提供了一种改进动力电池安装结构的电动垂直起降飞行器，其具有复合翼式结构并且包括多个电机臂，所述电机臂内设置有电池包，所述电池包包括一个或多个基板、一个或多个电芯组、电气盒、电池管理系统，所述电池管理系统包括多个电池测量单元和电池控制单元，所述多个电池测量单元设置在所述电芯组的所述飞行器的宽度方向上的一侧，所述多个电池测量单元连接到所述电池控制单元，所述电芯组设置在所述基板上，所述电气盒和所述电池控制单元连接到所述电芯组并设置于所述电芯组的所述电机臂轴向上的一端，所述电芯组包括层叠设置的多个电芯，所述电机臂和所述电芯组之间设置有间隙以形成沿所述电机臂的轴向延伸的冷却风道。以形成沿所述电机臂的轴向延伸的冷却风道。以形成沿所述电机臂的轴向延伸的冷却风道。
【技术实现步骤摘要】
改进动力电池安装结构的电动垂直起降飞行器
[0001]本申请涉及航空器设计
，且特别涉及一种改进动力电池安装结构的电动垂直起降飞行器。
技术介绍
[0002]电动垂直起降飞行器(eVTOL：Electric Vertical Takeoff and Landing)的设计开发吸引了包括航空航天企业、汽车行业、运输行业、政府、军方以及学术界的广泛关注。电动垂直起降飞行器未来潜在的应用场景涉及城市客运、区域客运、货运、个人飞行器、紧急医疗服务等。电动垂直起降飞行器设计的主要难题之一是电池技术。目前在电动垂直起降飞行器上使用的电池大多为锂离子电池、锂硫电池和磷酸锂电池。优化电池系统是提升电动垂直起降飞行器性能的重难点之一。
[0003]电动垂直起降飞行器能够完成垂直起降和巡航飞行，需要比能量和比功率较高的动力电池。电动垂直起降飞行器的动力电池本身的性能直接影响航程、载重能力、控制裕度等关键性能指标。近些年高速发展的锂离子电池是动力电池发展的里程碑，其相对于传统的蓄电池具有高比能、高功率的特性，促进了电动汽车、电动飞行器等领域的高速发展。电池包在飞行器上的安装空间设计、安装位置、安装形式等一系列结构特征决定了电池能否满足飞行器的使用要求。通常电动垂直起降飞行器的电池包安装在机身、机翼等空间较为充裕的位置，但是这种安装结构牺牲了有效的装载空间和设备布置空间。同时锂离子电池存在自发热和安全性等问题，例如电池包在某些故障条件下会释放出危险的液体和气体，其安装在舱内也存在散热不良和潜在的安全隐患。并且锂离子电池如果距离电机等高功率负载较远，则需要大量的高压电缆穿越机身进行供电，也增加了飞机重量和结构复杂度。如果将电池包设置于电机臂，则需要对电池包的结构做出相适应的设计，而当前缺少在电机臂处设置的电池包结构的成熟设计。
[0004]专利CN207902757U公开了一种飞行器电池安装结构和飞行器。该飞行器电池安装结构包括设置有电池安装区的机身底板、设置于机身底板的第一凹槽以及设置于电池安装区四周的多个水平固定部。其中每个水平固定部通过第一凹槽与机身底板滑动连接，使每个水平固定部可与安装在电池安装区的电池的侧面贴合。
[0005]上述技术专利提供的飞行器电池安装结构，将电池安装区设置于机身部，减少了机身的有效装载空间，并且位于机身部的电池也存在较大的安全隐患。
技术实现思路
[0006]鉴于上述现有技术的状态而做出本申请。本申请的目的在于提供一种改进动力电池安装结构的电动垂直起降飞行器，该电动垂直起降飞行器将电池包设置于电机臂内，并对电池包结构进行针对性改进，可以有效利用电机臂的内部空间，利用飞行时的冷却气流对电池包进行散热，降低电池包的维修更换难度。
[0007]本申请的实施方式提供一种改进动力电池安装结构的电动垂直起降飞行器，其具
有复合翼式结构并且包括多个电机臂，所述电机臂内设置有电池包，
[0008]所述电池包包括一个或多个基板、一个或多个电芯组、电气盒、电池管理系统，
[0009]所述电池管理系统包括多个电池测量单元和电池控制单元，
[0010]所述多个电池测量单元设置在所述电芯组的所述飞行器的宽度方向上的一侧，所述多个电池测量单元连接到所述电池控制单元，
[0011]所述电芯组设置在所述基板上，所述电气盒和所述电池控制单元连接到所述电芯组并设置于所述电芯组的所述电机臂轴向上的一端，
[0012]所述电芯组包括层叠设置的多个电芯，
[0013]所述电机臂和所述电芯组之间设置有间隙以形成沿所述电机臂的轴向延伸的冷却风道，以便冷却气流通过对所述电芯组进行散热。
[0014]在至少一个可能的实施方式中，所述电机臂的上部具有可拆卸的蒙皮，使所述电机臂的上下部分能够分离，以便于装卸维修所述电池包。
[0015]在至少一个可能的实施方式中，所述电池包还包括多个端板和多个拉杆，
[0016]所述端板设置在所述电芯组的两端，
[0017]所述多个拉杆的两端连接到所述电芯组两端的所述端板，以固定所述多个电芯。
[0018]在至少一个可能的实施方式中，所述基板包括支撑所述电芯组的基板本体和从所述基板本体分别向所述飞行器的宽度方向两侧突出的多个基板突出部，所述基板突出部与所述电机臂连接。
[0019]在至少一个可能的实施方式中，相邻的所述电芯之间设置有导热片，以增强所述电芯的散热性能，
[0020]所述导热片延伸至所述冷却风道。
[0021]在至少一个可能的实施方式中，所述电芯为软包电芯或者硬壳电芯。
[0022]在至少一个可能的实施方式中，相邻的所述电芯之间设置有防火棉，以提升所述电池包的安全性。
[0023]在至少一个可能的实施方式中，所述电机臂设置有一个或多个安装维护口，至少一个所述安装维护口邻近所述电气盒和所述电池管理系统。
[0024]在至少一个可能的实施方式中，所述电机臂采用薄壁金属结构或者复合材料结构。
[0025]在至少一个可能的实施方式中，所述电芯底部涂抹导热胶，以将所述电芯固定至所述基板，并增强导热性能。
附图说明
[0026]图1为根据本申请的一个实施方式的电动垂直起降飞行器的结构示意图。
[0027]图2为根据本申请的一个实施方式的电机臂的内部结构透视图。
[0028]图3为根据本申请的一个实施方式的电池包的结构示意图。
[0029]图4为图3示出的电池包的局部放大图。
[0030]图5为根据本申请的一个实施方式的冷却风道的示意图。
[0031]附图标记说明
[0032]100 电机臂
[0033]200 电池包
[0034]210 基板
[0035]211 基板突出部
[0036]220 电芯组
[0037]221 电芯
[0038]231 端板
[0039]232 拉杆
[0040]240 电气盒
[0041]250 电池管理系统
[0042]251 电池测量单元
[0043]252 电池控制单元
[0044]260 导热片
[0045]270 隔热棉
[0046]280 冷却风道
具体实施方式
[0047]下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。
[0048]可以理解，下面所称的连接包括结构上的直接连接，也包括通过电线、电缆等的电连接等。
[0049]本申请的实施方式提供一种改进动力电池安装结构的电动垂直起降飞行器(下面有时简称为“飞行器”)，如图1所示，飞行器可以为复合翼式结构，其可以包括多个电机臂100。示例性的，图1中的飞行器共包括10个电机臂，其中两侧的固定翼上各设置4个电机臂，尾翼处设置2个电机臂。可以理解本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种改进动力电池安装结构的电动垂直起降飞行器，其具有复合翼式结构并且包括多个电机臂(100)，其特征在于，所述电机臂(100)内设置有电池包(200)，所述电池包(200)包括一个或多个基板(210)、一个或多个电芯组(220)、电气盒(240)、电池管理系统(250)，所述电池管理系统(250)包括多个电池测量单元(251)和电池控制单元(252)，所述多个电池测量单元(251)设置在所述电芯组(220)的所述飞行器的宽度方向上的一侧，所述多个电池测量单元(251)连接到所述电池控制单元(252)，所述电芯组(220)设置在所述基板(210)上，所述电气盒(240)和所述电池控制单元(252)连接到所述电芯组(220)并设置于所述电芯组(220)的所述电机臂(100)轴向上的一端，所述电芯组(220)包括层叠设置的多个电芯(221)，所述电机臂(100)和所述电芯组(220)之间设置有间隙以形成沿所述电机臂的轴向延伸的冷却风道(280)，以便冷却气流通过对所述电芯组(220)进行散热。2.根据权利要求1所述的改进动力电池安装结构的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述电机臂(100)的上部具有可拆卸的蒙皮，使所述电机臂(100)的上下部分能够分离，以便于装卸维修所述电池包(200)。3.根据权利要求1所述的改进动力电池安装结构的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述电池包(200)还包括多个端板(231)和多个拉杆(232)，所述端板(231)设置在所述电芯组(220)的两端，所述多个拉杆(232)的两端连接到所述电芯组(220)两端...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩琦，蒋化夷，黄耀达，杨万里，党铁红，董明，
申请(专利权)人：上海沃兰特航空技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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