本发明专利技术涉及一种集成有动力电池模组的机翼系统，该机翼系统包括：机翼盒段，机翼盒段包括多个机翼支承构件，多个机翼支承构件布置成在它们之间限定至少一个动力电池单体安装舱，以及动力电池单体，动力电池单体设置在至少一个动力电池单体安装舱中，使得构成至少一个动力电池单体安装舱的多个机翼支承构件用作动力电池单体的电池外壳的至少一部分。在根据本发明专利技术的机翼系统中，机翼盒段充当电池外壳的一部分，使得在其中容纳电池单体或电芯，从而为动力电池模组提供有效且安全的保护和必要功能、降低动力电池系统重量、提高结构和空间利用率。另外，本发明专利技术还涉及一种电动飞机。本发明专利技术还涉及一种电动飞机。本发明专利技术还涉及一种电动飞机。
【技术实现步骤摘要】
集成有动力电池模组的机翼系统和电动飞机
[0001]本专利技术涉及电动飞机
，具体涉及一种集成有动力电池模组的机翼系统。另外，本专利技术还涉及一种电动飞机。
技术介绍
[0002]全球气候变暖问题是当前全人类必须共同面对的问题。自1750年以来，全球累计CO2排放量超过1万多亿吨，目前年排放量已达380亿吨，超过工业革命前的6倍之多，全球气候变暖的巨大影响与破坏力正在显现。
[0003]随着人们环境保护意识的提升，在当前的交通运输工具(轨道交通、汽车、轮船、飞机)中，包括城市间高铁和城市轨道在内的轨道交通已基本全面实现了电气化，船舶、航空器也在积极发展电气化，而在航空器中电动飞机的应用更广泛。
[0004]电动飞机通过采用电机和动力电池替代现有的内燃机和航空燃油的方式驱动飞机，从而获得了很多优秀的特质，比如：电动飞机不会向空气中排放污染气体；相较传统动力形式的飞机，电动飞机产生的振动更小，给乘客带来良好乘坐体验。
[0005]受限于当前动力电池技术水平，动力电池的重量能量密度仍处于偏低水平，在满足具备市场竞争力的航程需求下，动力电池系统的重量占飞机最大起飞重量的40％左右。
[0006]一般而言，动力电池模组主要由外部的壳体和壳体内部的电芯(或称电池单体)组成，外部的壳体结构主要为其内部电池模组部件提供安全保护，为满足安全性要求，外部的壳体结构通常采用高强钢制造，壳体的重量约占整个动力电池模组的30％左右，沉重的外壳导致动力电池系统的重量能量密度进一步降低，进而也导致电动飞机的航程距离和商载重量的降低。
[0007]因此，有必要提供一种可以应用在电动飞机上的集成有动力电池模组的机翼系统，该机翼系统能够为动力电池模组提供有效的安全保护和必要功能、降低动力电池系统重量、提高结构和空间利用率，从而降低飞机整体重量、提高飞机航程、增加有效载荷，以克服现有技术中存在的一个或多个缺点。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是提供一种能够在电动飞机上使用的集成有动力电池模组的机翼系统。
[0009]根据本专利技术的一个方面，提出了一种集成有动力电池模组的机翼系统，该机翼系统可以包括：
[0010]机翼盒段，机翼盒段包括多个机翼支承构件，多个机翼支承构件布置成在它们之间限定至少一个动力电池单体安装舱，以及
[0011]动力电池单体，动力电池单体设置在至少一个动力电池单体安装舱中，使得构成至少一个动力电池单体安装舱的多个机翼支承构件用作动力电池单体的电池外壳的至少一部分。
[0012]在根据本专利技术的机翼系统中，机翼盒段可以充当电池外壳的一部分，使得在其中容纳电池单体或电芯，从而为动力电池模组的部件(特别是电池单体或电芯)提供有效且安全的保护和必要功能、降低动力电池系统重量、提高结构和空间利用率。根据专利技术人进行的样机试验，该系统能够显著减少电动飞机整机的零件数量和重量。例如，该系统能够提高动力电池模组的强度性能约40％，并且能够减少动力电池模组重量占电动飞机整机重量的约7.2％。
[0013]根据本专利技术的上述方面，较佳地，多个机翼支承构件可以通过一种或多种形状配合连接以及一种或多种力配合连接中的至少两种连接在一起。
[0014]通过这种设置，使得机翼支承构件具有冗余连接方式，并且在一种连接方式失效时，可以通过冗余设计进行载荷传递，具备在极端情况下依然可以为动力电池模组提供足够安全保障的优点。
[0015]根据本专利技术的上述方面，较佳地，形状配合连接可以是插接连接的形式，而力配合连接可以是通过紧固件连接的形式。
[0016]通过插接连接来实现形状配合连接并且通过紧固件连接来实现力配合连接是有利的。一方面，能够基于现有飞机机翼的结构进行改装或修改，而不用对飞机的机翼进行较大改动；另一方面，这两种连接方式都是可拆卸连接，从而能够更方便、快捷地进行多次拆装，例如用于电池更换或维修、检修操作等。
[0017]根据本专利技术的上述方面，较佳地，该机翼系统还可以包括设置在动力电池单体安装舱的角部处的机械连接角片，机械连接角片可以设有紧固件安装孔，用于借助紧固件将多个机翼支承构件中的相邻的机翼支承构件固定在一起。
[0018]通过在角部等连接薄弱位置处设置机械连接角片，能够进一步增加机翼支承构件之间的连接强度，从而能够提高动力电池模组以及机翼系统的强度性能。
[0019]根据本专利技术的上述方面，较佳地，在动力电池单体安装舱的角部的内部处可以设置有粘接角片，以借助粘接剂将多个机翼支承构件中的相邻的机翼支承构件粘接在一起。
[0020]通过在周向方向上布置粘接角片，能够附加于或在某些情况下替代一种或多种形状配合或力配合连接。另外，这种粘接结构，能够解决机翼支承构件连接处(例如角部处)的密封性差的问题，同时还有效提高动力电池模组与机翼盒段结构件之间的密封性和气密性，具备防止外部空气和水分渗入动力电池模组内部的优点。
[0021]根据本专利技术的上述方面，较佳地，多个机翼支承构件中的至少一个机翼支承构件可以由碳纤维预浸料铺设制成，其中，将碳纤维预浸料按照铺贴方向铺贴，并且，在常温固化后按照至少一个机翼支承构件最终形状进行机械加工制成。
[0022]通过这种设置，能够在保持机翼支承强度和动力电池模组的强度性能的同时，进一步减轻机翼的重量，从而增加安装有这种机翼系统的飞机的航程并提高能源效率。
[0023]根据本专利技术的上述方面，较佳地，多个机翼支承构件可以包括第一机翼支承构件和第二机翼支承构件，其中，第一机翼支承构件与第二机翼支承构件交叉布置，以在它们之间限定至少一个动力电池单体安装舱。
[0024]根据本专利技术的上述方面，较佳地，第一机翼支承构件可以包括机翼盒段的梁，并且包括第一梁和第二梁，并且其中，第一梁平行于第二梁布置。
[0025]这样，能够借助机翼中的现有的梁的结构形式，并且使得能够适应常见的电池单
体的形状，避免定制，降低成本。
[0026]根据本专利技术的上述方面，较佳地，第一梁上可以设置有用于插接连接的第一插销和第一插销孔、以及用于紧固件穿过的第一紧固件安装孔，而第二梁上设置有用于插接连接的第二插销和第二插销孔、元器件安装孔以及用于紧固件穿过的第二紧固件安装孔。
[0027]通过相应的插销和插销孔的配合形成形状配合连接，而通过紧固件安装孔与紧固件之间的配合形成力配合连接，从而形成组装方便且易于获取的冗余连接形式，并且借助相应的安装孔，能够方便元器件与电池电体或电芯之间的连接(例如电力线或者信号线连接，以用于输入/输出电力，并进行相应的监测和控制等)。
[0028]根据本专利技术的上述方面，较佳地，第二机翼支承构件可以包括机翼盒段的肋，并且包括第一肋、第二肋以及设置在第一肋和第二肋之间的第三肋，并且其中，第一肋、第二肋和第三肋彼此平行布置。
[0029]这样，能够借助机翼中的现有的肋结构形式，并且使得能够适应常见的电池单体的形状，避免定制，降低成本。
[0030]根据本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成有动力电池模组的机翼系统(100)，包括：机翼盒段(10)，所述机翼盒段包括多个机翼支承构件，所述多个机翼支承构件布置成在它们之间限定至少一个动力电池单体安装舱(10A)，以及动力电池单体(20)，所述动力电池单体设置在所述至少一个动力电池单体安装舱(10A)中，使得构成所述至少一个动力电池单体安装舱(10A)的所述多个机翼支承构件用作所述动力电池单体(20)的电池外壳(30)的至少一部分。2.根据权利要求1所述的集成有动力电池模组的机翼系统(100)，其特征在于，所述多个机翼支承构件通过一种或多种形状配合连接以及一种或多种力配合连接中的至少两种连接在一起。3.根据权利要求2所述的集成有动力电池模组的机翼系统(100)，其特征在于，所述形状配合连接包括插接连接的形式，而所述力配合连接包括通过紧固件连接的形式。4.根据权利要求3所述的集成有动力电池模组的机翼系统(100)，其特征在于，还包括设置在所述动力电池单体安装舱(10A)的角部处的机械连接角片(40)，所述机械连接角片设有紧固件安装孔(41)，用于借助紧固件将所述多个机翼支承构件中的相邻的机翼支承构件固定在一起。5.根据权利要求1所述的集成有动力电池模组的机翼系统(100)，其特征在于，在所述动力电池单体安装舱(10A)的角部的内部处设置有粘接角片(50)，以借助粘接剂将所述多个机翼支承构件中的相邻的机翼支承构件粘接在一起。6.根据权利要求1所述的集成有动力电池模组的机翼系统(100)，其特征在于，所述多个机翼支承构件中的至少一个机翼支承构件由碳纤维预浸料铺设制成，其中，将所述碳纤维预浸料按照铺贴方向铺贴，并且，在常温固化后按照所述至少一个机翼支承构件的最终形状进行机械加工制成。7.根据权利要求1所述的集成有动力电池模组的机翼系统(100)，其特征在于，所述多个机翼支承构件包括第一机翼支承构件(11)和第二机翼支承构件(12)，其中，所述第一机翼支承构件(11)与所述第二机翼支承构件(12)交叉布置，以在它们之间限定所述至少一个动力电池单体安装舱(10A)。8.根据权利要求7所述的集成有动力电池模组的机翼系统(100)，其特征在于，所述第一机翼支承构件(11)包括所述机翼盒段(10)的梁，并且包括第一梁(111)和第二梁(112)，并且其中，所述第一梁(111)平行于所述第二梁(112)布置。9.根据权利要求8所述的集成有动力电池模组的机翼系统(100)，其特征在于，所述第一梁(111)上设置有用于插接连接的第一插销(111A)和第一插销孔(111B)、以及用于紧固件穿过的第一紧固件安装孔(111C)，而所述第二梁(112)上设置有用于插接连接的第二插销(112A)和第二插销孔(112B)、用于紧固件穿过的第二紧固件安装孔(112C)、以及元器件安装孔(112D)。1...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱仲焱，吴昊，黄劲松，查振羽，赵星晨，郝放，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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