机场电动交通工具充电系统

文档序号:1894450 发布日期:2021-11-26 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 机场电动交通工具充电系统 (Charging system for airport electric vehicles ) 是由 史蒂文·U·内斯特尔 于 2020-04-30 设计创作,主要内容包括:在一个实施例中,一种机场电动交通工具充电系统包括:电流变送器,所述电流变送器与电源电联接;固态转换器,所述固态转换器与在机场登机口处或附近的飞机可电联接并且被配置为向所述飞机提供并保持电力;以及控制器。该系统还包括:第一反馈回路,所述第一反馈回路在所述控制器与所述电流变送器之间;第二反馈回路,所述第二反馈回路在所述控制器与所述固态转换器之间;以及电池充电器,所述电池充电器与所述电源电联接且被配置为对一个或多个电动交通工具充电。所述第一反馈回路将由所述电流变送器生成的第一反馈信号提供给所述控制器。所述第二反馈回路将由所述固态转换器生成的第二反馈信号提供给所述控制器。所述电池充电器被配置为根据第一反馈信号和第二反馈信号消耗来自所述电源的电力。(In one embodiment, an airport electric vehicle charging system includes: the current transmitter is electrically connected with a power supply; a solid state converter electrically coupleable with an aircraft at or near an airport gate and configured to provide and maintain power to the aircraft; and a controller. The system further comprises: a first feedback loop between the controller and the current transmitter; a second feedback loop between the controller and the solid state converter; and a battery charger electrically coupled with the power source and configured to charge one or more electric vehicles. The first feedback loop provides a first feedback signal generated by the current transducer to the controller. The second feedback loop provides a second feedback signal generated by the solid-state converter to the controller. The battery charger is configured to consume power from the power source according to a first feedback signal and a second feedback signal.)

机场电动交通工具充电系统

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日于2019年4月30日提交的美国临时申请号62/841,085的权益,其公开内容以引用的方式全文明确地结合于此。

背景技术

各国正在采取举措推动机场所用设备的电气化。政府补贴、关于改善空气质量的更深入的认识、“绿色”举措补助、电池技术的进步、在某些管辖区域中要求减少或消除柴油或燃气动力发动机的法律等支持在机场中转变为使用电动设备(例如,装载机、行李牵引车、飞机塔台等)。

尽管从柴油、燃气或类似的动力源转换成电力具有明显的优点,但是转变并非没有困难。除其他之外,由于机场的特定电力要求和规定,现有的充电系统可能无法直接部署在机场环境中。在机场内安装充电系统可能涉及高建造成本、高安装成本和/或可能要求对现有基础设施进行重大改变。

因此,具有可部署在机场中的充电系统将是有益的,这些充电系统安装成本低,对现有基础设施的影响最小,对现有系统和要求没有负面影响,具有处理各种电动设备的灵活性等。

发明内容

本发明内容被提供为以简化形式引入下面在

具体实施方式

中进一步描述的概念的选择。本发明内容不旨在识别所要求保护主题的关键特征,也不旨在用作确定所要求保护主题的范围的帮助。

在一些实施例中,一种机场电动交通工具充电系统包括:电流变送器,所述电流变送器与电源电联接;固态转换器,所述固态转换器与在机场登机口处或附近的飞机可电联接,并且被配置为以所述飞机所请求的电力水平从所述电源向所述飞机提供并保持电力;以及控制器。所述系统还包括:第一反馈回路,所述第一反馈回路在所述控制器与所述电流变送器之间;第二反馈回路,所述第二反馈回路在所述控制器与所述固态转换器之间;以及电池充电器,所述电池充电器与所述电源电联接且被配置为对一个或多个电动交通工具充电。所述第一反馈回路将由所述电流变送器生成的第一反馈信号提供给所述控制器。所述第二反馈回路将由所述固态转换器生成的第二反馈信号提供给控制器。所述电池充电器被配置为根据第一反馈信号和第二反馈信号消耗来自所述电源的电力。

在一些实施例中,一种机场电动交通工具充电系统包括:固态转换器,所述固态转换器与在机场登机口处或附近的飞机可电联接并且被配置为以飞机所请求的电力水平从所述电源向所述飞机提供并保持电力;负荷分担控制器,所述负荷分担控制器电联接在电源与固态转换器之间;以及电池充电器,所述电池充电器与所述负荷分担控制器电联接。系统还包括:交通工具充电器,所述交通工具充电器被配置为对在所述机场登机口处或附近的一个或多个电动交通工具充电;和电池组,所述电池组包括电联接在电池充电器与交通工具充电器之间的一个或多个电池。所述固态转换器将指示所述飞机的功耗的反馈信号提供给所述负荷分担控制器。所述负荷分担控制器被配置为至少基于所述反馈信号来确定指示所述电池充电器的最大剩余可用电力水平的控制信号。所述电池充电器被配置为根据控制信号限制来自所述电源的电力消耗。

在一些实施例中,一种机场电动交通工具充电系统包括:电流变送器,所述电流变送器与电源直接电联接;固态转换器,所述固态转换器与在所述机场登机口处或附近的所述飞机可电联接并且被配置为以所述飞机所请求的电力水平从所述电源向所述飞机提供并保持电力;控制器,所述控制器在从所述电源到所述电流变送器的直接电路径外部;以及电池充电器,所述电池充电器与电源电联接并且被配置为对一个或多个电动交通工具充电。

在一个实施例中,所述固态转换器被配置为基于以下各项消耗来自所述电源的电力:第一反馈回路,所述第一反馈回路在所述控制器与所述电流变送器之间,其中,所述第一反馈回路将由所述电流变送器生成的第一反馈信号提供给所述控制器;以及第二反馈回路,所述第二反馈回路在所述控制器与所述固态转换器之间。所述第二反馈回路将由所述固态转换器生成的所述第二反馈信号提供给所述控制器。

在一个实施例中,所述机场电动交通工具充电系统还包括:电池组,所述电池组具有与所述电池充电器电联接的一个或多个电池;本地电池充电线,所述本地电池充电线联接所述电池组和所述电池充电器,所述本地电池充电线被配置用于从所述电池充电器接收电力;以及本地电池供电线,所述本地电池供电线联接所述电池组和所述电池充电器。所述本地电池供电线被配置用于向所述电池充电器提供电力。所述电池组被配置为基于由所述本地电池组生成的电池监测和识别装置(BMID)充电控制信号和由所述控制器生成的最大可用剩余电力信号中的至少一个从所述电池充电器接收电力和向所述电池充电器提供电力。

附图说明

结合附图,本发明的前述方面和许多伴随优点随着它们通过参考以下具体实施方式变得更佳理解而将变得更容易地理解,附图中:

图1是根据本公开的一些实施例的安装在机场中的电动交通工具充电系统的示例图。

图2是根据本公开的一些实施例的系统的框图的示例图。

图3是示出了根据本公开的一些实施例的负荷分担控制器的附加细节的示例图。

图4是根据本公开的一些实施例的系统的框图的示例图。

具体实施方式

设备和方法的实施例涉及机场中的电动交通工具充电。在一些实施例中,一种机场电动交通工具充电系统包括:电流变送器,所述电流变送器与所述电源电联接;固态转换器,所述固态转换器与在机场登机口处或附近的飞机可电联接并且被配置为以所述飞机所请求的电力水平从所述电源向所述飞机提供并保持电力;控制器;第一反馈回路,所述第一反馈回路在所述控制器与所述电流变送器之间;第二反馈回路,所述第二反馈回路在所述控制器与所述固态转换器之间;以及电池充电器,所述电池充电器与所述电源电联接并且被配置为对一个或多个电动交通工具充电。第一反馈回路将由所述电流变送器生成的第一反馈信号提供给所述控制器。第二反馈回路将由所述固态转换器生成的第二反馈信号提供给所述控制器。所述电池充电器被配置为根据第一反馈信号和第二反馈信号消耗来自所述电源的电力。下面将更全面地描述本公开的这些及其它方面。

虽然本公开的概念易于进行各种修改和替代形式,但是其具体实施例已经在附图中通过示例的方式示出并且将在本文中详细描述。然而,应当理解并不旨在将本公开的概念限制为所公开的特定形式,而是相反旨在覆盖与本公开和所附权利要求一致的所有修改、等效和替代。

说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“例示性实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性,但是每个实施例可以或可以不必包括该特定特征、结构或特性。而且这些短语不一定是指相同的实施例。进一步地,当结合实施例描述特定特征、结构或特性时,认为结合其它实施例来影响这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的,而不管是否明确描述。另外,应当理解,以“至少一个A、B和C”的形式包括在列表中的项目可以意指(A);(B);(C);(A和B);(B和C);(A和C);或(A、B和C)。类似地,以“A、B或C中的至少一个”的形式列出的项目可以意指(A);(B);(C);(A和B);(B和C);(A和C);或(A、B和C)。

本公开中的诸如“顶面”、“底面”、“竖直”、“水平”和“侧向”的语言意在参考附图为读者提供取向,而不旨在是部件的所要求的取向或将取向限制赋予权利要求。

在附图中,一些结构或方法特征可以以特定的布置和/或排序示出。然而,应当理解,可能不要求这样的特定布置和/或排序。相反,在一些实施例中,这些特征可以以与例示性附图所示不同的方式和/或顺序来布置。另外,在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都要求这种特征,并且在一些实施例中,其可以不被包括在内或者可以与其它特征组合。

本文所述技术的许多实施例可以采取计算机或控制器可执行指令的形式,包括由可编程计算机或控制器执行的例程。相关领域的技术人员将理解,本技术可以在除以上所示和所述的计算机/控制器系统之外的计算机/控制器系统上实践。该技术可以在被专门编程、配置或构造为执行上述计算机可执行指令中的一个或多个的专用计算机、控制器或数据处理器中具体实施。因此,如本文中通常使用的术语“计算机”和“控制器”指代任何数据处理器并且可以包括因特网设备和手持装置(包括掌上计算机、可穿戴计算机、蜂窝或移动电话、多处理器系统、基于处理器的或可编程消费电子产品、网络计算机、小型计算机等)。由这些计算机处理的信息可以在任何合适的显示介质上呈现,包括有机发光二极管(OLED)显示器或液晶显示器(LCD)。

图1是根据本公开的一些实施例的安装在机场中的电动交通工具充电系统100的示例图。系统100位于坡道或登机口圆厅102附近,以使用可用于接近登机口定位的乘客登机桥104和/或飞机(未示出)的预先存在的电力基础设施。比如,但不限于,系统100可以安装在圆厅柱处或附近。

系统100被配置为与飞机一起负荷分担电力并且使用传统上在登机口圆厅102处可用于为飞机提供电力的现有馈电器对一个或多个电动交通工具、地面支持设备(GSE)等(统称为电动GSE 110)充电。使用现有馈电器消除了安装附加馈电器来对电动GSE 110充电的需要。系统100消除了安装附加馈电器的需要,同时仍然满足飞机的所有电力需求,并且提供多个电动GSE的局部化且可能甚至同时的快速充电。电动GSE 110可包括但不限于行李牵引车、带式装载机、后推牵引车、货物装载机、给养车、燃料服务交通工具、机场中使用的电动运输设备等。

图2是根据本公开的一些实施例的系统100的框图的示例图。系统100包括负荷分担控制器206、固态转换器212、电池充电器216、本地电池组218和直流(DC)-DC电池充电器220。现有馈电器202的输出是负荷分担控制器206的输入。负荷分担控制器206电联接在现有馈电器202与固态转换器212之间。负荷分担控制器206还电联接在现有馈电器202与电池充电器216之间。本地电池组218电联接在电池充电器216与DC-DC电池充电器220之间。固态转换器212的输出是到位于登机口圆厅102处或附近的飞机214的输入。DC-DC电池充电器220的输出包括到一个或多个电动GSE 222中的每一个的输入。

固态转换器212包括系统100的飞机供电支路。电池充电器216、本地电池组218和DC-DC电池充电器220包括系统100的电动GSE充电支路。

现有馈电器202位于登机口、登机口圆厅或机场建筑物处。例如,安装在圆厅柱上的电源箱106(参见图1)可以包括现有馈电器202的电力输出点。在一个实施例中,现有馈电器202和电源箱106包括登机口圆厅102处的预先存在的电力基础设施。现有馈电器202的输出包括交流(AC)电流或电压(例如,频率为50赫兹(Hz)、60Hz、400Hz等)。从现有馈电器202可获得的最大输出电力可以是大约125安培(A)、小于125A、大于125A等。如下面将详细描述的,系统100被配置为从现有馈电器202汲取一定量的电力,汲取直至从现有馈电器202可获得的最大输出电力为止。现有馈电器202还可以被称为登机口电源、机场建筑物电源、机场登机口圆厅电源、AC电源、电源等。

在一个实施例中,负荷分担控制器206被配置为控制系统100的飞机供电支路与电动GSE充电支路之间的负荷分担。负荷分担控制器206监测并管理从现有馈电器202到固态转换器212和电池充电器216中的一个或两个的电力分配/分担。负荷分担控制器206具有一个电力输入(来自现有的馈电器202)和两个电力输出:作为到固态转换器212的输入的第一电力输出和作为到电池充电器216的输入的第二输出。负荷分担控制器206包括电流变送器204、控制器208和接口单元210。

电流变送器204与现有馈电器202电联接。例如,电流变送器204可以与电源箱106的电力输出连接器电联接。电流变送器204被配置为测量从现有馈电器202汲取的电力并且连续检测/监测流动到负荷分担控制器206的电量(例如,系统100正消耗的电力)。电流变送器204响应于检测而生成与流动到负荷分担控制器206的电流的总量成比例的电压信号。例如,流到负荷分担控制器206的100A电流通过电流变送器204生成10伏(V)信号。由电流变送器204生成的指示流动到负荷分担控制器206的电流量的信号经由通信线路230传送到包括在负荷分担控制器206中的控制器208。指示流动到负荷分担控制器206的电流量的信号还可被称为电流反馈,且通信线路230还可被称为电流反馈回路。

控制器208包括计算机、计算装置、处理器等。还被称为人机接口(HMI)的接口单元210包括能够向用户呈现信息的显示器和能够接收用户输入的一个或多个机构。接口单元210与控制器208通信。负荷分担控制器206还可被称为LSC。

固态转换器212被配置为将来自现有馈电器202的电力转换成根据需要适合于插入并请求电力的飞机214的格式(例如,向飞机214提供飞机兼容电力)。飞机214可以包括多种飞机类型、型号和/或构造中的任何一种。例如,来自现有馈电器202的电力包括60Hz的AC电流,而飞机214要求400Hz的AC电流。由此,固态转换器212转换进入电力并将400Hz的电力输出到飞机214。作为另一示例,来自现有馈电器202的电力包括400Hz的AC电流,因此固态转换器212可能不需要或者可以用登机口箱代替并且400Hz电力可以输出到飞机214。

固态转换器212还连续地监测与飞机214所消耗的电力相关联的一个或多个参数,诸如但不限于电压、电流和频率、飞机电力消耗量、飞机电力消耗质量等。固态转换器212还可以跟踪关于飞机214的其他电力消耗状态信息。例如,可以跟踪飞机214已经被插上电源并且请求电力的时间量、可以与已知的电力消耗周期或趋势(例如,电力消耗在初始时间段中较高,然后在中间时间段中减少一半,然后在结束时间段中增加等)相关的飞机214的根据时间的电力消耗等。一个或多个这样的监测电力参数以及其它跟踪的飞机相关信息(统称为飞机电力数据或飞机电力反馈)经由通信线路232从固态转换器212提供给包括在负荷分担控制器206中的控制器208。通信线路232形成飞机电力反馈回路。

电池充电器216被配置为根据在通信线路234上从包括在负荷分担控制器206中的控制器208提供的控制信号从现有的馈电器202汲取电力,如将在下面详细描述的。电池充电器216被配置用于可变的充电电力限制。电池充电器216将接收到的AC电力转换成DC电力,该DC电力进而被提供给本地电池组216。

本地电池组218被配置为存储由电池充电器216提供的能量。本地电池组218允许存储飞机214未使用的电力,使得无论当前是否有足够的电力可从现有馈电器202获得和/或飞机214是否正在消耗来自现有馈电器202的电力,都可以对电动GSE 222充电。本地电池组218适时地从现有馈电器202处可用的剩余电力(例如,不为飞机214所需要的电力)充电。

本地电池组218包括一个或多个电池包,该一个或多个电池包可扩展以匹配预期的电动GSE充电负荷,无论其是否基于待充电的电动GSE的预期数量、待充电的电动GSE的特定充电要求、待执行的完全或部分充电等。本地电池组218可以包括各种电池类型(例如,锂离子电池、铅酸电池等)、各种外部封装(例如,封装用于户外使用、封装为单个部件或多个部件)等,因为对于固定安装存在很小的或不存在尺寸或重量约束。

在一个实施例中,本地电池组218的尺寸被设计为能够同时对在所有充电端口处插入的多个电动GSE 222充电并且甚至同时对多个电动GSE 222快速充电。在一些实施例中,本地电池组218生成电池充电控制信号并经由通信线路236将其提供给电池充电器216。电池充电控制信号包括电池监测和识别装置(BMID)充电控制信号,该信号识别包括在本地电池组218中的电池的类型、当前充电期望的电量、优选的电池充电速率等(统称为与本地电池组218的电池相关联的充电要求)。电池充电器216可以基于这样的实时(或接近实时)电池充电控制信号来智能地对本地电池组218充电。

本地电池组218还可以被配置为生成电池状态信息并经由通信线路238将其提供给接口单元210。电池状态信息可包括关于在本地电池组218处可用于交通工具GSE充电的电池电力水平、本地电池组218的放电速率、本地电池组218是否在充电、关于本地电池组218的其他状态信息等的信息。

本地电池组218根据待充电的电动GSE 222将存储的能量(例如,DC电流)输出到DC-DC电池充电器220。DC-DC电池充电器220包括用于电动GSE 222的交通工具电池充电器并且也可以称为交通工具充电器、DC-DC交通工具充电器等。DC-DC电池充电器220被配置为向被充电的各个电动GSE 222提供适当的DC电流水平。由于到DC-DC电池充电器220的输入是DC电力,所以在DC-DC电池充电器220中可以省略、停用或绕过AC-DC整流器或其它AC到DC转换部件。

DC-DC电池充电器220能够从本地电池组218中提取超过现有馈电器202的最大电力容量的大负荷。例如,同时对多个交通工具GSE 222充电、同时对多个交通工具GSE 222快速充电、对一个或多个交通工具GSE 222快速充电等所要求的总电力负荷可以大于从现有馈电器202提供的电力负荷,即使飞机214未汲取任何电力或者没有飞机插入系统100中。因为本地电池组218具有足够的存储容量来提供高电流负荷,所以DC-DC电池充电器220可以从本地电池组218汲取超过圆厅/建筑物的标称馈电容量的电力。

DC-DC电池充电器220还被配置为生成电动GSE充电状态信息并经由通信线路242将其提供给接口单元1210。电动GSE充电状态信息可以包括在充电期间消耗的电量、充电的类型(例如,快速充电或常规充电)、正在充电的交通工具GSE的标识、先前充电会话的历史记录、关于DC-DC电池充电器220的其他状态信息等。

在一些实施例中,接口单元210还被配置为经由通信线路240从控制器208接收接口信号(还称为HMI信号)。接口信号提供关于系统100的操作参数,诸如但不限于飞机214的电力消耗量、电池充电器216的电力消耗量等。接口单元210显示所接收的电池状态信息、电动GSE充电状态信息和接口信号的内容的至少一部分和/或使用此种信息来生成呈现给用户的其他信息。响应于所显示的信息,用户(例如,机场地勤成员)可以通过与接口单元210接口连接来改变某些操作参数,输入操作偏好,微调系统100的操作,获得关于电动GSE充电的知识等。

电动GSE 222类似于电动GSE 110。在一些实施例中,与由本地电池组218生成的信号类似的电池充电控制信号也可由各个电动GSE 222生成并且提供给DC-DC电池充电器220,以促进电动GSE 222的智能充电。

中央监测单元224包括集中式系统,其被配置为从位于机场内的多个装置、设备和系统接收操作或状态数据。机场的系统100、乘客登机桥(例如登机桥104)、空调、供暖系统、机场电车等是可以向中央监测单元224提供操作/状态数据的装置的示例。在一个实施例中,控制器208可以被配置为生成关于系统100的操作/状态数据并将其传送到中央监测单元224。由控制器208提供的操作/状态数据的示例包括但不限于提供给固态转换器212的电量、提供给电池充电器216的电量、被充电的电动GSE 222的唯一标识符、历史电力消耗数据、故障、警报、关于系统100所包括的部件的其它使用信息等。这样,中央监测单元224不仅用作机场数据的整理点,而且还可以便于故障诊断、故障检测、使用趋势或模式识别、智能机场设计、资源分配等。

中央监测单元224可以包括服务器、计算机、数据库、处理器等。中央监测单元224可以邻近或远离系统100。中央监测单元224可以包括一个或多个单元。例如,对于机场的各个不同航站楼可以存在不同中央监测单元,或者可以在整个机场的机场控制中心实施单个中央监测单元。中央监测单元224可以经由与机场的各种装置的有线和/或无线连接获得操作/状态数据。例如,控制器208可以包括广播操作/状态数据的无线通信部件。

在一些实施例中,由中央监测单元224监测的数据便于管理与机场(或机场的区段)相关联的差异因数。

差异因数是设备的总机场占空比。机场电力容量围绕特定的差异因数来设计。差异因数被定义为:

新设备峰值负荷及其随时间的总负荷影响差异因数。系统100通过具有设置影响上述方程的分子的最大电池充电器电流的能力并且还具有设置影响上述方程的分母的电池充电器的工作时间的能力,来允许控制差异因数。因此,如果需要,则使用系统100的机场可以控制所得到的差异因数。

图3是示出了根据本公开的一些实施例的负荷分担控制器206的附加细节的示例图。除了电流变送器204、控制器208和接口单元210之外,负荷分担控制器206还包括电力分配器300。电力分配器300包括将进入电力分成两个电力流的无源电气元件。电力分配器300包括一个输入和两个输出。电力分配器300的输入与现有馈电器202的输出电联接,电力分配器300的第一输出与固态转换器212电联接,并且电力分配器300的第二输出与电池充电器216电联接。

在一些实施例中,控制器208和接口单元210包括或可以访问具有用于执行本文所述的操作的计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质。

控制器208被配置为处理电流反馈(来自电流变送器204)和飞机电力反馈(来自固态转换器212),以确定应当有多少电力可用于电池充电器216。电流反馈量化了系统100(例如,通过飞机214经由固态转换器212和电池充电器216)消耗的瞬时电力。飞机电力反馈提供了改变飞机负荷、飞机214的电力消耗(例如,电压、电流、频率)的数量和质量、与飞机214相关联的诊断数据等的提前通知。控制器208基于电流反馈和飞机电力反馈确定可用于电池充电器216的最大剩余电力。

虽然控制器208被配置为在固态转换器212与电池充电器216之间提供负荷分担,但是飞机214的电力要求总是优先的,使得飞机214总是接收它需要的任何电量。因此,飞机214的电力消耗不受限制且不间断,如同系统100的电动GSE支路不存在一样。只有在现有馈电器202处可用的超过飞机214所消耗和/或预期消耗的电力的电力才将可用于电池充电器216的消耗。

控制器208基于电流反馈和飞机电力反馈生成指示可用于电池充电器216的最大剩余电力的控制信号。控制信号指定电池充电器216可以汲取的最大电量。控制信号可以是数字或模拟信号,该信号以连续或离散的步骤指示0-100%的电力。例如,控制信号可以是可变占空比方波、0-10V信号等。也称为最大可用剩余电力信号的控制信号经由通信线路234传送到电池充电器216。随着飞机214的电力消耗和需求的降低,电池充电器216可以访问的电力的最大电力水平增加。

在一些实施例中,到电池充电器216的控制信号还指定由电池充电器216汲取/消耗的(连续)最小电量。连续的最小电力汲取允许电池充电器216至少保持本地电池组218的最小连续充电,以防止本地电池组充电的开始/停止。

响应于控制信号,电池充电器216基于与本地电池组218相关联的电力要求从现有馈电器202汲取或消耗电力,直到控制信号中指定的最大电力限制为止。例如,但不限于,从本地电池组218接收的BMID充电控制信号可以指定本地电池组218所包括的电池优选的电量。电池充电器216处理BMID充电控制信号,并基于BMID充电控制信号中提供的电力要求和最大可用剩余电力控制信号确定经由电力分配器300从现有馈电器202汲取的实际电量。如果BMID充电控制信号中指定的优选/请求电量大于最大可用剩余电力控制信号中指定的最大可用剩余电力,那么电池充电器216可以提汲取等于最大可用剩余电力控制信号中指定的最大可用剩余电力的电量,并将此种电量提供给本地电池组218,即使这种电量小于BMID充电控制信号中指示的量。如果BMID充电控制信号中指定的优选/请求电量小于最大可用电力控制信号中指定的最大可用剩余电力,那么电池充电器216可以仅汲取等于该优选/请求电量的电量,从而在不影响飞机214需要的情况下未充分利用可用于消耗的电量。

因此,即使控制器208确定了来自现有馈电器202的、可以由电池充电器216使用的最大电量,电池充电器216也在控制器208经由最大可用剩余电力控制信号设置的电力限制内做出关于从现有馈电器202汲取或消耗的确切电量的最终确定。

系统100的电动GSE充电支路允许适时性充电(例如,当可从现有馈电器202获得时消耗电力),同时提供独立且完全电动GSE充电能力(例如,按需电力输送)。包括本地电池组218允许时移电力输送,其中,来自现有馈电器202的电力消耗的时间与对电动GSE充电的电力输送分离或无关。即使当前没有电力或少量电力可从现有馈电器202用于电池充电器216,存储在本地电池组218中的能量允许一个或多个电动GSE 222经历不间断的充电、快速充电、多个电动GSE 222的同时充电等。

这样,到负荷分担控制器206的双反馈回路促进了来自圆厅/登机口/建筑物(例如,现有馈电器202)的电力在固态转换器212与电池充电器216之间的实时或动态负荷分担。飞机214的全电力需求一直得到满足和优先化。系统100不减少包括向飞机214供电的现有登机口操作。基于飞机214的当前电力需求,负荷分担控制器206生成到电池充电器216的控制信号,该控制信号指定电池充电器216可以消耗的最大电力,以便防止电池充电器216汲取比给定飞机214的当前电力需求时可用的电力更多的电力。如果没有飞机214连接到固态转换器212或者飞机214具有低电力需求,那么到电池充电器216的控制信号指定高(或更高)最大电力,因为负荷分担允许来自现有馈电器202的大部分(或更多)电力由电池充电器216使用。

图4是根据本公开的一些实施例的系统100的框图的示例图。为了简洁和简明,在此不详细描述与图2中所示的系统100类似的所例示系统100的那些部分。现有馈电器202的输出可以直接馈送到电流变送器204的输入,而没有中间元件(例如,中间控制器)。结果,负荷分担控制器206和/或现有馈电器202与电流变送器204之间的连接可被简化并且高压电力无需通过负荷分担控制器206而传递。电力进一步向固态转换器(也称为“400Hz电源”)212提供。飞机214(如果在登机口存在)通过固态转换器212被提供有AC电力。

馈电器202还通过电池充电器供电线向电池充电器216提供电力。在一些实施例中,电池充电器216被配置为根据在通信线路234上从负荷分担控制器206(例如,从控制器208)提供的控制信号(“最大可用剩余电力信号”)从现有的馈电器202汲取电力。电池充电器216将所接收的AC电力转换成DC电力,该DC电力进而通过本地电池充电线提供给一个或多个GSE 222和/或本地电池组218。

本地电池组218被配置为例如在电池充电器216的电力产生能力未被GSE 222完全利用时存储由电池充电器216提供的能量。在操作中,根据BMID充电控制信号236,本地电池组218可以通过本地电池供电线将其存储的能量提供回电池充电器。在一些实施例中,将剩余能量存储在本地电池组218中并且将所存储的能量提供回到电池充电器216(并且进一步提供到电动GSE 222)的过程通过“削减”否则必须仅由电池充电器216提供的电力要求的峰值来平滑电池充电器216的能量消耗。结果,电动GSE 222可基于用来自本地电池组218的存储能量增大电池充电器216的电力提供能力而被充电。电池充电器216与本地电池组218之间的能量流可由BMID充电控制信号236基于例如GSE 222的电力要求、包括在本地电池组218中的电池的类型、当前充电所期望的电量、优选的电池充电速率等(统称为与本地电池组218的电池相关联的充电/放电要求)来控制。在一些实施例中,电池充电器216与本地电池组218之间的能量流可以基于一天中的时间和电力成本。例如,电池充电器216可以在电力成本较低时对本地电池组218充电。相反,当电力成本较高时,电池组218可以用作电源。电池充电器216可以基于实时(或接近实时)BMID充电控制信号智能地从本地电池组218充电或汲取电力。

本地电池组218还可以被配置为生成电池状态信息并经由通信线路238将其提供给负荷分担控制器206。负荷分担控制器206还通过通信线路230和通信线路232接收控制输入,通信线路230和通信线路232共同形成飞机电力反馈回路。在一些实施例中,通信线路230提供指示流过电流变送器204的电流量的信号(“电流反馈信号”),而通信线路232提供指示飞机电力的信号(“飞机电力反馈回路”)。在通信线路232上提供的信号可以被看作智能信号,该信号允许系统预测未来的飞机电力变化并且提供先进的负荷分担能力。这种能力被包括在本说明书中别处描述的通信线路232的其它实例中。在操作中,负荷分担控制器206被配置为控制系统100的固态转换器212与电池充电器216之间的负荷分担。在一些实施例中,负荷分担控制器206包括控制器208和接口单元210。

系统100被设计为使用现有电力基础设施(例如,现有馈电器202),而不需要安装新的馈电器、电力下降或电力连接点。系统100具有小的占地面积,并且可以以最小的建造要求位于登机口圆厅或建筑物墙壁附近。系统100在低飞机负荷、高飞机负荷期间以及飞机没有为了电力而插入电源时,通过对电池充电器216的负荷分担来保护、保持和优先满足飞机电力要求。包括在系统100中的本地电池组218在剩余电力可用时存储电力,并且允许以便于电动GSE操作的任何时间表对电动GSE 222充电。由本地电池组218提供的电力的适时性存储有效地使登机口的电力输出加倍或增至三倍,而不需要新的布线或建造。电动GSE充电可以同时用于多个电动GSE而没有中断(例如,连续充电)、快速充电、智能充电、微电流充电等。诸如系统100的双飞机供电和电动GSE充电系统可以位于任何登机口或圆厅。

在一些实施例中,系统100所包括的一个或多个部件可以是可选的。比如,但不限于,接口单元210、本地电池组218和/或中央监测单元224可以是可选的。如果不需要来自现有馈电器202的能量存储以便满足电动GSE充电要求,则本地电池组218可被省略。中央监测单元224可以是可选的,其中,机场不需要关于登机口操作和设备的集中状态信息。输入到系统100的电力可以从各种电源提供。现有的馈电器202例如可以包括400Hz馈电器,源自机场集中式400Hz电力系统、乘客登机桥的一部分、机场预处理空气单元(PCA)的一部分等。DC-DC电池充电器220可以包括一个或多个交通工具充电电缆。DC-DC电池充电器220可以包括一个或多个交通工具充电器。

尽管为了描述目的,本文已经例示和描述了某些实施例,但是在不脱离本公开的范围的情况下,可以用旨在实现相同目的各种替代和/或等同实施例或实施方案来代替所示出和描述的实施例。本申请旨在覆盖本文所讨论的实施例的任何修改或变化。因此,显然意图是本文描述的实施例仅由权利要求书限制。

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