包括用于可再充电电池的缓解系统的飞机技术方案

一种飞机，包括可再充电电池，所述可再充电电池包括电池单元阵列；以及用于缓解由于飞机操作循环引起的可再充电电池故障的后果的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
商用飞机通常使用来自它们的涡轮推进发动机的引气(bleed air)以为子系统(诸如环境控制和制动器)提供动力。然而，引气的这种使用降低了涡轮发动机的效率。另外，用于为子系统提供引气的管道、阀门和控制增加飞机的重量。更先进的商用客机可使用电力为过去通过引气供电的某些子系统供电。从由推进发动机驱动的发电机提供电力。从由飞机上的辅助动力单元(APU)驱动的发电机可获得备用电源。从冲压空气涡轮(ram air turbine)可获得另外的备用电源。可再充电电池也提供另一种备用电源。然而，在早期商用飞机上使用的镍-镉(Ni-Cd)电池对于为某些子系统提供备用电源不是可行的。锂离子(Li-离子)(LIB)是可再充电电池的选择。锂离子电池(诸如氧化锂钴电池)比Ni-Cd电池具有更轻的重量和更高的能量密度。它们没有存储劣化。某些锂离子电池具有伴随着热失控(thermal runaway)的长期问题。如本文中使用的，热失控意味着温度的增加引起可导致降低效率的温度进一步增加的情况。例如，从放热的化学反应生成的热量可增加化学反应的速度。复杂系统的设计器可以各种方法解决这样的低效率。
技术实现思路
根据本文中的实施方式，一种飞机包括，可再充电电池，所述可再充电电池包括电池单元阵列；以及用于缓解由于飞机操作循环引起的可再充电电池故障后果的装置。根据本公开的一方面，提供了一种飞机，该飞机包括可再充电电池，<br>所述可再充电电池包括电池单元阵列；以及用于缓解由于飞机操作循环引起的可再充电电池故障后果的装置。有利地，用于缓解后果的装置包括在电池单元之间的多个介电隔离件，以用于在电池单元的相对表面之间形成热阻挡，介电隔离件由纤维复合材料制成。优选地，纤维复合材料包括酚醛树脂基脂中的纤维。优选地，纤维复合材料包括玻璃纤维酚醛。优选地，电池单元是棱柱形的，其中，介电隔离件形成格子，并且其中，电池单元填充由格子形成的空间。有利地，用于缓解后果的装置包括包含下固定板的底座，所述电池单元在下固定板上，所述下固定板包括多个液流通道，所述多个液流通道被定位为从电池单元收集凝结物并且将所收集的凝结物移开电池单元。优选地，下固定板进一步包括基板；并且其中，液流通道包括在基板中的排水孔，每个排水孔位于至少两个电池单元的多个部分之下。优选地，液流通道进一步包括在基板中的凹槽，凹槽在排水孔之间延伸。优选地，下固定板进一步包括在基板上的单元分隔器的格子，电池单元位于单元分隔器之间，凹槽沿着单元分隔器在排水孔之间延伸。有利地，每个电池单元的侧面包括断裂板；并且其中，装置包括底座，底座包含具有通风切口的框架；并且其中，为电池单元被定向为使得它们的断裂板与通风切口相配合。有利地，用于缓解后果的装置包括电池监测单元(BMU)，所述电池监测单元被配置为接收来自电池单元的信号，并且处理信号以确定电池单元的状态；其中，信号包括温度信号、电压信号或电流信号中的至少一个。优选地，BMU被配置为将电池可移除地连接至主/模块接口，并且将来自电池的电力传送至主/模块接口。优选地，BMU进一步被配置为中断电池电力至主/模块接口的传送。优选地，BMU被配置为在降低热量的电压范围内运行电池，并且进一步被配置为防止过充电损害。有利地，用于缓解后果的装置包括金属外壳，电池在外壳内部。优选地，金属外壳包括由延展性材料制成的一个或多个容纳壁(containment wall)。优选地，金属外壳包括常闭排气阀，所述常闭排气阀被配置为在外壳内部的压力对应于电池故障事件时打开。优选地，金属外壳包括具有至少一个开口的至少一个壁，所述至少一个开口被配置用于在允许由电池故障事件引起的压力在外壳增大并激活排气阀时的压力均衡。优选地，至少一个开口进一步被配置为在电池故障事件期间限制气流进入外壳的质量速率。优选地，用于缓解后果的装置进一步包括通风管道，所述通风管道从排气阀延伸至在飞机复合蒙皮中的开口，管道除了在蒙皮处的端部之外由金属制成，端部用作电绝缘体。优选地，管道的端部包括由非导电材料制成的管子，管子具有至少两英寸的长度。优选地，用于缓解后果的装置进一步包括热隔离件；其中，端部进一步包括在管子末端的法兰配件(flange fitting)，法兰配件具有延伸到开口的部分；并且其中，热隔离件位于法兰配件和复合蒙皮之间。有利地，可再充电电池是氧化锂钴电池。有利地，电池位于飞机机身中，电池暴露于恶劣的环境条件。有利地，电池是主电池。有利地，电池是辅助动力单元(APU)电池。有利地，用于缓解后果的装置包括以下六个缓解特征的至少两个：在电池单元之间的多个介电隔离件，以用于在电池单元的相对表面之间形成热阻挡，介电隔离件由纤维复合材料制成；包含下固定板的底座，电池单元在下固定板上，下固定板包括多个液流通道，多个液流通道被定位为从电池单元收集凝结物并且将所收集的凝结物移开电池单元；包含电池单元的底座，底座包括与电池单元的断裂板相配合的通风孔；包含电池的金属外壳，包括外壳的一个或多个容纳壁的金属外壳由延展性材料制成；包含电池的金属外壳，金属外壳包括常闭排气阀，所述常闭排气阀被配置为在外壳内部的压力对应于电池故障事件时打开；以及包含电池的金属外壳，金属外壳包括具有至少一个开口的至少一个壁，所述至少一个开口被配置为用于压力均衡。优选地，用于缓解后果的装置包括所有六个缓解特征，从而，包含电池单元的底座位于外壳内，并且外壳具有延展性容纳壁、被配置为在外壳内部的压力对应于电池故障事件时打开的常闭通风孔以及至少一个压力均衡开口。这些特征与功能可以在各种实施方式中独立地实现或与其他实施方式组合来实现。实施方式的更多细节将参考以下说明和附图来了解。附图说明图1是包括电力系统的飞机的示意图。图2是包括可再充电电池的配电系统的实例的示意图。图3是可再充电电池单元的示意图。图4是用于可再充电电池的缓解系统(mitigation system)的示意图。图5是在飞机操作循环期间缓解电池故障的后果的方法的示意图。具体实施方式参考示出了飞机110的图1。飞机110包括机身120、机翼组件130、尾翼140以及推进单元150。飞机110进一步包括电力系统160。电力系统160包括由推进单元150驱动的发电机。电力系统160也包括由辅助动力装置(APU本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机，包括：包括电池单元阵列的可再充电电池；以及用于缓解由于飞机操作循环引起的所述可再充电电池故障的后果的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.24 US 14/188,6831.一种飞机，包括：
包括电池单元阵列的可再充电电池；以及
用于缓解由于飞机操作循环引起的所述可再充电电池故障的后
果的装置。
2.根据权利要求1所述的飞机，其中，所述装置包括在所述电池单元
之间的用于在所述电池单元的相对表面之间形成热阻挡的多个介电
隔离件，所述介电隔离件由纤维复合材料制成。
3.根据权利要求2所述的飞机，其中，所述纤维复合材料包括酚醛树
脂基脂中的纤维。
4.根据权利要求2所述的飞机，其中，所述纤维复合材料包括玻璃纤
维酚醛。
5.根据权利要求2所述的飞机，其中，所述电池单元是棱柱形的，其
中，所述介电隔离件形成格子，并且其中，所述电池单元填充由所
述格子形成的空间。
6.根据权利要求1所述的飞机，其中，所述装置包括包含下固定板的
底座，所述电池单元在所述下固定板上，所述下固定板包括多个液
流通道，所述多个液流通道被定位为从所述电池单元收集凝结物并
且将所收集的凝结物移开所述电池单元。
7.根据权利要求6所述的飞机，其中，所述下固定板进一步包括基板；
并且其中，所述液流通道包括在所述基板中的排水孔，每个排水孔
位于至少两个电池单元的多个部分之下。
8.根据权利要求7所述的飞机，其中，所述液流通道进一步包括在所
述基板中的凹槽，所述凹槽在所述排水孔之间延伸。
9.根据权利要求8所述的飞机，其中，所述下固定板进一步包括在所
述基板上的单元分隔器的格子，所述电池单元位于所述单元分隔器
之间，所述凹槽沿着所述单元分隔器在所述排水孔之间延伸。
10.根据权利要求1所述的飞机，其中，每个电池单元的侧面包括断裂
板；并且其中，所述装置包括底座，所述底座包括具有通风切口的
框架；并且其中，所述电池单元被定向为使得它们的断裂板与所述
通风切口相匹配。
11.根据权利要求1所述的飞机，其中，所述装置包括电池监测单元
(BMU)，被配置为接收来自所述电池单元的信号，并且处理所述
信号以确定所述电池单元的状态；其中，所述信号包括温度信号、
电压信号或电流信号中的至少一个。
12.根据权利要求11所述的飞机，其中，所述BMU被配置为将所述电
池可移除地连接至主/模块接口，并且将来自所述电池的电力传送至
所述主/模块接口。
13.根据权利要求12所述的飞机，其中，所述BMU进一步被配置为中
断电池电力至所述主/模块接口的传送。
14.根据权利要求11所述的飞机，其中，所述BMU被配置为在降低热
量的电压范围内运行所述电池，并且进一步被配置为防止过充电损
害。
15.根据权利要求1所述的飞机，其中，所述装置包括金属外壳，所述
电池在所述外壳内部。
16.根据权利要求15所述的飞机，其中，所述金属外壳包括由延展性材
料制成的一个或多个容纳壁。

【专利技术属性】
技术研发人员：凯利·T·琼斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US