CN117885900A - 一种多母线供电的飞行器电推进装置及方法 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种多母线供电的飞行器电推进装置，所述装置包括：电推进控制模块，用于向各电推进驱动模块发送控制指令；电推进驱动模块，包括依次连接的供电单元、直流母线、电机控制器、电机，所述电机控制器用于根据所述控制指令控制所述电机处于电动模式或发电模式；对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线之间通过开关控制单元实现连通或断开；各电机机械串联，用于驱动飞行器的推进器。

Description

一种多母线供电的飞行器电推进装置及方法

技术领域

本申请涉及飞行器驱动技术领域，尤其涉及一种多母线供电的飞行器电推进装置及方法。

背景技术

飞机电推进装置以电能作为能量来源，通过分布在飞机机翼和机身的单个/多个推进电机驱动推进器(如涵道风扇、螺旋桨等)产生推力，能够降低飞机的燃油消耗和污染物排放，从而支持航空业绿色发展。

飞机电推进装置采用电机驱动，现有技术通常采用单母线架构，通过不同能源形式(如发电机、蓄电池、燃料电池等)的电源并联之后，为推进电机控制器提供直流电，控制推进电机，实现电能到机械能的能量转换。在这种架构下，为了实现混合动力飞机多能源组合混合供电，需要增加电能变换装置，带来了控制复杂及系统增重等问题；此外，受到飞机及推进器气动外形尺寸的限制，推进电机径向尺寸往往需要约束在较小的空间之内，既会影响电机的散热，推进器叶尖速度对于转速的限制，也影响了电机转矩和功率的进一步提升。因此，现有技术无法满足飞机应用场景下对于电推进装置更大功率、更高功率密度的需求。

现有技术文献CN111703580A公开了一种电推进旋翼飞行器动力系统及其控制方法，该文献的飞行器动力系统能够预测飞行器功率需求，以达到较好的管理储能系统的功率输出。但该文献只考虑了使用不同形式的储能系统，未考虑发电机等能源形式，且仅考虑单母线架构，其控制方式相对单一，也没有多母线架构的冗余备份功能。

现有技术文献CN115257267A公开了一种强耦合油电混合系统、方法及飞行汽车，属于飞行汽车领域，当线路1或者线路2电推进动力输出存在故障，二者可以互为备份，有效提高旋翼垂直起降电推进系统安全性和可靠性，并且线路2可以提供电能，间接减少动力电池所电能和动力电池重量。当机械输出1或者机械输出2油动推进系统存在故障，二者可以互为备份，有效提高固定翼巡航推进系统安全性和可靠性，并且机械输出1可以将电能转换为机械能，间接减少发动机输出机械能和发动机重量。但该文献未使用多母线架构，因此需要额外的电能变换装置以满足不同能源形式并联的需求，增加了设备重量。

现有技术文献CN115432190A公开了一种电动飞机综合电推进系统，能整合集成在机翼上的分布式电推进系统和电传飞控作动系统，为电动飞机提供可靠、高效、稳定的飞行动力，同时降低系统的重量和能量损耗。该文献虽采用了多母线架构，但未考虑多种能源形式组合供电的形式，其控制方式相对单一，没有多母线的冗余备份，对电推进系统效率的提高有限。

现有技术文献CN115892483A公开了一种电推进系统能源架构及供能方法，属于飞机电源系统设计技术领域，能够通过燃料电池APU系统的功能复用降低飞机对主发电系统容量的需求，从而减少对于飞机发动机功率的提取，降低燃油消耗。该专利考虑了多种能源形式的并联供电，但由于未采用多母线架构，因此需要额外增加电能变换转置来匹配不同的能量源的电压等级，且未考虑多推进单元串联的方式，对电推进系统效率的提高有限。

综上所述，现有技术均未同时考虑多能源形式和多母线的供电架构，需采用额外的电能变换装置实现多种电压等级的并联供电，对飞机带来额外的重量代价，同时单母线及单一的能源形式也导致其控制方式的相对单一，对电推进系统效率的提高有限。

发明内容

本说明书实施例提供一种多母线供电的飞行器电推进装置及方法，用以解决如何提高飞行器电推进效率和安全性的技术问题。

为解决上述技术问题，本说明书实施例提供如下技术方案：

本说明书实施例提供一种多母线供电的飞行器电推进装置，所述装置包括：

电推进控制模块，用于向各电推进驱动模块发送控制指令；

电推进驱动模块，包括依次连接的供电单元、直流母线、电机控制器、电机，所述电机控制器用于根据所述控制指令控制所述电机处于电动模式或发电模式；

对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线之间通过开关控制单元实现连通或断开；

各电机机械串联，用于驱动飞行器的推进器。

可选的，所述电推进控制模块，还用于获取各电推进驱动模块的状态信号，根据所述状态信号向各电推进驱动模块发送控制指令。

可选的，所述电推进控制模块，还用于获取推进器的控制信号，根据所述控制信号向各电推进驱动模块发送控制指令。

本说明书实施例提供一种多母线供电的飞行器电推进方法，所述方法包括：

由各电推进驱动模块产生用于驱动飞行器的推进器的动力；其中，对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块包括依次连接的供电单元、直流母线、电机控制器、电机；该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线之间可以连通或断开；

由各电推进驱动模块产生用于驱动飞行器的动力包括：

对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的供电单元通过该电推进驱动模块的直流母线向该电推进驱动模块的电机控制器供电，该电推进驱动模块的电机控制器控制该电推进驱动模块的电机产生用于驱动推进器的动力；

获取各电推进驱动模块的状态信号，根据所述状态信号对各电推进驱动模块进行管理；

其中，根据所述状态信号对各电推进驱动模块进行管理包括：

对任一电推进驱动模块，当根据该电推进驱动模块的状态信号判断该电推进驱动模块的供电单元不满足供电条件时，使该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线连通，由所述至少一个其他电推进驱动模块的供电单元向该电推进驱动模块的电机控制器供电。

可选的，根据该电推进驱动模块的状态信号判断该电推进驱动模块的供电单元不满足供电条件包括：

获取该电推进驱动模块的供电单元的状态信号，根据该电推进驱动模块的供电单元的状态信号，判断该电推进驱动模块的供电单元是否满足供电条件。

可选的，对各电推进驱动模块进行管理还包括：

若该电推进驱动模块的供电单元需要充电，则使该电推进驱动模块的电机控制器控制该电推进驱动模块的电机处于发电模式，由其他电机驱动该电推进驱动模块的电机为该电推进驱动模块的供电单元充电。

可选的，所述方法还包括：

获取推进器的控制信号，根据所述控制信号对各电推进驱动模块进行管理。

可选的，根据所述控制信号对各电推进驱动模块进行管理包括：

若根据所述控制信号判断推进器处于制动状态，则使各电机控制器控制相连接的电机处于发电模式，为可充电的供电单元充电。

可选的，对任一发电模式下的电机，由该电机为供电单元充电包括：

该电机发出的电流经该电机连接的电机控制器整流，通过相连接或连通的直流母线，为供电单元充电。

可选的，各电推进驱动模块的电机机械串联。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

通过多母线供电架构灵活实现多能源的模块化混合供电，通过各电推进驱动模块的串联组合在不增加径向尺寸的前提下，提高电推进装置的功率，并通过多母线备份达到更好的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本说明书实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单说明。显而易见地，下面仅仅说明了本申请一部分实施例所需要使用的附图，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本说明书第一个实施例中的架构示意图。

图2是本说明书第一个实施例中的一种架构示例示意图。

图3是本说明书第一个实施例中的普通模式示例示意图。

图4是本说明书第一个实施例中的供电重构模式示例示意图。

图5是本说明书第一个实施例中的充电模式示例示意图。

图6是本说明书第一个实施例中的功率回馈模式示例示意图。

具体实施方式

为了使本领域人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明。显然，具体实施方式中所涉及的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，基于具体实施方式中的实施例所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请的保护范围。

本说明书第一个实施例(以下称“实施例一”)提供一种多母线供电的飞行器电推进方法，包括：

由各电推进驱动模块产生用于驱动飞行器的推进器的动力；其中，各电推进驱动模块主要用于将电能转换为机械能，为飞行器的推进器提供动力。

实施例一中，对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块可以包括依次连接的供电单元、直流母线、电机控制器、电机；供电单元与直流母线之间或直流母线与电机控制器之间或电机控制器与电机之间都可以是电气连接，也可以根据需要选择其他连接方式。

电推进驱动模块可以有多个，例如图1所示，可以有n(n≥2)个电推进驱动模块，从而就可以有n个供电单元，记为供电单元1至供电单元n；有n个直流母线，记为直流母线1至直流母线n；有n个电机控制器，记为电机控制器1至电机控制n；有n个电机，记为电机1至电机n。

对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线之间可以连通或断开。进一步，任两个直流母线之间通过开关控制单元实现连通或断开。具体的，对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线之间通过开关控制单元实现连通或断开。进一步，任两个电推进驱动模块的直流母线之间通过开关控制单元实现连通或断开。也就是说，对任两个直流母线(两个直流母线分属两个电推进驱动模块)，为了实现这两个直流母线的连通或断开，这两个直流母线可以连接同一个开关控制单元(开关控制单元也可以称为母线互联开关，开关控制单元包括但不限于接触器)，从而通过开关控制单元实现这两个直流母线的连通或断开。当然，直流母线有多个的情况下，开关控制单元可以有多个。

实施例一中，由各电推进驱动模块产生用于驱动飞行器的推进器的动力可以包括：对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的供电单元通过该电推进驱动模块的直流母线向该电推进驱动模块的电机控制器供电，该电推进驱动模块的电机控制器控制该电推进驱动模块的电机产生用于驱动推进器的动力，推进器将其转化为飞行器所需推力。

下面说明如何由各电推进驱动模块产生用于驱动飞行器的动力：

普通模式下，对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的电机控制器控制该电推进驱动模块的电机处于电动模式，该电推进驱动模块的供电单元产生高压直流电，经该电推进驱动模块的直流母线分配至该电推进驱动模块的电机控制器，该电推进驱动模块的电机控制器将直流电能逆变为幅值和频率可调的交流电能，向该电推进驱动模块的电机供电；该电推进驱动模块的电机将电能转化为旋转机械能，由电机驱动推进器产生飞行器所需推力。电机控制器以该电推进驱动模块的电机的转速为控制目标，对电机进行控制。

普通模式下，各电推进驱动模块的直流母线之间为断开状态。

普通模式下，各电推进驱动模块的电机转动，从而产生用于驱动飞行器的动力。具体的，各电推进驱动模块的电机可以机械串联，例如各电推进驱动模块的电机之间通过机械连接(包括但不限于联轴器、花键或齿轮等机械连接方式)实现机械串联，并且可以至少有一个电机连接飞行器的推进器(包括但不限于电涵道风扇、螺旋桨等类型的推进器)，从而各电推进驱动模块的电机的机械能混合后，作为用于驱动飞行器的推进器的动力，用于驱动推进器。推进器在各电推进驱动模块的电机的带动下旋转，为飞行器提供推力。

以图1为例，供电单元1～n分别通过直流母线1～n独立向电机控制器1～n供电，直流母线1～n之间的母线互联开关全部断开；电机控制器1以电机1的转速为控制目标，对电机1进行控制；电机控制器2～n分别以电机2～n的转矩为控制目标，对电机2～n进行控制；电机1～n通过机械串联后驱动推进器。

图2表示了一个更具体的示例，图2中包含3个电推进驱动模块，这3个电推进驱动模块中的供电单元分别是发电机1、锂电池2、发电机3，这3个电推进驱动模块中的直流母线分别是直流母线1、直流母线2、直流母线3，这3个电推进驱动模块中的电机控制器分别是电机控制器1、电机控制器2、电机控制器3，这3个电推进驱动模块中的电机分别是电机1、电机2、电机3。直流母线1和直流母线2均连接开关控制单元S1，直流母线2和直流母线3均连接开关控制单元S2，直流母线1和直流母线3均连接开关控制单元S3。

实施例一中，还可以获取各电推进驱动模块的状态信号，根据所述状态信号对各电推进驱动模块进行管理。其中，根据状态信号对各电推进驱动模块进行管理可以包括：对任一电推进驱动模块，当根据该电推进驱动模块的状态信号判断该电推进驱动模块的供电单元不满足供电条件时，使该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线连通，由所述至少一个其他电推进驱动模块的供电单元向该电推进驱动模块的电机控制器供电。这种管理方式可以称为供电重构模式(下文具体说明)。

实施例一中，还可以具有电推进控制模块(也可以称为电推进装置控制器，包括但不限于各种具有数据处理或数据控制或电气控制功能的装置)，由电推进控制模块对各电推进驱动模块进行管理。其中，可以由电推进控制模块获取各电推进驱动模块的状态信号，根据各电推进驱动模块的状态信号对各电推进驱动模块进行管理，包括但不限于确定控制策略，并向各电推进驱动模块发送控制指令，例如图1和图2所示。即实施例一的执行主体可以是电推进控制模块。

例如，可以由电推进控制模块向各电推进驱动模块发送控制指令，以使各电推进驱动模块产生用于驱动飞行器的动力。具体的，电推进控制模块可以与各电推进驱动模块的电机控制器连接(包括但不限于电气连接)，向各电推进驱动模块的电机控制器发送控制指令，以使各电推进驱动模块的电机控制器如上，控制各电推进驱动模块的电机产生用于驱动飞行器的推进器的动力，推进器将其转化为飞行器所需推力。

实施例一中，对各电推进驱动模块进行管理，可以包括对各电推进驱动模块进行多种模式的管理，下面分别说明：

1、普通模式

普通模式的内容已在前文说明，在此不再赘述。

下面通过一个示例，进一步说明普通模式的应用：

如图3所示，图3中有3个电推进驱动模块，这3个电推进驱动模块中的供电单元分别是发电机1、锂电池2、发电机3，这3个电推进驱动模块中的直流母线分别是直流母线1、直流母线2、直流母线3，这3个电推进驱动模块中的电机控制器分别是电机控制器1、电机控制器2、电机控制器3，这3个电推进驱动模块中的电机分别是电机1、电机2、电机3。直流母线1和直流母线2均连接开关控制单元S1，直流母线2和直流母线3均连接开关控制单元S2，直流母线1和直流母线3均连接开关控制单元S3。电推进控制模块可以获取各电推进驱动模块的状态信号，并向各电推进驱动模块发送控制指令。

本实例中，发电机1、锂电池、发电机2分别通过直流母线1至3独立向电机控制器1至3供电，直流母线1至3之间的开关控制单元全部断开。电机控制器1以电机1的转速为控制目标，对电机1进行控制；电机控制器2、3分别以电机2、3的转矩为控制目标，对电机2、3进行控制。电机1至3通过机械串联后驱动推进器。图3中宽箭头表示能量流动方向。

2、供电重构模式

如上所述，对任一电推进驱动模块，当根据该电推进驱动模块的状态信号判断该电推进驱动模块的供电单元不满足供电条件(例如供电模块故障或电量不足)，无法继续供电时，可以使该电推进驱动模块的供电单元脱离电网，即执行供电重构操作。具体的，如前所述，该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线之间可以连通或断开，故当判断该电推进驱动模块的供电单元不满足供电条件时，可以使该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线连通，这样可以由其他电推进驱动模块的供电单元为该电推进驱动模块的直流母线供电，实现供电单元的切换，该电推进驱动模块的电机可以继续运行，产生用于驱动推进器的动力。

其中，上述电推进控制模块可以与各电推进装置的供电单元连接(包括但不限于电气连接)，从而电推进控制模块可以获取各电推进装置的供电单元的状态信号(对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的供电单元的状态信号属于该电推进驱动模块的状态信号)。从而对任一电推进驱动模块，根据该电推进驱动模块的状态信号判断该电推进驱动模块的供电单元不满足供电条件可以包括：(电推进控制模块)获取该电推进驱动模块的供电单元的状态信号，根据该电推进驱动模块的供电单元的状态信号，判断该电推进驱动模块的供电单元是否满足供电条件。

另外，上述电推进控制模块可以与各个开关控制单元连接(包括但不限于电气连接)，电推进控制模块可以控制各个开关控制单元的开闭，从而实现各个直流母线之间的连通或断开。

下面通过一个示例，进一步说明供电重构模式的应用：

本示例如图4所示，其架构与图3类似，在此不再赘述。假设发电机2故障无法继续供电，则开关控制单元S3闭合，发电机1同时为直流母线1和3供电，从而保证各电机的运行。图4中宽箭头表示能量流动方向。

当然，也可以使开关控制单元S2闭合，锂电池同时为直流母线2和3供电。开关控制单元如何闭合，可以根据需要确定，例如根据未故障的供电单元的电量或供电能力确定。

3、充电模式

各供电单元中可能包括可充电的储能装置(例如可充电锂电池)。对任一电推进驱动模块，若该电推进驱动模块的供电单元需要充电，则使该电推进驱动模块的电机控制器控制该电推进驱动模块的电机处于发电模式，由其他电机驱动该电推进驱动模块的电机为该电推进驱动模块的供电单元充电。

具体的，假设有一个或多个电推进驱动模块的供电单元需要充电(即不满足供电条件)，则对于这其中任一个电推进驱动模块，该电推进驱动模块的电机控制器工作在整流状态，并控制该电推进驱动模块的电机处于发电模式，不需要充电的供电单元所在的电推进驱动模块的电机保持电动模式。这样一来，该电推进驱动模块的电机由电动模式下的电机带动转动，将电动模式下的电机提供的机械能转换为电能，产生直流电，直流电经该电推进驱动模块的电机控制器整流，通过该电推进驱动模块的直流母线为该电推进驱动模块的供电单元充电。

本模式下，不需要充电的供电单元所在的电推进驱动模块的电机一方面产生用于驱动推进器的动力，一方面带动“需要充电的供电单元所在的电推进驱动模块的电机”转动。其中，电推进控制模块可以获取各电推进装置的供电单元的状态信号，根据状态信号判断各供电单元是否需要充电。并且，可以由电推进控制模块向各电机控制器发送控制指令，以使电机控制器工作在整流状态，并控制电机处于发电模式。

本模式下，每出现一个需要充电的供电单元，即按上述方式为其充电。对于不需要充电的供电单元，当不满足供电条件时，可以按照供电重构模式的内容，执行供电重构操作。

下面通过一个示例，进一步说明充电模式的应用：

本示例如图5所示，其架构与图3类似，在此不再赘述。当锂电池SOC较低时，电机2工作在发电状态，电机控制器2工作在整流状态，以直流母线2的电压或电流为控制目标，对电机2进行控制。电机1、3提供的机械能被转化为电能，为锂电池充电。电机控制器1以电机1的转速为控制目标，对电机1进行控制；电机控制器3以电机3的转矩为控制目标，对电机3进行控制。电机1、3通过机械串联后驱动推进器，同时为电机2提供机械能。图5中宽箭头表示能量流动方向。

4、功率回馈模式

当供电单元中包括可充电的储能装置(例如可充电锂电池)时，可在飞行器推进器减速制动时，将推进器的机械能进行回收，并转化为电能，为各可充电的供电单元充电，并实现推进器的主动减速，此模式称为功率回馈模式。

该模式下，各电机控制器控制各自连接的电机处于发电模式，各直流母线之间连通(不一定需要所有开关控制单元均闭合，只要闭合合适数量的开关控制单元，使各直流母线之间连通)。各电机控制器以各自连接的直流母线的电压或电流为控制目标，对各自连接的电机进行控制。各电机将推进器的机械能转化为电能，经各自连接的电机控制器整流，通过相连通的直流母线，为可充电的供电单元充电。

实施例一中，可以根据推进器的控制信号对各电推进驱动模块进行管理。其中，根据推进器的控制信号对各电推进驱动模块进行管理可以包括：若根据推进器的控制信号判断推进器处于制动状态，则使各直流母线之间连通，使各电机控制器控制相连接的电机处于发电模式，为可充电的供电单元充电。

具体的，可以由电推进控制模块获取推进器的控制信号(电推进控制模块可以与推进器控制模块或控制系统或控制平台或其他具有控制作用的装置连接，以获取推进器的控制信号)，根据推进器的控制信号对各电推进驱动模块进行管理。即电推进控制模块若根据推进器的控制信号判断推进器处于制动状态，则可以使一个或多个开关控制单元闭合，从而各直流母线之间连通。并且电推进控制模块可以向各电机控制器发送控制指令，使各电机控制器控制各自连接的电机处于发电模式，从而实现上述功率回馈模式。

下面通过一个示例，进一步说明功率回馈模式的应用：

本示例如图6所示，其架构与图3类似，在此不再赘述。当推进器减速制动时，电机1至3均工作在发电状态，将推进器的机械能进行回收，并转化为电能。电机控制器1至3工作在整流状态，电机控制器1以直流母线1的电压为控制目标，对电机1进行控制；电机控制器2、3分别以直流母线2、3的电流为控制目标，对电机2、3进行控制。母线互联开关S1、S2闭合，使各通道与锂电池连通，此时发电机1、2脱离电网，回馈的能量由锂电池吸收。

实施例一中，不论是充电模式还是功率回馈模式，都是通过电机为供电单元充电。其中，对任一发电模式下的电机，由该电机为供电单元充电可以包括：该电机发出的电流经该电机连接的电机控制器整流，通过相连接或连通的直流母线，为供电单元充电。

实施例一中，电机控制器本身具有一定的数据处理能力，故各电机控制器的上述各种操作可以是根据电推进控制模块发送的控制指令做出的，也可以有部分操作是其自身判断做出的。另外，各开关控制单元的开闭也可以都是根据电推进控制模块发送的控制指令做出的。

实施例一可以实现如下有益效果：

实施例一中，基于多母线供电架构，通过各电推进驱动模块的串联组合，灵活实现多能源或不同能源形式的模块化混合供电，在不增加径向尺寸的前提下，提高电推进的功率，降低径向尺寸需求。

实施例一中，多个直流母线互为备份，通过各直流母线之间的连通或断开，可以进行供电单元的切换，实现供电重构模式、充电模式以及功率回馈模式，提高电推进效率，既能够保证部分供电单元无法供电情况下，继续为飞行器提供推力，又能够为可充电的供电单元充电和功率回馈，从而提高电推进效率和安全性以及电能和机械能利用效率，可以用于全电/混合动力飞机电推进装置的设计。

实施例一中，各电推进驱动模块的电机可以机械耦合作为驱动系统，实现串联组合，各电推进驱动模块输出功率叠加，可以在不增加径向尺寸的前提下，提高电推进功率，解决了飞行器及推进器气动外形尺寸对于电推进功率限制的问题。

实施例一中，利用多母线电网架构，可以在不增加电能变换装置的条件下，实现多个不同电压等级、不同来源电源的混合供电，通过多母线备份达到更好的安全性，并可以根据飞行器不同的运行场景在不同模式间灵活切换。

本说明书第二个实施例提供一种与实施例一所述方法对应，用于实现实施例一的多母线供电的飞行器电推进装置，所述装置包括：

电推进控制模块(也可以称为电推进装置控制器)，用于向各电推进驱动模块发送控制指令；

电推进驱动模块，包括依次连接的供电单元、直流母线、电机控制器、电机，所述电机控制器用于根据所述控制指令控制所述电机处于电动模式或发电模式；

对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线之间通过开关控制单元实现连通或断开；

各电机机械串联，用于驱动飞行器的推进器。

可选的，所述电推进控制模块，还用于获取各电推进驱动模块的状态信号，根据所述状态信号向各电推进驱动模块发送控制指令。

可选的，所述电推进控制模块，还用于获取推进器的控制信号，根据所述控制信号向各电推进驱动模块发送控制指令。

第二个实施例的具体内容已在实施例一说明，在此不再赘述。

第二个实施例可以实现如下有益效果：

基于多母线供电架构，通过各电推进驱动模块的串联组合，灵活实现多能源或不同能源形式的模块化混合供电，在不增加径向尺寸的前提下，提高电推进的功率，降低电推进装置的径向尺寸需求。

多个直流母线互为备份，通过各直流母线之间的连通或断开，可以进行供电单元的切换，实现供电重构模式、充电模式以及功率回馈模式，提高电推进效率，既能够保证部分供电单元无法供电情况下，继续为飞行器提供推力，又能够为可充电的供电单元充电和功率回馈，从而提高电推进效率和安全性以及电能和机械能利用效率，可以用于全电/混合动力飞机电推进装置的设计。

各电推进驱动模块的电机可以机械耦合作为驱动系统，实现串联组合，各电推进驱动模块输出功率叠加，可以在不增加径向尺寸的前提下，提高电推进功率，解决了飞行器及推进器气动外形尺寸对于电推进功率限制的问题。

利用多母线电网架构，可以在不增加电能变换装置的条件下，实现多个不同电压等级、不同来源电源的混合供电，通过多母线备份达到更好的安全性，并可以根据飞行器不同的运行场景在不同模式间灵活切换。

上述各实施例可以结合使用。

以上所述仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种多母线供电的飞行器电推进装置，其特征在于，所述装置包括：

电推进控制模块，用于向各电推进驱动模块发送控制指令；

电推进驱动模块，包括依次连接的供电单元、直流母线、电机控制器、电机，所述电机控制器用于根据所述控制指令控制所述电机处于电动模式或发电模式；

对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线之间通过开关控制单元实现连通或断开；

各电机机械串联，用于驱动飞行器的推进器。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电推进控制模块，还用于获取各电推进驱动模块的状态信号，根据所述状态信号向各电推进驱动模块发送控制指令。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电推进控制模块，还用于获取推进器的控制信号，根据所述控制信号向各电推进驱动模块发送控制指令。

4.一种多母线供电的飞行器电推进方法，其特征在于，所述方法包括：

由各电推进驱动模块产生用于驱动飞行器的推进器的动力；其中，对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块包括依次连接的供电单元、直流母线、电机控制器、电机；该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线之间可以连通或断开；

由各电推进驱动模块产生用于驱动飞行器的动力包括：

对任一电推进驱动模块，该电推进驱动模块的供电单元通过该电推进驱动模块的直流母线向该电推进驱动模块的电机控制器供电，该电推进驱动模块的电机控制器控制该电推进驱动模块的电机产生用于驱动推进器的动力；

获取各电推进驱动模块的状态信号，根据所述状态信号对各电推进驱动模块进行管理；

其中，根据所述状态信号对各电推进驱动模块进行管理包括：

对任一电推进驱动模块，当根据该电推进驱动模块的状态信号判断该电推进驱动模块的供电单元不满足供电条件时，使该电推进驱动模块的直流母线与至少一个其他电推进驱动模块的直流母线连通，由所述至少一个其他电推进驱动模块的供电单元向该电推进驱动模块的电机控制器供电。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据该电推进驱动模块的状态信号判断该电推进驱动模块的供电单元不满足供电条件包括：

获取该电推进驱动模块的供电单元的状态信号，根据该电推进驱动模块的供电单元的状态信号，判断该电推进驱动模块的供电单元是否满足供电条件。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对各电推进驱动模块进行管理还包括：

若该电推进驱动模块的供电单元需要充电，则使该电推进驱动模块的电机控制器控制该电推进驱动模块的电机处于发电模式，由其他电机驱动该电推进驱动模块的电机为该电推进驱动模块的供电单元充电。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取推进器的控制信号，根据所述控制信号对各电推进驱动模块进行管理。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述控制信号对各电推进驱动模块进行管理包括：

若根据所述控制信号判断推进器处于制动状态，则使各电机控制器控制相连接的电机处于发电模式，为可充电的供电单元充电。

9.如权利要求6或8所述的方法，其特征在于，对任一发电模式下的电机，由该电机为供电单元充电包括：

该电机发出的电流经该电机连接的电机控制器整流，通过相连接或连通的直流母线，为供电单元充电。

10.如权利要求4至8中任一项所述的方法，其特征在于，各电推进驱动模块的电机机械串联。