包括用于可再充電電池的緩解系統(tǒng)的飛機的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]商用飛機通常使用來自它們的渦輪推進發(fā)動機的引氣(bleed air)以為子系統(tǒng)(諸如環(huán)境控制和制動器)提供動力。然而，引氣的這種使用降低了渦輪發(fā)動機的效率。另夕卜，用于為子系統(tǒng)提供引氣的管道、閥門和控制增加飛機的重量。
[0002]更先進的商用客機可使用電力為過去通過引氣供電的某些子系統(tǒng)供電。從由推進發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機提供電力。從由飛機上的輔助動力單元(APU)驅(qū)動的發(fā)電機可獲得備用電源。從沖壓空氣禍輪(ram air turbine)可獲得另外的備用電源。
[0003]可再充電電池也提供另一種備用電源。然而，在早期商用飛機上使用的鎳-鎘(N1-Cd)電池對于為某些子系統(tǒng)提供備用電源不是可行的。
[0004]鋰離子(L1-離子)(LIB)是可再充電電池的選擇。鋰離子電池(諸如氧化鋰鈷電池)比N1-Cd電池具有更輕的重量和更高的能量密度。它們沒有存儲劣化。
[0005]某些鋰離子電池具有伴隨著熱失控(thermal runaway)的長期問題。如本文中使用的，熱失控意味著溫度的增加引起可導致降低效率的溫度進一步增加的情況。例如，從放熱的化學反應生成的熱量可增加化學反應的速度。復雜系統(tǒng)的設計器可以各種方法解決這樣的低效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本文中的實施方式，一種飛機包括，可再充電電池，所述可再充電電池包括電池單元陣列；以及用于緩解由于飛機操作循環(huán)引起的可再充電電池故障后果的裝置。
[0007]根據(jù)本公開的一方面，提供了一種飛機，該飛機包括可再充電電池，所述可再充電電池包括電池單元陣列；以及用于緩解由于飛機操作循環(huán)引起的可再充電電池故障后果的
目.ο
[0008]有利地，用于緩解后果的裝置包括在電池單元之間的多個介電隔離件，以用于在電池單元的相對表面之間形成熱阻擋，介電隔離件由纖維復合材料制成。
[0009]優(yōu)選地，纖維復合材料包括酚醛樹脂基脂中的纖維。
[0010]優(yōu)選地，纖維復合材料包括玻璃纖維酚醛。
[0011]優(yōu)選地，電池單元是棱柱形的，其中，介電隔離件形成格子，并且其中，電池單元填充由格子形成的空間。
[0012]有利地，用于緩解后果的裝置包括包含下固定板的底座，所述電池單元在下固定板上，所述下固定板包括多個液流通道，所述多個液流通道被定位為從電池單元收集凝結物并且將所收集的凝結物移開電池單元。
[0013]優(yōu)選地，下固定板進一步包括基板；并且其中，液流通道包括在基板中的排水孔，每個排水孔位于至少兩個電池單元的多個部分之下。
[0014]優(yōu)選地，液流通道進一步包括在基板中的凹槽，凹槽在排水孔之間延伸。
[0015]優(yōu)選地，下固定板進一步包括在基板上的單元分隔器的格子，電池單元位于單元分隔器之間，凹槽沿著單元分隔器在排水孔之間延伸。
[0016]有利地，每個電池單元的側面包括斷裂板；并且其中，裝置包括底座，底座包含具有通風切口的框架；并且其中，為電池單元被定向為使得它們的斷裂板與通風切口相配合。
[0017]有利地，用于緩解后果的裝置包括電池監(jiān)測單元(BMU)，所述電池監(jiān)測單元被配置為接收來自電池單元的信號，并且處理信號以確定電池單元的狀態(tài)；其中，信號包括溫度信號、電壓信號或電流信號中的至少一個。
[0018]優(yōu)選地，BMU被配置為將電池可移除地連接至主/模塊接口，并且將來自電池的電力傳送至主/模塊接口。
[0019]優(yōu)選地，BMU進一步被配置為中斷電池電力至主/模塊接口的傳送。
[0020]優(yōu)選地，BMU被配置為在降低熱量的電壓范圍內(nèi)運行電池，并且進一步被配置為防止過充電損害。
[0021]有利地，用于緩解后果的裝置包括金屬外殼，電池在外殼內(nèi)部。
[0022]優(yōu)選地，金屬外殼包括由延展性材料制成的一個或多個容納壁(containmentwall)ο
[0023]優(yōu)選地，金屬外殼包括常閉排氣閥，所述常閉排氣閥被配置為在外殼內(nèi)部的壓力對應于電池故障事件時打開。
[0024]優(yōu)選地，金屬外殼包括具有至少一個開口的至少一個壁，所述至少一個開口被配置用于在允許由電池故障事件引起的壓力在外殼增大并激活排氣閥時的壓力均衡。
[0025]優(yōu)選地，至少一個開口進一步被配置為在電池故障事件期間限制氣流進入外殼的質(zhì)量速率。
[0026]優(yōu)選地，用于緩解后果的裝置進一步包括通風管道，所述通風管道從排氣閥延伸至在飛機復合蒙皮中的開口，管道除了在蒙皮處的端部之外由金屬制成，端部用作電絕緣體。
[0027]優(yōu)選地，管道的端部包括由非導電材料制成的管子，管子具有至少兩英寸的長度。
[0028]優(yōu)選地，用于緩解后果的裝置進一步包括熱隔離件；其中，端部進一步包括在管子末端的法蘭配件(flange fitting)，法蘭配件具有延伸到開口的部分；并且其中，熱隔離件位于法蘭配件和復合蒙皮之間。
[0029]有利地，可再充電電池是氧化鋰鈷電池。
[0030]有利地，電池位于飛機機身中，電池暴露于惡劣的環(huán)境條件。
[0031]有利地，電池是主電池。
[0032]有利地，電池是輔助動力單元(APU)電池。
[0033]有利地，用于緩解后果的裝置包括以下六個緩解特征的至少兩個:在電池單元之間的多個介電隔離件，以用于在電池單元的相對表面之間形成熱阻擋，介電隔離件由纖維復合材料制成；包含下固定板的底座，電池單元在下固定板上，下固定板包括多個液流通道，多個液流通道被定位為從電池單元收集凝結物并且將所收集的凝結物移開電池單元；包含電池單元的底座，底座包括與電池單元的斷裂板相配合的通風孔；包含電池的金屬外殼，包括外殼的一個或多個容納壁的金屬外殼由延展性材料制成；包含電池的金屬外殼，金屬外殼包括常閉排氣閥，所述常閉排氣閥被配置為在外殼內(nèi)部的壓力對應于電池故障事件時打開；以及包含電池的金屬外殼，金屬外殼包括具有至少一個開口的至少一個壁，所述至少一個開口被配置為用于壓力均衡。
[0034]優(yōu)選地，用于緩解后果的裝置包括所有六個緩解特征，從而，包含電池單元的底座位于外殼內(nèi)，并且外殼具有延展性容納壁、被配置為在外殼內(nèi)部的壓力對應于電池故障事件時打開的常閉通風孔以及至少一個壓力均衡開口。
[0035]這些特征與功能可以在各種實施方式中獨立地實現(xiàn)或與其他實施方式組合來實現(xiàn)。實施方式的更多細節(jié)將參考以下說明和附圖來了解。
【附圖說明】
[0036]圖1是包括電力系統(tǒng)的飛機的示意圖。
[0037]圖2是包括可再充電電池的配電系統(tǒng)的實例的示意圖。
[0038]圖3是可再充電電池單元的示意圖。
[0039]圖4是用于可再充電電池的緩解系統(tǒng)(mitigat1n system)的示意圖。
[0040]圖5是在飛機操作循環(huán)期間緩解電池故障的后果的方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0041]參考示出了飛機110的圖1。飛機110包括機身120、機翼組件130、尾翼140以及推進單元150。飛機110進一步包括電力系統(tǒng)160。電力系統(tǒng)160包括由推進單元150驅(qū)動