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公开(公告)号：CN119329761A
公开(公告)日：2025-01-21
申请号：CN202411877252.2
申请日：2024-12-19
Applicant: 南京航空航天大学
IPC: B64D27/02
Abstract: 本发明公开了一种功热电耦合的氢能混合动力飞行器能量生成与管理系统，包括：空气供给系统、航空煤油供给系统、水供给系统、电力系统、重整器、燃料电池和燃烧室；空气供给系统中的进气道与压气机连接，并通过换热器后与燃料电池和燃烧室连接；航空煤油供给系统中的油泵通过换热器后与燃烧室和重整器连接；水供给系统中的水泵通过换热器与重整器连接；燃料电池的阳极与重整器连接、阴极与换热器连接；燃烧室与燃料电池连接，并通过重整器与涡轮、发电机连接；发电机和燃料电池均与电力系统连接。本发明通过功率分配、热质系统与电气特性的耦合计算，对流量、热能、功率、和电能的高效协同管理，实现系统能量的生成与管理的精准调控。
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公开(公告)号：CN118992108A
公开(公告)日：2024-11-22
申请号：CN202411160019.2
申请日：2024-08-22
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种长航时无人机SOFC混合动力系统能量分配方法，包括以下具体步骤：S1、获取飞机在各飞行阶段的功率、固体氧化物燃料电池SOFC最大输出功率、锂电池最大输出功率以及锂电池最大允许充电功率；S2、基于高空低氧低压的环境数据，计算得到外部环境模型；S3、基于热力学、动力学方程计通过计算机软件搭建SOFC系统与锂电池系统模型；相比现有技术，本发明通过控制SOFC和锂电池的功率输出，保证飞机在全飞行过程中能够迅速满足负载变化需求；本发明根据能量分配方法反馈控制燃料流量和锂电池充放电状态的方式来提高整体的燃料利用率，减少能源浪费。
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公开(公告)号：CN118507784B
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202410966243.4
申请日：2024-07-18
Applicant: 南京航空航天大学
IPC: H01M8/0612 , H01M8/04029 , H01M8/04014
Abstract: 本发明公开了一种多源燃料适配型重整制氢燃料电池发电系统，包括多源燃料供应模块、重整制氢模块、氢气净化模块、燃烧供热模块和发电模块，多源燃料供应模块包括气体和液体两种燃料供应装置；不仅能够同时适用于气体和液体两种燃料类型，包括但不限于甲烷、甲醇、乙醇、煤油和柴油等燃料，而且通过燃料重整器、水汽变换反应器、变压吸附装置、燃烧室、质子交换膜燃料电池以及各种换热设备的有机组合，实现了系统的高效发电。本发明具有良好的燃料适配性，能够根据不同应用场景提供的燃料源，灵活切换和调整燃料重整制氢的路径，以确保在各种情况下均能提供稳定且可靠的电力输出，以及实现高效的能源利用，从而满足当地居民或企业的电力需求。
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公开(公告)号：CN117863980B
公开(公告)日：2024-07-09
申请号：CN202410183069.6
申请日：2024-02-19
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种燃料电池/锂电池混合动力系统瞬时功率匹配及综合热管理方法，建立燃料电池和锂电池混合动力系统的动态模型，通过该混合动力系统动态模型得到燃料电池和锂电池的输出电压、输出功率等参数；以燃料电池作为主动力源，锂电池作为辅助动力，以燃料电池瞬时输出功率在最佳运行范围内为目标，根据负载功率与锂电池SOC建立模糊‑PID控制模块，构建燃料电池/锂电池混合动力系统瞬时功率匹配模型；以负载功率曲线为输入，通过模糊‑PID控制模块的能量匹配，实现燃料电池/锂电池的最佳瞬时功率分配；在满足功率需求的前提下，通过增加燃烧室、换热器等部件建立混合动力系统热管理架构，对燃料电池系统进行拓扑结构变化与综合热管理研究，以实现混合动力系统整体热效率的提高。
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公开(公告)号：CN117345428A
公开(公告)日：2024-01-05
申请号：CN202311114496.0
申请日：2023-08-31
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种冲压发动机燃烧室壁面冷却系统及飞行器，所述冷却系统包括燃油箱、泵、冲压发动机、重整装置、储气罐、固体氧化物燃料电池；所述冲压发动机设有燃烧室壁面，所述重整装置设置在燃烧室壁面上；燃油通过泵从燃油箱进入冲压发动机时经过重整装置，所述重整装置将所述燃油作为冷却介质以降低燃烧室壁面温度，同时重整装置重整燃油并生成混合气体，混合气体进入储气罐，固体氧化物燃料电池利用储气罐中的气体产生电能。本发明通过设置重整装置，有效降低冲压发动机燃烧室壁面温度，壁面燃料发生焦化；同时，重整装置对燃油进行重整生成混合气体，固体氧化物燃料电池利用气体产生电能，提高能源利用效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117154127A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311222785.2
申请日：2023-09-21
Applicant: 南京航空航天大学
IPC: H01M8/026 , H01M8/04298 , H01M8/12
Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物燃料电池流道结构及其多目标优化方法，阳极流道、阴极流道是矩形直流道，在阳极流道、阴极流道分别设有一组呈凸球状的阻块。首先基于拉丁超立方抽样方法，建立凸球状阻块构型参数对固体氧化物燃料电池发电功率、泵功率需求影响规律的数据库，并基于神经网络学习方法，建立数据库输入参数与输出结果之间的关联机制，得到能高精度预测固体氧化物燃料电池发电功率、泵功率需求特性的代理模型；然后，基于获得的代理模型，发展兼顾高燃料电池发电效率需求和低泵功率需求的帕累托多目标优化技术，实现凸球状阻块构型参数优化设计，本发明能获得高性能固体氧化物燃料电池流道构型。
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公开(公告)号：CN109546189B
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN201811265543.0
申请日：2018-10-29
Applicant: 南京航空航天大学
IPC: H01M8/0612 , H01M8/04007 , H01M8/04014
Abstract: 本发明公开了一种以液体燃油为燃料电池氢源的多级重整发电系统，属于能源、重整制氢以及高效发电技术领域。该系统包括液体燃油制氢单元，燃料电池单元和余热回收单元，所述液体燃油制氢单元通过出气管与燃料电池单元的进气管连接，燃料电池单元的出气管与余热回收单元的进气管连接，余热回收单元的出气管与液体燃油制氢单元的进气管连接，该闭合回路结构构成能量的循环利用。本发明提出多级重整液体燃油为氢源的技术，并开发抗积碳的阳极材料，解决燃料电池中阳极易积碳的技术难点，使得传统以氢为工质的燃料电池附加结构重量大、安全隐患高等问题得到解决，为燃料电池在发电领域中实质化应用奠定基础。
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公开(公告)号：CN119637091A
公开(公告)日：2025-03-18
申请号：CN202411816520.X
申请日：2024-12-11
Applicant: 南京航空航天大学
IPC: B64D27/02 , B64C30/00 , H01M8/0612 , H02J7/34 , F02K7/16
Abstract: 本发明公开了一种可变拓扑结构的高超声速飞机多模态能源供给系统，包括油泵、涡轮燃气发动机‑冲压发动机组合动力装置、热管、油气涡轮、发电机、碳氢燃料重整装置、SOFC燃料电池、换热器A、换热器B、锂电池、超级电容、蓄水桶、储气罐；包括机载燃油循环、热循环、能量循环和水循环。SOFC燃料电池与系统功率模块连接，锂电池和超级电容与系统功率模块连接。系统发电的主要能量来源为航空煤油的化学能和机载热源。本发明的能源高效利用架构服务于水平起降高超声速飞机所特有的系统宽速域冷却需求、大功率脉冲能量快速提取等能量需求。
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公开(公告)号：CN117341958B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202311114579.X
申请日：2023-08-31
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种面向宽速域的高超声速飞行器能量供给系统，高速飞行器包括涡轮发动机、冲压发动机、排气尾喷管和蒙皮，蒙皮设置第一热量回收装置；排气尾喷管设置第二热量回收装置，冲压发动机的燃烧室设置第三热量回收装置，低速阶段时，第二热量回收装置回收热能转化为电能；切换阶段时，第二热量回收装置回收热能转化为电能；高速阶段时，第一、二、三热量回收装置回收热能转化为电能；无动力高速滑翔阶段时，第一热量回收装置回收热能转化为电能。通过对蒙皮、尾喷管、冲压发动机的燃烧室等热量吸收并进行余热回收，实现保护高温部件的同时有效回收热量产生电能，在不增加外部电源设备情况下保证高速飞行器各速域飞行时均存在电能供给。
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公开(公告)号：CN118278223A
公开(公告)日：2024-07-02
申请号：CN202410706914.3
申请日：2024-06-03
Applicant: 南京航空航天大学
IPC: G06F30/20 , G16C20/10 , G06F113/04 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种用于燃料重整发电系统的联合仿真求解方法，通过采用Aspen Plus和MATLAB/Simulink联合仿真的求解方法，利用燃料电池功率迭代、重整产氢迭代、燃烧供热迭代和燃烧烟气温度迭代四个核心迭代过程，根据不同燃料和系统发电功率，求解出系统的进口燃料流量、产氢量、供热量以及系统效率等性能指标。本发明阐明了燃料重整制氢子系统和燃料电池发电子系统之间的耦合机制，解决了传统建模方法单一且精确度较差的问题。
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