航空电气系统储能技术控制策略综述

航空电气系统储能技术控制策略综述

季美君, 杨君

西华大学  四川省成都市  610039

摘要：航空电气控制系统确保了飞机驱动力、电传操纵、设备调整等一系列机械设备的安全稳定运行。作为航空机载设备的辅助备用电源，它在储能系统充电技术的科学研究中发挥着至关重要的作用。随着电池的发明和广泛应用，在销售市场上出现了针对不同场景的各种功能可充电电池，并在保证电池寿命的情况下继续明确提出高速高效的电池充电控制方法，系统软件在受到影响时具有高可靠性和快速响应时间。当飞机发电机组正常运行时，每台机器和设备由主电源供电；当主电源无法向系统供电时，电池可以在高压下放电并立即启动发电机。在主电源恢复之前，保持飞机主负载电源系统的正常通信，以确保飞行员的安全；当飞机起飞和转移大负载时，在自动放电控制系统的帮助下，直流母线电压可以保持稳定。考虑到航空的整体独立性和独特性，与地面系统相比，它有更多的困难和挑战。储能系统的体积、成本、耐久性和使用寿命更限于使用核心技术和更成熟的产品。

关键词：航空电气系统；储能技术；控制策略

1储能系统拓扑结构

双DC-DC功率变换器可以实现中间输出功率的变化，具有功率开关器件数量相对较少、占地面积小、传输比能低、传输动能高的优良标准。无保护转换器的功率开关装置的电流和电压接地应力也大，尺寸小且重量轻，功率电路消耗小，效率高，但电压变换范围小，功率低，电隔离差。选择了航空储能系统的网络拓扑，充电模式从右向左，放电模式从左向右。低压侧通过双全桥有机化学发光二极管串联谐振变换器变换为高压航空直流机器设备供电系统。高压侧由转换器控制的开关装置从电池组的第四分之一充电到第八分之一。操作问题0在短期内完成高压反向放电，并提高电池充电的可接受电流。

2航空电气系统储能技术控制

2.1电站设备及试验

在电厂重要设备的采购、试验和检验中实施的关键规范包括国家行业标准GB/T36276《储能锂电池规范》、国家标准T34131《储能电池管理系统》、，国家标准T34120《电化学储能系统软件储能转换器技术标准》和领域标准/T4290《电化学蓄能电站视频监控系统技术标准》。“电能存储锂电池”规定了储能锂电池安全性的技术标准和测试方法。关键是提供在适用于储能发电厂的最大功率框架下建立的用于储能的可充电电池的各种性能参数，包括安全性，并明确规定充电电池在各种误用测试下不会点燃或爆炸。根据不同类型电池管理系统的特点，《电能存储电池管理系统》对电池管理系统进行了分类，并提供了相关的技术标准、测试方法、测试标准等方面。《电化学储能系统软件储能转换器技术标准》规定了电化学储能的综合产品类别、技术标准、检测标准等方面。《电化学储能电站视频监控系统技术标准》规定了电化学储能发电厂监控系统的结构、功能、关键性能参数、防雷接地线和电子电源的要求。该技术标准在指导标准设备的采购和测试、确保电站的施工和工程验收以及确保电化学储能电站在其整个生命周期内运行的安全和稳定方面发挥着重要作用。目前，我国电储能的规模和应用领域也发生了显著变化。电化学储能电站的业务拓展、储能系统软件能量和额定电压的提升、储能软件应用领域的多样化，对储能机械设备的技术水平和安全性提出了更高的要求。根据不同类型储能系统软件的独特性、技术先进性和工程应用现状，正在进行电力储能规范的完善、编制和修订，以进一步完善和填充储能机械的安全技术标准。

2.2蓄电池SOC估算

通过估计电池的企业社会责任，可以知道当前阶段电池的实际应用体积，以防止电池在使用过程中造成功率损失；同时，它还可以知道充满时电池容量的趋势分析，从而减少电池的过度充电，提高充电和放电过程中电池电流强度和化学变化的稳定性，提高系统的安全性。根据电池SOC的估计，可以测量电池的总体积，然后可以有效地设置直升机的运行公里数。电池的存储电能可以被适当地应用，并且在直升机操作期间可以基本保持稳定性。此外，电池SOC还可以对电池的充放电容量实施平衡管理方法，从而使复合单电池的中间特性更加平衡。电池社会发展车辆保险公司的估算方法直接关系到电池社会发展汽车保险公司估算的准确性。目前，有许多主流的估计方法。最准确和最广泛使用的估计方法是卡尔曼滤波方法（Kalmanfilter，KF）。KF适用于复杂动态的现代控制理论，需要系统地建立模型。该方法采用迭代更新法消除系统软件的随机偏差，估计值准确。扩展卡尔曼滤波器（EKF）是将递归算法应用于非线性系统最小标准差的最佳可能性。

2.3充电控制策略

随着自动控制理论的不断完善和智能化的快速发展，世界各地的许多专家学者普遍对电池充电控制方法进行了科学研究，并在现阶段取得了巨大进展。他们根据不同的环境和合理规定选择了自己的收费方式。恒压充电和恒流充电是最传统的充电方法，它们以单一方式充电。功率电阻器串联在电池上，用于充电稳压和过电流保护，但串联电阻器容易产生反向缺陷，并且没有有效的气体析出控制措施。链路恒定电流分阶段降低充电电流，以节省电磁能量并提高充电速度。恒流稳定充电应在充电初期以稳定的电流充电，在中后期以稳定的工作电压充电，这样充电后的电流更符合Maas曲线。恒流稳定恒流充电控制方法弥补了中后期电流小的不足，更接近Maas曲线。在可变电流间歇充电的早期阶段，选择大电流充电。停止充电一段时间后，由极化现象产生的物质被去除，可再充电电池的可接受电流增加。在降低电流充电一段时间后，停止充电。这种定期间歇充电可以减少充电时间。工作电压可变的间歇充电和工作电压稳定的间歇充电。随着功耗的增加，充电工作电压逐渐降低，其充电电流呈现接近Maas曲线的下降趋势。单边脉冲充电使用脉冲模式进行充电，充电停止链接移除电极周围的时代产品，从而提高下一次脉冲充电的效率。对于慢脉冲充电，首先选择稳定脉冲电流，然后选择稳定脉冲工作电压以接近Maas曲线充电，以减少气体析出，在充电停止期间保持小电流，以促进分子结构的扩散，提高充电效率。加入电流负脉冲是为了去除极化现象造成的材料，提高下一次充电的效率，避免充电停止两次时立即产生的负脉冲对电极板的影响，这会在充电严重时造成电极板弯曲，并促进充电过程的顺利进行。

3结论

随着航空领域智能化的发展趋势，对电气控制系统的安全性和专业性提出了更高的要求，本文对航空公司储能系统的充电控制策略进行了全面分析，设计了电池社会发展保险公司的计算方法，并在此基础上明确提出了新的充电控制策略，定期减少充电充电流量时间，并根据每个阶段停止充电和负单脉冲，以增加充电的可接受电流，节省电磁能量，提高充电效率，延长电池循环系统的使用寿命。

参考文献：

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[4]南文娟,辛锋.一种通用型航空蓄电池充放电设备研制实践[J].中国设备工程,2021(22):115-116.