CN109533274A - 具有嵌入式结构电池的飞机机身设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种具有嵌入式结构电池的飞机机身设备。示例性设备包括具有壁的机身。壁具有外表面、内表面、以及在外表面与内表面之间嵌入到壁中的结构电池。

Description

具有嵌入式结构电池的飞机机身设备
技术领域
本公开总体上涉及一种飞机机身设备，且更具体涉及一种具有嵌入式结构电池的飞机机身设备。
背景技术
结构电池为多功能装置，其在储存电能的同时也承载机械负载。结构电池可由碳纤维和/或碳复合材料的片材和/或板层制成，其由伏打电堆分隔开和/或掺有锂离子。结构电池可被形成为具有复杂的三维形状，包括可嵌入和/或结合到对象的其他复杂三维结构中的形状。
发明内容
公开了一种具有嵌入式结构电池的飞机机身设备。在一些公开的示例中，一种设备包括机身，该机身包括壁。在一些公开的示例中，壁具有外表面、内表面、以及在外表面与内表面之间嵌入到壁中的结构电池。
在一些公开的示例中，一种设备包括机身，该机身包括地板。在一些公开的示例中，地板具有上表面、下表面、以及在上表面与下表面之间嵌入到地板中的结构电池。
在一些公开的示例中，一种设备包括机身，该机身包括壁。在一些公开的示例中，壁具有外表面、内表面、以及在外表面与内表面之间嵌入到壁中的电池。在一些公开的示例中，电池包括由碳复合材料制成的壳体。在一些公开的示例中，壳体用于为壁提供结构支撑。
本发明的一实施例涉及一种包括机身的设备，该机身包括壁，该壁具有外表面、内表面、以及在外表面与内表面之间嵌入到壁中的结构电池。壁可将机身的内部区域与外部周围环境分隔开。这将提高性能和结构完整性。结构电池能够可拆卸地联接至壁。这将有助于维护和充电工作。结构电池可包括用于改善强度的外结构表面和内结构表面。结构电池可包括用于对结构电池充电的电极，这些电极可经由结构电池的外结构表面或内表面接近。壁可包括相对于壁的外表面向内形成的凹部，该凹部用于接收结构电池的内结构表面。这将增强结构设计及其使用。当结构电池被接收在凹部中时，结构电池的外结构表面可与壁的外表面平齐。设备还可包括位于凹部中以将结构电池可拆卸地联接至壁的磁性紧固件。结构电池的内结构表面可具有特征形状以待由壁的凹部的匹配特征形状接收。结构电池还可包括在外结构表面与内结构表面之间延伸的周缘表面，该周缘表面具有向外延伸的螺纹以使结构电池可拆卸地联接至壁的凹部。设备还可包括位于结构电池与壁之间的密封件或一组密封件。密封件或多个密封件可位于凹部内。
本发明的另一实施例涉及一种可包括机身的设备，该机身包括地板，该地板具有上表面、下表面、以及在上表面与下表面之间嵌入到地板中的结构电池。地板可将机身的客舱区域与机身的货物区域分隔开。这将提高结构设计的效率。电池能够可拆卸地联接至地板。地板可包括用于接收结构电池的凹部。
本发明的另一实施例涉及一种包括机身的设备，该机身包括壁，该壁具有外表面、内表面、以及在外表面与内表面之间嵌入到壁中的电池，该电池包括由碳复合材料制成的壳体，该壳体用于为壁提供结构支撑。壁可将机身的内部区域与外部周围环境分隔开。电池能够可拆卸地联接至壁。壁可包括相对于壁的外表面向内形成的凹部，该凹部用于接收电池。
附图说明
图1是根据本公开的教导的可嵌入到飞机的机身中的示例结构电池的侧视图。
图2是图1的示例结构电池的剖视图。
图3是图1和图2的嵌入到示例壁中的示例结构电池的透视图。
图4是包括具有根据本公开的教导构造的示例嵌入式结构电池的示例机身的示例飞机的透视图。
图5是包括图4的示例结构电池的图4的示例机身的剖视图。
图6是图5的一部分的放大视图。
图7是图6的剖视图，其被修改以示出示例螺纹连接，图4-图6的示例性结构电池能够经由该示例螺纹连接可拆卸地联接至图4-图6的示例机身的示例壁。
图8是图6的剖视图，其被修改以示出示例磁性紧固件，图4-图6的示例结构电池能够经由该示例磁性紧固件可拆卸地联接至图4-图6的示例机身的示例壁。
图9是图6的剖视图，其被修改以示出示例电极，图4-图6的示例结构电池可经由该示例电极充电。
图10是图6的剖视图，其被修改以示出位于图4-图6的示例结构电池与图4-图6的示例机身的示例壁之间的示例密封件。
图11是图6的剖视图，其被修改以示出示例散热片，图4-图6的示例结构电池可经由该散热片感应地冷却。
图12是图4的示例机身的透视图，其被修改以示出具有对应于与机身相关联的示例三角形图案的三角形形状的示例结构电池。
图13是图4的示例机身的透视图，其被修改以示出具有对应于与机身相关联的示例矩形图案的矩形形状的示例结构电池。
图14是图4的示例机身的透视图，其被修改以示出被布置成示例镶嵌布置的示例结构电池。
图15是图4和图5的示例机身的剖视图，其被修改以包括嵌入到机身的示例地板中的示例结构电池。
图16是图15的一部分的放大视图。
图17是图4、图5和图15的示例机身的剖视图，其被修改以包括嵌入到机身的示例架空储存室壁中的示例结构电池。
图18是图17的一部分的放大视图。
图19是图4、图5、图15和图17的示例机身的剖视图，其被修改以包括嵌入到机身的示例架空储存室后壁中的示例结构电池。
在上述附图中示出了某些示例，并且将在下文中详细描述这些示例。在描述这些示例时，相似或相同的附图标记用于识别相同或类似的元件。附图不必按比例绘制，并且出于清楚和/或简明的目的，附图的某些特征以及某些视图可按比例或示意性地放大示出。
具体实施方式
针对飞机机身的设计考虑往往受可需容纳在飞机中和/或飞机上以将电能供给至飞机的各种电动装置的电池的重量和/或体积限制和/或约束。额外的设计负担起因于需要开发并实现能够在电池和/或飞机的操作期间以成本有效的方式快速地冷却此类电池的机构。
如本文所使用的，术语“结构电池”是指具有由金属制成的壳体的电池，该金属可包括或可不包括镍钛诺、钨、晶体、碳化钨、奥氏体、马氏体、大理石、金钢石、立方氮化硼、碳纤维或碳复合堆积材料(包括单壁碳纳米管(SWCT)和/或多壁碳纳米管(MWCNT))，其中壳体为电池嵌入和/或结合到其内的对象提供结构支撑、共振摇摆模式的空气弹性变形阻尼和/或空气声学阻尼。如本文所使用的，术语“嵌入”意指成为整体部分。本文所公开的飞机机身设备包括嵌入到机身的一个或多个壁(例如，机身的外壁、机身的地板、机身的架空储存室壁等)中的结构电池。由于结构电池嵌入到机身壁中，因此所公开的飞机机身设备有利地提高了与飞机相关联的重量效率和/或体积效率。例如，通过将结构电池嵌入到机身壁中，将通过其他方式储存和/或容纳在飞机中和/或飞机上的其他位置处的额外的电池可从飞机省略和/或禁止。在一些示例中，所公开的飞机机身设备还有利地提供了一种用于在飞机的操作期间以成本有效的方式快速地冷却嵌入式结构电池的机构。例如，嵌入式结构电池的一个或多个部分可暴露在飞机外部的周围环境中，由此使得嵌入式结构电池能够与可存在于周围环境中的冷空气和/或关联气流相互作用(例如，在飞机的飞行期间)，和/或由此使得可经由对流热传递从嵌入式结构电池中带走热。
在一些示例中，本文所公开的嵌入式结构电池可与所公开的飞机机身设备的机身壁中的一个或多个一体形成。在此类示例中，嵌入式结构电池以及实现此类嵌入式结构电池的机身能够以有利地相伴形成、构成和/或制造，由此降低(例如，消除)与形成、构成和/或制造飞机的机身分开地形成、构成和/或制造用于飞机的其他电池的任何需要。
图1是根据本公开的教导的可嵌入到飞机的机身中的示例结构电池100的侧视图。图2是图1的示例结构电池100的剖视图。图1和图2的结构电池100包括具有第一示例结构表面104以及与第一示例结构表面104相对设置的第二示例结构表面106的示例壳体102。第一结构表面104、第二结构表面106和/或更概括地，图1和图2的壳体102被配置成承载机械负载。在图1和图2所示的示例中，结构电池100的壳体102由金属材料制成，该壳体可以或可不以增材制造的方式(例如，金属粉末熔融)制造。在其他示例中，替代地，壳体102可由以下制造而成：塑料、聚碳酸酯材料、任何非金属材料和/或非金属材料及金属材料的任何异质置换。
如图2所示，结构电池100进一步包括在结构电池100的第一结构表面104与第二结构表面106之间定位在壳体102内的示例伏打电堆202。图2的伏打电堆202被配置成存储电能。在一些示例中，壳体102(例如，包括第一结构表面104以及第二结构表面106)、伏打电堆202和/或更概括地，图1和图2的结构电池100可经由增材制造(AM)工艺制造。
在图1和图2所示的示例中，结构电池100的壳体102具有由第一结构表面104、第二结构表面106、示例中心轴108、以及在第一结构表面104与第二结构表面106之间延伸的示例周缘表面110限定的圆柱形形状(例如，圆盘形状)。图1和图2的第一结构表面104以及第二结构表面106具有与图1和图2的结构电池100的壳体102的圆柱形形状相对应的圆形轮廓。在其他示例中，图1和图2的第一结构表面104和/或第二结构表面106可具有与图1和图2的结构电池100的壳体102的圆柱形形状相对应的弯曲、波状、锯齿状、浮雕形和/或椭圆形轮廓。
在一些示例中，结构电池100的壳体102具有的直径(例如，穿过图1和图2的中心轴108横跨图1和图2的第一结构表面104测量)在0.000001至300.0英寸之间，且具有的高度(例如，沿着图1和图2的中心轴108在图1和图2的第一结构表面104与第二结构表面106之间测量)在0.000001至300.0英寸之间。在图1和图2所示的示例中，结构电池100的壳体102具有的直径约为7.0英寸，且具有的高度约为2.0英寸。在一些示例中，壳体102可具有适于手持的尺寸。在一些示例中，壳体102可具有纳米级尺寸。在一些示例中，壳体102具有的重量可约为一百磅。
在一些示例中，图1和图2的结构电池100的壳体102的第一结构表面104和/或第二结构表面106可以是平坦的和/或平面的。在其他示例中，图1和图2的结构电池100的壳体102的第一结构表面104和/或第二结构表面106可具有弯曲和/或非平面形状。例如，图1和图2的结构电池100的壳体102的第一结构表面104和/或第二结构表面106可具有被配置成与周围对象的所选形状和/或轮廓相匹配和/或大体上对齐的凹入形状和/或凸出形状，图1和图2的结构电池100可嵌入到该周围对象中。
在一些示例中，图1和图2的结构电池100的壳体102可具有与上述形状、直径和/或高度不同的形状、直径和/或高度。例如，图1和图2的结构电池100的第一结构表面104和/或第二结构表面106可具有替代形状，例如，椭圆形形状、三角形形状、矩形形状、方形形状、五边形形状、六边形形状或任何其他多边形形状。在此类示例中，结构电池100的三维形状可与第一结构表面104和/或第二结构表面106的二维形状相对应。作为另一示例，随着周缘表面110从第一结构表面104朝向图1和图2的第二结构表面106前进，图1和图2的结构电池100的周缘表面110可朝向结构电池100的中心轴108呈锥形。在此类示例中，图1和图2的第二结构表面106可具有的直径小于图1和图2的第一结构表面104的直径。作为又一示例，图1和图2的结构电池100的壳体102可具有大体上大于和/或大体上小于上述直径范围和/或高度范围的直径和/或高度。在一些示例中，图1和图2的结构电池100的壳体102的尺寸设置可实现松弛配合、过渡配合(例如，压紧配合)和/或间隙配合的精确插入尺寸设置。在图1和图2所示的示例中，结构电池100的壳体102进一步包括分别在第一结构表面104与第二结构表面106之间位于结构电池100的壳体102的周缘表面110周围的示例螺纹112以及示例凹槽114。图1和图2的螺纹112从结构电池100的壳体102的周缘表面110向外延伸并被配置成由对象(未示出)的对应螺纹接收和/或与该对应螺纹匹配，以使图1和图2的结构电池100可拆卸地联接至对象。图1和图2的凹槽114从结构电池100的壳体102的周缘表面110向内延伸并被配置成接收和/或保持能够在图1和图2的结构电池100与结构电池100联接于此的对象(未示出)之间形成密封的O形环(未示出)。在其中结构电池100经由AM工艺制造而成的一些示例中，凹槽114最初可由脱离式支撑材料(未示出)填充。在此类示例中，脱离式支撑材料为不规则碎片形，并且因此可从结构电池100移除和/或分离(例如，当AM工艺完成时)，其中脱离式支撑材料的移除和/或分离导致图1和图2的所形成凹槽114。在其他示例中，在图1和图2所示的示例中示出的螺纹112和/或凹槽114可不存在于结构电池100的壳体102中和/或可从壳体102省略。
图3是图1和图2的嵌入到示例壁300中的示例结构电池100的透视图。图3的壁300包括示例第一结构表面302以及与第一结构表面302相对设置的示例第二结构表面304。在图3所示的示例中，结构电池100嵌入到壁300中，使得结构电池100的第一结构表面104与壁300的第一结构表面302大体上平齐，且结构电池100的第二结构表面106与壁300的第二结构表面304大体上平齐。在其他示例中，结构电池100的第一结构表面104和/或第二结构表面106改为可定位在由壁300的第一结构表面302和第二结构表面304限定的壁300的边界内，而结构电池100的第一结构表面104和/或第二结构表面106不与壁300的第一结构表面302和/或第二结构表面304中的对应表面大体上平齐。
在一些示例中，图1-图3的结构电池100可结合到图3的壁300中，使得结构电池100永久性地和/或不可拆卸地联接至壁300和/或与壁300一起形成。在其他示例中，图1-图3的结构电池100可嵌入到图3的壁300中，使得结构电池100可拆卸地联接至壁300。例如，壁300可包括位于壁300的第一结构表面302与第二结构表面304之间的接收螺纹(未示出)。壁300的接收螺纹可被配置成均匀地接收图1-图3的结构电池100的螺纹112和/或与螺纹112匹配，以将结构电池100可拆卸地联接至壁300。
图4是包括具有根据本公开的教导构造的示例嵌入式结构电池404的示例机身402的示例飞机400的透视图。在一些示例中，图4的结构电池404可经由上文所述的图1-图3的结构电池100实现。在图4所示的示例中，飞机400的机身402包括具有示例外表面和/或外蒙皮408的示例壁406。图4的结构电池404嵌入到图4的机身402的壁406中，使得结构电池404的示例外结构表面410与壁406的外表面408的围绕结构电池404的部分大体上平齐。因此，图4的结构电池404可从图4的飞机400的机身402外侧的位置接近。在其他示例中，另外地或替代地，图4的结构电池404肯定可从图4的飞机400的机身402内的位置接近。
在图4所示的示例中，结构电池404的外结构表面410具有与形成在机身402的壁406的外表面408中的圆形形状相对应的圆形形状。图4的结构电池404的外结构表面410可弯曲以与壁406的外表面408的围绕结构电池404的部分的对应弯曲形形状匹配和/或对齐。图4的结构电池404经由一个或多个紧固和/或联接机构可拆卸地联接至机身402的壁406。例如，图4的结构电池404可包括螺纹(例如，类似于图1-图3的结构电池100的螺纹112)，这些螺纹可由形成在图4的机身402的壁406中的对应接收螺纹接收和/或与该对应接收螺纹匹配，以使结构电池404可拆卸地联接至壁406。作为另一示例，图4的结构电池404可经由一个或多个磁性紧固件可拆卸地联接至图4的机身402的壁406。作为另一示例，图4的结构电池404可经由基于真空的压差(例如，经由单向阀)可拆卸地联接至图4的机身402的壁406。
在图4所示的示例中，结构电池404在机身402的示例下部412处和/或沿着该示例下部412嵌入到机身402的壁406内。在其他示例中，图4的结构电池404可在机身402的示例中部414、机身402的示例上部416、机身402的示例底部418或机身402的示例顶部420中的一者处和/或沿着其中的一者嵌入到机身402的壁406内。如图4所示，附加示例结构电池422也可在机身402的下部412处和/或沿着该下部412嵌入到机身402的壁406中。飞机400可包括任意数量的附加结构电池422，并且此类附加结构电池422中的相应结构电池可在机身402的下部412、中部414、上部416、底部418和/或顶部420中的任一者处和/或沿着其中的任一者嵌入到机身402的壁406中。附加结构电池422中的相应结构电池可具有各种尺寸和/或形状，包括与上文所述的图4的结构电池404和/或图1的结构电池100的尺寸和/或形状不同的尺寸和/或形状。图4的结构电池404以及附加结构电池422可以任何组合排列结构、构造、图案和/或镶嵌图案(包括示出在图4所示的示例中的结构、构造和图案)设置、定位和/或嵌入。
图5是包括图4的示例结构电池404的图4的示例机身402的剖视图。图6是图5的一部分的放大视图。如在图5所示的示例中示出的，机身402包括图4的壁406并进一步包括示例地板502以及示例架空储存室壁504。机身402的壁406将机身402的示例内部区域506与围绕机身402的示例外部周围环境508分隔开。机身402的地板502将机身402的示例客舱区域510与机身402的示例货物区域512分隔开。机身402的架空储存室壁504将机身402的示例架空储存室区域514与机身402的客舱区域510分隔开。图5的壁406、地板502、架空储存室壁504、内部区域506、客舱区域510、货物区域512和/或架空储存室区域514可具有各种尺寸、形状、布置和/或构造，包括如在图5所示的示例中示出的相应尺寸、形状、布置和/或构造。
如在图5和图6所示的示例中示出的，机身402的壁406包括外表面和/或外蒙皮408并进一步包括与外表面和/或外蒙皮408相对设置的示例内表面和/或内蒙皮516。如图6所示，示例凹部602形成在机身402的壁406中。壁406的凹部602从壁406的外表面408朝向壁406的内表面516向内和/或成直线地延伸和/或扩张。在其他扩张示例中，凹部602可改为从壁406的内表面516朝向壁406的外表面408向外延伸。在图6所示的示例中，凹部602部分地而非完全地延伸穿过壁406。在其他示例中，图6的凹部602可为延伸穿过壁406的开口。
如图6所示，结构电池404包括外结构表面410并进一步包括与外结构表面410相对设置的示例内结构表面604、以及在外结构表面410与内结构表面604之间延伸的示例周缘表面606。在一些示例中，图4-图6的结构电池404的外结构表面410可与上文所述的图1-图3的结构电池100的第一结构表面104相对应，图4-图6的结构电池404的内结构表面604可与上文所述的图1-图3的结构电池100的第二结构表面106相对应，且图4-图6的结构电池404的周缘表面606可与上文所述的图1-图3的结构电池100的周缘表面110相对应。
在图6所示的示例中，凹部602的尺寸、形状和/或构造被设置成接收内结构表面604、周缘表面606和/或更概括地，图4-图6的结构电池404，使得结构电池404在壁406的凹部602内嵌入到图4-图6的机身402的壁406中。图6的凹部602可具有任何与图4-图6的结构电池404的尺寸、形状和/或构造相对应和/或匹配地构造的尺寸、形状和/或构造。在图5和6所示的示例中，结构电池404在壁406的外表面408与内表面516之间嵌入到机身402的壁406中(例如，位于壁406的凹部602内)，使得结构电池404的外结构表面410与壁406的外表面408平齐。如图6所示，结构电池404的外结构表面410可弯曲以与壁406的外表面408的围绕结构电池404的部分的对应弯曲形状匹配和/或对齐。
如图6所示，当结构电池404嵌入到机身402的壁406的凹部602中时，结构电池404的外结构表面410与存在于围绕飞机400的机身402的外部周围环境508中(例如，在飞机400的飞行期间)的冷空气和/或关联气流相互作用和/或暴露于其中。将结构电池404的外结构表面410暴露于上述冷空气(例如，寒冷空气)和/或气流中使得外结构表面410和/或更概括地，结构电池404能够在结构电池404和/或飞机400的操作期间被冷却。
在一些示例中，图4-图6的结构电池404能够经由一个或多个紧固和/或联接机构可拆卸地联接至凹部602和/或更概括地，图4-图6的机身402的壁406。例如，图7是图6的剖视图，其被修改以示出示例螺纹连接702，图4-图6的示例结构电池404能够经由该示例螺纹连接可拆卸地联接至图4-图6的示例机身402的示例壁406。在图7所示的示例中，螺纹连接702经由形成在结构电池404上的示例螺纹704与形成在凹部602中的示例接收螺纹706配合而形成。在一些示例中，结构电池404的螺纹704可旋拧至凹部602的接收螺纹706中，使得结构电池404的外结构表面410与壁406的外表面408的围绕结构电池404的部分平齐，如图7所示。在一些示例中，螺纹连接702可通过如下形成：将结构电池404手动拧紧、旋转和/或扭转到凹部602中的期望、公知和/或已知位置，在该位置处，结构电池404的外结构表面410距壁406的外表面408期望、公知和/或已知距离。
作为另一示例，图8是图6的剖视图，其被修改以示出示例磁性紧固件802，图4-图6的示例结构电池404能够经由该示例磁性紧固件可拆卸地联接至图4-图6的示例机身402的示例壁406。在图8所示的示例中，磁性紧固件802形成在壁406的凹部602中和/或沿着该凹部602形成。内结构表面604、周缘表面606和/或更概括地，结构电池404可具有磁性，这使得由图8的磁性紧固件802产生和/或施加至该磁性紧固件802的磁力能够将结构电池404固定、吸引、吸收、保持和/或通过其他方式联接至壁406的凹部602。在一些示例中，由图8的磁性紧固件802产生和/或施加至该磁性紧固件802的磁力可自动失效和/或解除，使得结构电池404能够从机身402的壁406的凹部602移除、弹出和/或移出。
在一些示例中，图4-图6的结构电池404可经由一个或多个充电机构充电和/或再充电。例如，图9是图6的剖视图，其被修改以示出示例电极902，图4-图6的示例结构电池404可经由这些电极充电。图9的电极902形成在结构电池404的外结构表面410上和/或外结构表面410内。因此，图9的电极902可从图4-图6的飞机400的机身402外侧的位置更换、操纵和/或接近。在一些示例中，图9的电极902可进一步实现结构电池404的放电和/或结构电池404的电压/电容感测。在一些示例中，图9的电极902使得能够经由控制逻辑和/或与电极902相关联的编码将结构电池404的电压和/或电容设定和/或等同于目标/黄金平衡。在一些示例中，结构电池404可在充电器可检测结构电池404的健康状况或状态的情况下快速地充电，其中这种检测可包括避免破坏性充电或放电。
在一些示例中，密封件(例如，防风雨密封件、防雷密封件、气密性密封件等)可恰当地形成在图4-图6的结构电池404与凹部602和/或更概括地，图4-图6的机身402的壁406之间。例如，图10是图6的剖视图，其被修改以示出设置在图4-图6的示例结构电池404与图4-图6的示例机身402的示例壁406之间的示例密封件1002。在图10所示的示例中，密封件1002联接(例如，固定地联接)和/或粘附至壁406的凹部602的表面的一个或多个部分。如图10所示，当结构电池404联接至和/或嵌入到壁406的凹部602中时，结构电池404的内结构表面604和/或周缘表面606接触图10的密封件1002。如在图10所示的示例中进一步示出的，图10的密封件1002位于结构电池404的外结构表面410与壁406的外表面408的围绕结构电池404的部分之间。
在其他示例中，替代地，图10的密封件1002可联接(例如，固定地联接)和/或粘附至结构电池404的内结构表面604和/或周缘表面606的一个或多个部分。在此类其他示例中，当结构电池404联接至和/或嵌入到壁406的凹部602中时，壁406的凹部602的表面的一个或多个部分接触结构电池404的密封件1002。
在一些示例中，图4-图6的结构电池404可经由一个或多个感应冷却机构(例如，热条带、热脂、液体冷却、散热片等)对流地、辐射地和/或感应地冷却。例如，图11是图6的剖视图，其被修改以示出示例散热片1102，图4-图6的示例结构电池404可经由这些散热片感应地冷却。图11的散热片1102形成在结构电池404的外结构表面410上和/或形成在外结构表面410中并由此向外延伸。因此，图11的散热片1102可从图4-图6的飞机400的机身402外侧的位置接近。图11的散热片1102可引导和/或引起存在于围绕机身402的外部周围环境508中的空气和/或关联气流朝向和/或经过图4-图6的结构电池404的外结构表面410移动。引导、致使和/或引起这种空气和/或气流朝向和/或经过结构电池404的外结构表面410移动使得外结构表面410和/或更概括地，结构电池404能够在结构电池404和/或飞机400的操作期间被冷却(例如，快速地冷却)。图11的散热片1102可与流旋涡对齐和/或可改变流动。替代地，图11的散热片1102可为杆或其他可实现对流和/或辐射热传递的形状。
图12是图4的示例机身402的透视图，其被修改以示出具有对应于与机身402相关联的示例三角形形状图案1204的三角形形状的示例结构电池1202。图12的三角形形状结构电池1202中的相应三角形形状结构电池嵌入到对应的相应三角形形状凹部中，这些三角形形状凹部限定图12的三角形形状图案1204。在一些示例中，图12的三角形形状结构电池1202中的相应三角形形状结构电池可联接至三角形形状结构电池1202中的一个或多个其他相应三角形形状结构电池。在图12所示的示例中，三角形形状图案1204是一种形成在机身402的壁406中和/或形成在壁406上的等网格图案。在一些示例中，三角形形状图案1204可形成在壁406的外表面408的一部分中和/或形成在外表面408的一部分上。例如，图12的三角形形状图案1204沿着机身402的壁406的下部412形成。在其他示例中，三角形形状图案1204可沿着机身402的壁406的一个或多个额外和/或不同部分(例如，中部414、上部416、底部418和/或顶部420)形成。在一些示例中，三角形形状图案1204可沿着机身402的几乎整个壁406形成和/或在几乎整个壁406上延伸。
图13是图4的示例机身402的透视图，其被修改以示出具有对应于与机身402相关联的示例矩形形状图案1304的矩形形状的示例结构电池1302。图13的矩形形状结构电池1302中的相应矩形形状结构电池嵌入到对应的相应矩形形状凹部中，这些矩形形状凹部限定图13的矩形形状图案1304。在一些示例中，图13的矩形形状结构电池1302中的相应矩形形状结构电池可联接至矩形形状结构电池1302中的一个或多个其他相应矩形形状结构电池。在图13所示的示例中，矩形形状图案1304是一种形成在机身402的壁406中和/或形成在壁406上的正网格图案。在一些示例中，矩形形状图案1304可形成在壁406的外表面408的一部分中和/或形成在外表面408的一部分上。例如，图13的矩形形状图案1304沿着机身402的壁406的下部412形成。在其他示例中，矩形形状图案1304可沿着机身402的壁406的一个或多个额外和/或不同部分(例如，中部414、上部416、底部418和/或顶部420)形成。在一些示例中，矩形形状图案1304可沿着机身402的几乎整个壁406形成和/或在几乎整个壁406上延伸。
图14是图4的示例机身402的透视图，其被修改以示出被布置成示例镶嵌布置1404的示例结构电池1402。在图14所示的示例中，镶嵌布置1404由具有不同形状(例如，具有不同尺寸和/或构造的矩形、具有不同尺寸和/或构造的三角形等)的结构电池1402构成。图14的结构电池1402中的相应结构电池嵌入到对应的相应凹部中，这些凹部限定图14的镶嵌布置1404。在一些示例中，图14的结构电池1402中的相应结构电池可联接至结构电池1402中的一个或多个其他相应结构电池。在一些示例中，镶嵌布置1404可形成在壁406的外表面408的一部分中和/或形成在外表面408的一部分上。例如，图14的镶嵌布置1404沿着机身402的壁406的下部412形成。在其他示例中，镶嵌布置1404可沿着机身402的壁406的一个或多个额外和/或不同部分(例如，中部414、上部416、底部418和/或顶部420)形成。在一些示例中，镶嵌布置1404可沿着机身402的几乎整个壁406形成和/或在几乎整个壁406上延伸。在一些示例中，与结构电池的镶嵌布置相关联的结构电池镶嵌密度可表示为：
其中K为结构电池数量(例如，无限可数的结构电池的总数量，其中范围为Si为结构电池表面积、γ为飞机的润湿表面积，且Λ为覆盖有结构电池的蒙皮的比率(例如，结构电池表面积密度)。在一些示例中，Λ具有的值可等于1.0。
图15是图4和图5的示例机身402的剖视图，其被修改以包括嵌入到机身402的示例地板502中的示例结构电池1502。图16是图15的一部分的放大视图。如上文结合图5所讨论的，机身402的地板502将机身402的客舱区域510与机身402的货物区域512分隔开。如在图15和图16所示的示例中示出的，机身402的地板502包括示例上表面1504以及与上表面1504相对设置的示例下表面1506。如图16所示，示例凹部1602形成在机身402的地板502中。地板502的凹部1602从地板502的下表面1506朝向地板502的上表面1504向上延伸。在其他示例中，凹部1602可改为从地板502的上表面1504朝向地板502的下表面1506向下延伸。在图16所示的示例中，凹部1602部分地而非完全地延伸穿过地板502。在其他示例中，图16的凹部1602可为延伸穿过地板502的开口。
如图16所示，结构电池1502包括示例上结构表面1604、与上结构表面1604相对设置的示例下结构表面1606、以及在上结构表面1604与下结构表面1606之间延伸的示例周缘表面1608。在一些示例中，图15和图16的结构电池1502的下结构表面1606可与上文所述的图1-图3的结构电池100的第一结构表面104相对应，图15和图16的结构电池1502的上结构表面1604可与上文所述的图1-图3的结构电池100的第二结构表面106相对应，且图15和图16的结构电池1502的周缘表面1608可与上文所述的图1-图3的结构电池100的周缘表面110相对应。
在图16所示的示例中，凹部1602的尺寸、形状和/或构造被设置成接收上结构表面1604、周缘表面1608和/或更概括地，图15和图16的结构电池1502，使得结构电池1502在地板502的凹部1602内嵌入到图15和16的机身402的地板502中。图16的凹部1602可具有任何与图15和图16的结构电池1502的尺寸、形状和/或构造相对应和/或匹配地构造的尺寸、形状和/或构造。在图15和图16所示的示例中，结构电池1502在地板502的上表面1504与下表面1506之间嵌入到机身402的地板502中(例如，位于地板502的凹部1602内)，使得结构电池1502的下结构表面1606与地板502的下表面1506平齐。
在一些示例中，图15和图16的结构电池1502能够经由一个或多个紧固和/或联接机构可拆卸地联接至凹部1602和/或更概括地，图15和16的机身402的地板502。例如，结构电池1502能够经由螺纹连接(例如，上文所述的图7的示例螺纹连接702)、磁性紧固件(例如，上文所述的图8的示例磁性紧固件802)或基于真空的压差(例如，经由单向阀)可拆卸地联接至凹部1602。
图17是图4、图5和图15的示例机身402的剖视图，其被修改以包括嵌入到机身402的示例架空储存室壁504中的示例结构电池1702。图18是图17的一部分的放大视图。如上文结合图5所讨论的，机身402的架空储存室壁504将机身402的架空储存室区域514与机身402的客舱区域510分隔开。如在图17和图18所示的示例中示出的，机身402的架空储存室壁504包括示例内部表面1704(例如，面向机身402的架空储存室区域514)以及与内部表面1704相对设置的示例外部表面1706(例如，面向机身402的客舱区域510)。如图18所示，示例凹部1802形成在机身402的架空储存室壁504中。架空储存室壁504的凹部1802从架空储存室壁504的内部表面1704朝向架空储存室壁504的外部表面1706向下延伸。在其他示例中，凹部1802可改为从架空储存室壁504的外部表面1706朝向架空储存室壁504的内部表面1704向上延伸。在图18所示的示例中，凹部1802部分地而非完全地延伸穿过架空储存室壁504。在其他示例中，图18的凹部1802可为延伸穿过架空储存室壁504的开口。
如图18所示，结构电池1702包括示例向内结构表面1804(例如，面向机身402的架空储存室区域514)、与向内结构表面1804相对设置的示例向外结构表面1806(例如，面向机身402的客舱区域510)、以及在向内结构表面1804与向外结构表面1806之间延伸的示例周缘表面1808。在一些示例中，图17和图18的结构电池1702的向内结构表面1804可与上文所述的图1-图3的结构电池100的第一结构表面104相对应，图17和图18的结构电池1702的向外结构表面1806可与上文所述的图1-图3的结构电池100的第二结构表面106相对应，且图17和18的结构电池1702的周缘表面1808可与上文所述的图1-图3的结构电池100的周缘表面110相对应。
在图18所示的示例中，凹部1802的尺寸、形状和/或构造被设置成接收向外结构表面1806、周缘表面1808和/或更概括地，图17和18的结构电池1702，使得结构电池1702在架空储存室壁504的凹部1802内嵌入到图17和18的机身402的架空储存室壁504中。图18的凹部1802可具有任何与图17和图18的结构电池1702的尺寸、形状和/或构造相对应和/或匹配地构造的尺寸、形状和/或构造。在图17和图18所示的示例中，结构电池1702在架空储存室壁504的内部表面1704与外部表面1706之间嵌入到机身402的架空储存室壁504中(例如，位于架空储存室壁504的凹部1802内)，使得结构电池1702的向内结构表面1804与架空储存室壁504的内部表面1704平齐。
在一些示例中，图17和图18的结构电池1702能够经由一个或多个紧固和/或联接机构可拆卸地联接至凹部1802和/或更概括地，图17和图18的机身402的架空储存室壁504。例如，结构电池1702能够经由螺纹连接(例如，上文所述的图7的示例螺纹连接702)或磁性紧固件(例如，上文所述的图8的示例磁性紧固件802)可拆卸地联接至凹部1802。
图19是图4、图5、图15和图17的示例机身402的剖视图，其被修改以包括嵌入到机身402的示例架空储存室后壁1904中的示例结构电池1902。如上文结合图5所讨论的，机身402的架空储存室壁504将机身402的架空储存室区域514与机身402的客舱区域510分隔开。如在图19所示的示例中示出的，机身402的架空储存室后壁1904邻近机身402的壁406的外表面408。由于结构电池1902嵌入到架空储存室后壁1904中且架空储存室后壁1904邻近机身402的壁406的外表面408，因此结构电池1902可有利地以传导的方式被冷却。在一些示例中，图19的结构电池1902可嵌入到从外表面向内延伸或从架空储存室后壁1904的内表面向外延伸的凹部中。在其他示例中，凹部可为延伸穿过架空储存室后壁1904的开口。
根据上述内容，将理解的是，公开了一种具有嵌入式结构电池的飞机机身设备。所公开的飞机机身设备包括嵌入到机身的一个或多个壁(例如，机身的外壁、机身的地板、机身的架空储存室壁等)中的结构电池。由于结构电池嵌入到机身壁中，因此所公开的飞机机身设备有利地提高了与飞机相关联的重量效率和/或体积效率。例如，通过将结构电池嵌入到机身壁中，将通过其他方式储存和/或容纳在飞机中和/或飞机上的其他位置处的额外电池可从飞机去除。
在一些示例中，所公开的飞机机身设备还有利地提供了一种用于在飞机的操作期间以成本有效的方式快速地冷却嵌入式结构电池的机构。例如，嵌入式结构电池的一个或多个部分可暴露在飞机外部的周围环境中，由此使得嵌入式结构电池能够与存在于周围环境中的冷空气和/或关联气流相互作用(例如，在飞机的飞行期间)，和/或由此使得可经由对流热传递从嵌入式结构电池中带走热。
在一些示例中，本文所公开的嵌入式结构电池可与所公开的飞机机身设备的机身壁中的一个或多个一体地形成。在此类示例中，嵌入式结构电池以及实现此类嵌入式结构电池的机身能够有利地相伴形成、构成和/或制造，由此降低(例如，消除和/或禁止)与形成、构成和/或制造飞机的机身分开地形成、构成和/或制造用于飞机的其他电池的任何需要。
在一些公开的示例中，一种设备包括机身，该机身包括壁。在一些公开的示例中，壁具有外表面、内表面、以及在外表面与内表面之间嵌入到壁中的结构电池。
在一些公开的示例中，该壁将机身的内部区域与外部周围环境分隔开。在一些公开的示例中，结构电池可拆卸地联接至壁。在一些公开的示例中，结构电池包括外结构表面以及内结构表面。
在一些公开的示例中，结构电池包括用于对结构电池充电的电极。在一些公开的示例中，电极可经由结构电池的外结构表面接近。
在一些公开的示例中，壁包括相对于该壁的外表面向内形成的凹部。在一些公开的示例中，凹部用于接收结构电池的内结构表面。在一些公开的示例中，当结构电池被接收在凹部中时，结构电池的外结构表面可与壁的外表面平齐。
在一些公开的示例中，设备进一步包括位于凹部中以将结构电池可拆卸地联接至壁的磁性紧固件。
在一些公开的示例中，结构电池的内结构表面具有由壁的凹部的匹配特征形状接收的特征形状。
在一些公开的示例中，结构电池进一步包括在第一结构表面与第二结构表面之间延伸的周缘表面。在一些公开的示例中，周缘表面具有向外延伸的螺纹以将结构电池可拆卸地联接至壁的凹部。
在一些公开的示例中，设备进一步包括位于结构电池与壁之间的密封件。在一些公开的示例中，密封件位于凹部内。
在一些公开的示例中，设备包括机身，该机身包括地板。在一些公开的示例中，地板具有上表面、下表面、以及在上表面与下表面之间嵌入到地板中的结构电池。
在一些公开的示例中，地板将机身的客舱区域与机身的货物区域分隔开。在一些公开的示例中，结构电池可拆卸地联接至地板。在一些公开的示例中，地板包括用于接收结构电池的凹部。
在一些公开的示例中，设备包括机身，该机身包括壁。在一些公开的示例中，壁具有外表面、内表面、以及在外表面与内表面之间嵌入到壁中的电池。在一些公开的示例中，电池包括由碳复合材料制成的壳体。在一些公开的示例中，壳体用于为壁提供结构支撑。
在一些公开的示例中，壁将机身的内部区域与外部周围环境分隔开。在一些公开的示例中，电池可拆卸地联接至壁。在一些公开的示例中，壁包括相对于该壁的外表面向内形成的凹部。在一些公开的示例中，凹部用于接收电池。
虽然已在本文中公开了一些示例方法、设备以及制造物品，但本专利的覆盖范围并不局限于此。相反，本专利广泛地涵盖并包括合法地落入本专利的权利要求书的范围内的所有方法、设备以及制造物品。

Claims (12)

1.一种设备，包括：
机身(402)，所述机身包括壁(406)，所述壁具有外表面(408)、内表面(516)、以及在所述外表面与所述内表面之间嵌入到所述壁中的结构电池(404)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述壁将所述机身的内部区域(506)与外部周围环境(508)分隔开。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述结构电池能拆卸地联接至所述壁。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述结构电池包括外结构表面(410)以及内结构表面(604)。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述结构电池包括用于对所述结构电池充电的电极(902)，其中，所述电极能经由所述结构电池的所述外结构表面接近。
6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述壁包括相对于所述壁的所述外表面向内形成的凹部(602)，其中，所述凹部用于接收所述结构电池的所述内结构表面。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，当所述结构电池被接收在所述凹部中时，所述结构电池的所述外结构表面与所述壁的所述外表面平齐。
8.根据权利要求6所述的设备，进一步包括位于所述凹部中以将所述结构电池能拆卸地联接至所述壁的磁性紧固件(802)。
9.根据权利要求6所述的设备，其中，所述结构电池的所述内结构表面具有由所述壁的所述凹部的匹配特征形状接收的特征形状。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述结构电池进一步包括在所述外结构表面与所述内结构表面之间延伸的周缘表面(606)，其中，所述周缘表面具有向外延伸的螺纹(704)以将所述结构电池能拆卸地联接至所述壁的所述凹部。
11.根据权利要求6所述的设备，进一步包括位于所述结构电池与所述壁之间的密封件(1002)。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述密封件位于所述凹部内。
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