述飞行器ac电源总线是飞行器单相ac电源总线(260)，其中所述第二组可控接触器(c7-a、c7-b)将所述双向转换器的相a输出端和相b输出端连接到所述飞行器单相ac电源总线的相输入端和非接地中性输入端。15.根据权利要求8所述的方法，其中响应于检测到指定的紧急情况，所述双向转换器中断电池充电。

技术总结
本申请涉及自适应电池充电系统和方法。提供了一种飞行器自适应电池充电系统。该自适应电池充电系统包括：电池系统；双向转换器，其中双向转换器能够为逆变器模式和整流器模式；交流(AC)电机；若干可控接触器，其控制在电池系统、双向转换器、AC电机和电源之间的电流，其中可控接触器可以在允许电流流动的闭合位置和防止电流流动的断开位置之间切换；电机控制器；电池充电系统控制器，其被配置为响应于系统命令信号向电池系统、电机控制器和可控接触器发送控制信号；以及载具系统控制器，其向电机控制器和电池充电系统控制器发送系统命令信号。信号。信号。


技术研发人员：F
受保护的技术使用者：波音公司
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/8/21