CN114829253A - 集装箱集成电池组件 - Google Patents

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Abstract

多式联运系统包括无人机和集装箱。所述无人机包括无人机电池和所述集装箱包括集装箱电池。所述集装箱电池被配置为在所述无人机操作期间为所述无人机电池充电。所述集装箱电池被配置为在所述集装箱闲置时充电。所述集装箱电池可以与所述集装箱成一体或耦合至所述集装箱。

Description

集装箱集成电池组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年11月21日提交的标题为“集装箱集成电池组件”的美国临时专利申请序列号62/938,721的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及用于改进式多式联运的装置、系统和方法；特别是集装箱集成电池组件。
背景技术
背景技术部分中讨论的主题不应仅仅因其在背景技术部分中提及而被认为是现有技术。类似地，背景技术部分中提到的或者与背景技术部分的主题相关联的问题不应该被认为是先前在现有技术中已经认识到的。背景技术部分中的主题仅仅代表不同的方法，这些方法本身可以是发明。
出于本公开的目的，电池模块包括多个电连接的电池砖组件。这些电池砖组件又可以包括并联的、串联的或组合的，电化学电池或静电电池组，下文统称为“电池”，这些电池可以充电以提供静态电位，也可以在需要时释放电荷。当电池装在电池模块中时，所述电池通常通过金属条，金属带，金属丝，母线等连接在一起，这些金属条，金属带，金属丝，母线等被焊接、锡焊或以其他方式紧固在每个电池上，以将它们以所需的配置连接在一起。
一个电池可以由至少一个正电极和至少一个负电极组成。这种电池的一种常见形式是众所周知的二次电池，封装在圆柱形金属罐或棱柱形壳体中的。用于这种二次电池的化学物质有，例如，锂钴氧化物、锂锰、磷酸铁锂、镍镉、镍锌和镍金属氢化物。其他类型的电池包括电容器，这些电容器可以是电解质电容器、钽电容器、陶瓷电容器、磁性电容器的形式，并且包括超级电容器和超电容器系列。这种电池是大规模生产的，因为消费者市场对低成本可充电储能的需求不断增长。
多式联运是使用多于一种的货运方式(例如，卡车和铁路、铁路和无人机、船舶和无人机等)的运输。第一种模式可以将多个集装箱从第一位置运输到第二位置。第二种模式可以将所述多个集装箱中的集装箱从第二位置运输到第三位置。通过使用两种方式，可以将大量集装箱带到配送中心，并将所述集装箱从区域配送中心分散到本地配送中心。例如，一艘船可能将大量集装箱从一个港口运到第二个港口。然后，火车可以将一部分集装箱从第二港口运输到第二港口所在国家的配送中心。在多式联运期间，运输方式通常会在第一地点和第二地点之间清晰的移动。无人机开始用于多式联运。
发明内容
本文公开了一种多式联运系统。所述多式联运系统包括无人机和集装箱。所述无人机可以配置为搭载250磅到2500磅之间的负载。所述无人机包括无人机电池。所述集装箱包括一个集装箱电池。所述集装箱电池被配置为在无人机操作期间给无人机电池充电和/或扩展无人机电池的范围。所述集装箱电池被配置为在集装箱闲置时(例如，在运输中、被装载时等)充电。
附图说明
当结合附图参考时，可以通过参考详细描述和权利要求来获得对本公开的更完整的理解，其中相同的附图标记在整个附图中指代相似的元件，并且其中：
图1图示了根据各种实施方式的多式联运系统；
图2图示了根据各种实施方式的多式联运系统的集装箱；
图3图示了根据各种实施方式的多式联运系统；
图4图示了根据各种实施方式的为多式联运的无人机充电的方法；
图5图示了根据各种实施方式的为多式联运的无人机充电的方法；和
图6图示了根据各种实施方式的多式联运系统。
具体实施方式
以下描述仅是各种示例性实施方式，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，以下描述旨在为实现包括最佳模式的各种实施方式提供方便的说明。显而易见的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以对这些实施方式中描述的元件的功能和布置进行各种改变。例如，在任何方法或过程描述中引用的步骤可以以任何顺序执行，并且不一定限于所呈现的顺序。此外，许多制造功能或步骤可以外包给一个或多个第三方或由一个或多个第三方执行。此外，对单数的任何引用包括多个实施方式，对多于一个部件或步骤的任何引用可以包括单数的实施方式或步骤。而且，对附接、固定、连接等的任何引用可以包括永久、可移除、暂时、部分、全部和/或任何其他可能的附接选项。如本文所用，术语“耦合的”、“耦合”或其任何其他变型旨在涵盖物理连接、电连接、磁连接、光连接、通信连接、功能连接和/或任何其他连接。
为了简洁起见，用于机械系统构造、管理、操作、测量、优化和/或控制的常规技术，以及用于机械动力传递、调制、控制和/或使用的常规技术在此不再详细描述。此外，本文包含的各种附图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应当注意，在模块化结构中可以存在许多可替代的或附加的功能关系或物理连接。
本文公开了一种多式联运系统。所述多式联运系统可以包括无人机和集装箱。所述无人机可以包括被配置为向无人机供电的无人机电池。所述集装箱可以包括集装箱电池。所述集装箱电池可以被配置为对无人机电池充电和/或充当无人机电池的范围扩展器。在各种实施方式中，所述集装箱电池可以被配置为在有效载荷的包装期间或在运输过程中充电(即，当集装箱在地面上并且装满有效载荷时或在有效载荷的运输过程中，集装箱电池可以充到满容量)。所述集装箱电池可以耦合到集装箱，或者集装箱电池可以与集装箱成一体。
现在参考图1，图1图示了根据各种实施方式的多式联运系统100的示意图。所述多式联运系统100包括无人机110(例如，多式联运无人机)和集装箱120(例如，集装箱)。在各种实施方式中，所述无人机110被配置用于多式联运。例如，无人机110可以被配置为搭载具有有效载荷的集装箱120。在各种实施方式中，有效载荷和集装箱120的组合重量可以是250磅和2500磅之间、或500磅和2000磅之间等的最大毛重。例如，装满的集装箱120的重量可能在250磅和2500磅之间，或在500磅和2000磅之间。在各种实施方式中，所述无人机110包括无人机电池111。所述无人机电池111可以包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池等。在各种实施方式中，无人机电池111包括动力型电池(例如，锂A型电池等)。无人机110被配置以飞行，从第一位置提取集装箱120，将集装箱120运输到第二位置，并在第二位置放下集装箱120。无人机110可以是本领域已知的任何类型的无人机，例如，多旋翼无人机、固定翼无人机、单旋翼无人机、固定翼混合无人机等。
在各种实施方式中，所述无人机110还包括控制器112、接收器113、传感器114和螺旋桨115。所述无人机电池111可以与控制器112、接收器113、传感器114和螺旋桨115进行电通信并向其供电。在各种实施方式中，所述控制器112被配置为与接收器113、传感器114和螺旋桨115通信、向其提供操作指令以及从其接收指令。
在各种实施方式中，在无人机110的操作期间，所述集装箱电池122可以与控制器112进行电通信并且与无人机电池111进行电通信(例如，并联连接)。因此，集装箱电池122可以被配置为通过控制器112向螺旋桨115、传感器114和/或接收器113提供应急电力。所述集装箱电池122可以被配置为在起飞和着陆期时辅助提供电力(即，当更大的电力可能有利时)。在其他示例性实施方式中，所述集装箱电池122与无人机电池111串联连接。尽管在图1中图示了直接耦合到无人机电池111，所述多式联运系统不限于此。例如，如图6所示，其中所述无人机电池111通过控制器112间接耦合到集装箱电池122的多式联运运输系统600在本公开的范围内。
在各种实施方式中，集装箱120是配置用于多式联运运输的集装箱组件。集装箱120可以构造成通过本领域已知的任何方法附接到无人机110，例如通过带子、紧固件、夹子等。集装箱120包括集装箱电池122。在各种实施方式中，集装箱电池122被配置为在无人机110的操作期间为无人机电池111充电和/或扩展无人机110的范围。
所述集装箱电池122可以被配置为相对于其他电池(例如，无人机电池111)缓慢充电和/或相对于其他电池(例如，无人机电池111)适度放电。例如，集装箱电池122可以具有0.2C和5C之间、或0.2C和3C之间、或0.2C和1C之间的充电率。在各种实施方式中，集装箱电池122是聚合物电池、氧化钴电池、锂金属电池、锂硅电池、锂硫电池等。在各种实施方式中，所述集装箱电池122是锂金属电池。
在各种示例性实施方式中，所述无人机电池111和集装箱电池122的充电率可以相同，或者一个可以高于另一个。尤其，在各种实施方式中，有利的是，所述集装箱通常将具有更长的可用于充电的时间窗口，而不会减慢交付时间表。在一个实施方式中，所述无人机电池仅在飞行期间充电，而在其降落和提取时不需要充电。通常，在各种实施方式中，这为从集装箱电池为所述无人机电池充电提供了更多时间。
在各种实施方式中，无人机电池111可以具有比集装箱电池122更高的充电率。例如，无人机电池111可以具有5C和30C之间、或7C和25C之间、或10C和20C之间的充电率。在各种实施方式中，无人机电池111可以具有与集装箱电池122相同的充电率。在各种实施方式中，通过从所述集装箱电池122对电池进行较慢的充电，上述电池相对于无人机电池111可以具有更长的电池寿命。在各种实施方式中，较长的充电时间不会对集装箱电池造成不利影响，否则集装箱120将在包装和/或存放期间处于闲置状态。
在各种实施方式中，集装箱电池122被配置为通过本领域已知的任何方法电耦合到无人机电池111。例如，集装箱电池122可以通过连接器和插座手动耦合到无人机电池。在各种实施方式中，集装箱电池122和无人机电池111可以在所述集装箱120附接到无人机110时形成电连接。例如，集装箱电池122和无人机电池111可以配合在将所述集装箱120耦合到所述无人机110时建立卡扣。本领域公知的任何其他电接口都在本公开的范围内。
在各种实施方式中，多式联运系统100还包括充电器130。在各种实施方式中，充电器130是被配置为通过本领域已知的任何方法为集装箱电池122充电的电源。在各种实施方式中，充电器130可以耦合到电源插座等并且向集装箱电池122提供电流和电压，从而对集装箱电池122充电。在各种实施方式中，充电器130是无线的。在各种实施方式中，充电器130被配置为在集装箱120被装载时和/或在集装箱120被运输时(即，通过船、火车等)为集装箱电池122充电。充电器130的尺寸可以设计为在用于装载集装箱120的时间内充满电。这样做时，所述集装箱电池122可以以比无人机电池111更慢的速率充电。这可以在优化无人机电池111提供更大的灵活性，以便在集装箱120的卸载和提取时无人机电池111几乎不充电或不充电的情况下持续使用。
现在参考图2，其图示了根据各种实施方式的集装箱120。集装箱120包括外壳210和集装箱电池122。在各种实施方式中，集装箱电池122通过本领域已知的任何方法(即，紧固件、粘合剂等)耦合到外壳210。在各种实施方式(未示出)中，外壳210和集装箱电池122是一体的(例如，整体结构件)。在各种实施方式中，集装箱电池122包括电池模块222和充电端口224。在各种实施方式中，充电端口224电耦合到电池模块222。充电端口224可以被配置为接收充电器(即，图1中的充电器130)。在各种实施方式中，充电端口224被配置为通过本领域已知的任何方法为电池模块222充电。
在各种实施方式中，集装箱电池122还包括充电器226。充电器226可以被配置为从集装箱电池122为无人机电池(例如，图1中的无人机电池111)充电。所述充电器226可以被配置为电耦合到无人机电池的相应充电端口。尽管所示说明为外部特征，但充电器226可以与电池模块222集成。在示例性实施方式中，充电器226可以被配置为在无人机(例如，图1中的无人机110)操作期间与无人机电池进行无线通信，充电器226还可以包括接收来自无人机电池111的连接器的插座。在另一个示例性实施方式中，充电器226包括电触点，其被配置为在集装箱连接到无人机时在无人机110的操作期间接触无人机电池111的电触点。无人机电池111和集装箱电池122之间的任何电连接都在本公开的范围内。
在各种实施方式中，集装箱120还包括对准特征228。所述对准特征228可以确保充电器226与无人机(例如，图1的无人机110或图6的无人机610)的相应充电端口建立电连接。在各种实施方式中，对准特征228耦合到所述电池模块222。在各种实施方式中，所述对准特征228耦合到外壳210。在各种实施方式中，所述对准特征228与外壳210是一体的。在各种实施方式中，相应的无人机110可以具有对应的对准特征以接收对准特征228。对准特征228可以是本领域已知的任何对准特征，例如，销和相应的插座、钩和环紧固件、搭扣配合特征部、导销等。在各种实施方式中，对准特征228可以包括低插入力电触点，所述电触点被配置为将集装箱电池122电耦合到图1中的无人机电池111、控制器112和/或螺旋桨115。所述系统可以被配置为使得电连接与集装箱与无人机的物理连接同时进行。
在各种实施方式中，外壳210可以包括本领域已知的任何材料。例如，外壳210可以包括钢、铝、纤维增强聚合物、塑料、复合材料等。在各种实施方式中，外壳210还包括门212。门212可以允许进入外壳210的内部。在各种实施方式中，门212可以打开，允许个人将要运输的物品或产品装载到集装箱120中。在各种实施方式中，集装箱120可以被配置成装载到标准集装箱(例如，标准20英尺海运集装箱、标准40英尺海运集装箱、标准20英尺高立方体海运集装箱、标准40英尺高立方体海运集装箱等)中。
现在参考图3，图3图示了根据各种实施方式的多式联运系统200的示意图。在各种实施方式中，无人机电池111包括被配置为接收充电器226的充电器插座236。在各种实施方式中，充电器226包括正极端子231和负极端子232。所述集装箱电池122的充电器226可以通过充电器插座236与无人机电池111建立电连接。可以通过手动调节集装箱120与无人机110的耦合、通过手动将连接器插入插座、将集装箱120自动耦合到无人机110等来创建电连接。在各种实施方式(未示出)中，所述充电器可以设置在无人机电池111上并且充电器插座可以设置在集装箱电池122上。无人机电池111和集装箱电池122之间的任何电连接，其中所述集装箱电池122对无人机电池111的至少一次充电或扩展无人机电池111的范围，都在本公开的范围内。
在各种实施方式中，集装箱120的对对准特征228可以设置在无人机110的对应对准特征238中。所述对准特征228、238可以被配置为确保集装箱电池122和无人机电池111间的电连接。所述多式联运系统200还可包括附接特征240，其配置为将集装箱120连接到无人机110。所述附接特征240可以是本领域已知的任何附接特征，例如带子、夹子、钩和环紧固件、搭扣配合紧固件等。
在各种实施方式中，无人机电池111可以比集装箱电池122更小和/或更轻。无人机电池111可以被配置为至少提供足够的电力以在第一集装箱电池(例如，卸载集装箱)和第二集装箱电池(例如，提取集装箱)之间飞行。无人机电池111还可以被配置为提供足够的额外电力用于紧急着陆。通过在所述多式联运运输系统100中使用集装箱电池122，与典型的无人机电池相比，可以使用更小、更轻的无人机电池111。在各种实施方式中，无人机电池111可以仅在操作时充电，而不是在地面上充电以降低效率。
现在参考图4，图4图示了根据各种实施方式的为多式联运的无人机充电的方法300。所述方法包括在第一集装箱闲置时为第一集装箱电池充电的方法(步骤302)(例如，未飞行时、未连接到无人机)。例如，第一集装箱电池的充电端口可以在第一集装箱被装载时、在第一集装箱被装运时等被充电。所述第一集装箱电池可以加载到满容量。
所述方法300还包括将第一集装箱耦合到无人机的方法(步骤304)。所述无人机可配置用于多式联运和/或配置为承载重量在250磅和2500磅之间或在500磅和2000磅之间的负载。所述无人机可以包括无人机电池。在将第一集装箱耦合到无人机时，无人机电池可以电耦合到集装箱电池的充电器。
所述方法300还包括在无人机操作期间为无人机电池充电的方法(步骤306)。在各种实施方式中，所述集装箱电池可以充当无人机电池的范围扩展器。所述方法300还可包括在第二集装箱闲置时对第二集装箱电池充电的方法(步骤308)。所述第二集装箱可以以与第一集装箱闲置的类似方式闲置。在各种实施方式中，所述第二集装箱设置在作为携带第一集装箱的无人机的目的地的位置。
所述方法300还可包括将第一集装箱与无人机解耦的方法(步骤310)。所述解耦可以进一步包括将无人机电池与第一集装箱的第一集装箱电池电解耦。所述方法还可以包括将第二集装箱耦合到无人机的方法(步骤312)。通过将所述第二集装箱耦合到无人机，设置在第二集装箱上的集装箱电池可以电耦合到无人机电池。因此，所述方法还可包括在无人机操作期间为无人机电池充电的方法(步骤314)。在各种实施方式中，步骤314可以替换为在无人机操作期间扩展无人机电池的范围。在各种实施方式中，可以用另外的集装箱和集装箱电池重复所述方法。
现在参考图5，图5图示了根据各种实施方式的多式联运的无人机的充电方法400。所述方法400还包括将第一集装箱耦合到无人机的方法(步骤402)。所述无人机可配置用于多式联运和/或配置为承载重量在250磅和2500磅之间或在500磅和2000磅之间的负载。所述无人机可以包括无人机电池。在将第一集装箱耦合到无人机时，无人机电池可以电耦合到集装箱电池的充电器。
所述方法400还包括在无人机操作期间为无人机电池充电的方法(步骤404)。在各种实施方式中，所述集装箱电池可以充当无人机电池的范围扩展器。所述方法400还可包括将第一集装箱与无人机解耦的方法(步骤406)。例如，所述第一集装箱可以卸载在一个卸载地点并与无人机解耦。所述解耦可以进一步包括将无人机电池与第一集装箱的第一集装箱电池电解耦。
所述方法400还可以包括使无人机从第一集装箱飞到第二集装箱的方法(步骤408)。例如，在第一架无人机降落的地点，有一个第二个集装箱的提取地点是有利的。所述方法400还可以包括将第二集装箱耦合到无人机的方法(步骤410)。通过所述将第二集装箱耦合到无人机，设置在第二集装箱上的集装箱电池可以电耦合到无人机电池。因此，所述方法还可以包括在无人机操作期间为无人机电池充电的方法(步骤412)。在各种实施方式中，步骤412可以替换为在无人机操作期间扩展无人机电池的范围。在各种实施方式中，可以重复所述方法，其中附加的集装箱和集装箱电池在各种集装箱的卸载位置和提取位置之间移动。
在各种实施方式中，所述方法300，400可以允许无人机快速周转，将第一集装箱卸下并提取第二集装箱。例如，在一个实施方式中，快速周转意味着在着陆和起飞之间的时间中没有增加电池充电所需的时间。在另一个示例性实施方式中，快速周转意味着起飞和降落之间的时间可以被限制为不超过断开第一集装箱并连接到第二集装箱的时间或卸载和装载连接的集装箱的时间。在各种实施方式中，所述多式联运运输系统100、200、600可以允许无人机110接近连续操作，而无人机电池111很少或没有地面充电。这可以确保区域和本地配送中心等之间的有效多式联运系统。此外，根据各种实施方式，无人机电池111在所述多式联运运输系统100、200、600中可能具有更长的电池寿命，因为无人机电池111可以根据所需的系统效率以最佳速率充电，而不是在地面上以更激进的速率充电。此外，根据各种实施方式，集装箱电池122可能更具成本效益，因为它能够以较慢的速率充电，因为加载时间可能较长。
本文公开了一种方法。所述方法可以包括：将第一集装箱耦合到无人机，第一集装箱包括第一集装箱电池，无人机包括无人机电池，第一集装箱电池电耦合到无人机电池；在无人机运行过程中，使用第一个集装箱电池为无人机电池充电；将第一个集装箱与无人机解耦；将无人机飞行至第二个集装箱；以及将第二集装箱耦合到无人机，第二集装箱包括第二集装箱电池，第二集装箱电池电耦合到无人机电池。
虽然本公开的原理已经在各种实施方式中示出，但是在不脱离本公开的原理和范围的情况下，可以使用对结构、布置、比例、元件、材料和部件(其特别适用于特定环境和操作要求)的许多修改。这些和其他变化或修改旨在包括在本公开的范围内，并且可以在以下权利要求中表达。
已经参考各种实施方式描述了本公开。然而，本领域普通技术人员理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书被认为是说明性的而不是限制性的，并且所有这样的修改都旨在包括在本公开的范围内。同样，上面已经关于各种实施方式描述了益处、其他优点和问题的解决方案。
然而，益处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案出现或变得更加显著的任何元素不应被解释为任何或所有权利要求的关键的、必需的或必要的特征或元素。如本文所用，术语“包括”、“包含”或其任何变型旨在涵盖非排他性包括，使得包括一系列元素的过程、方法、制品或设备不仅包括那些元素，而且可以包括未明确列出的或对于这样的过程、方法、制品或设备固有的其他元素。
当在权利要求书或说明书中使用类似于“A、B或C中的至少一个”或“A、B和C中的至少一个”的语言时，该短语旨在表示以下中的任何一个：(1)A中的至少一个；(2)B中的至少一种；(3)C中的至少一种；(4)A中的至少一个和B中的至少一个；(5)B中的至少一个和C中的至少一个；(6)A中的至少一个和C中的至少一个；或(7)A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于多式联运的集装箱，所述集装箱包括：
用于装运货物的外壳，所述集装箱被配置为与无人机耦合并由无人机承载；
集装箱电池耦合到所述外壳，所述集装箱电池包括：
用于对所述集装箱电池进行充电的充电端口；和
用于为无人机电池充电的充电器，其中：
所述集装箱电池包括介于0.2和1C之间的第一充电率，和
所述集装箱电池被配置为所述无人机电池充电，通过充电器，所述无人机电池包括介于10和20C之间的第二充电率。
2.根据权利要求1所述的集装箱，其中，所述充电器被配置为在所述集装箱连接到所述无人机时电耦合到所述无人机电池。
3.根据权利要求1所述的集装箱，还包括至少一个对准特征，其被配置为将所述充电器与相应的无人机电池充电端口对准。
4.(取消)
5.根据权利要求1所述的集装箱，其中，所述集装箱电池包括锂金属电池。
6.一种多式联运系统，包括：
无人机，其具有无人机电池，所述无人机电池包括介于10和20C之间的第一充电率，和
集装箱，其包括集装箱电池，其被配置为在所述无人机操作期间为所述无人机电池充电，所述集装箱电池包括介于0.2和1C之间的第二充电率。
7.根据权利要求6所述的多式联运系统，其中，所述集装箱还包括耦合到所述集装箱电池的外壳。
8.根据权利要求6所述的多式联运系统，其中，所述无人机被配置为承载重量在500磅和2500磅之间的负载。
9.根据权利要求6所述的多式联运系统，其中，所述集装箱电池还包括充电器，其被配置为电耦合到所述无人机电池的相应所述无人机充电端口。
10.根据权利要求9所述的多式联运系统，其中，所述集装箱电池还包括被配置为对所述集装箱电池充电的充电端口。
11.根据权利要求6所述的多式联运系统，其中：
所述无人机还包括控制器和螺旋桨，以及
所述控制器与所述无人机电池进行电通信。
12.根据权利要求11所述的多式联运系统，其中，当所述集装箱耦合到所述无人机时，所述控制器与所述集装箱电池进行电通信。
13.根据权利要求12所述的多式联运系统，其中，所述控制器可操作以在所述无人机电池电量不足时将来自所述集装箱电池的电力提供给所述螺旋桨。
14.根据权利要求11所述的多式联运系统，其中，所述控制器可操作以：
收到所述无人机电池电量不足的指示，并且
将所述无人机的电源从所述无人机电池切换到所述集装箱电池。
15.一种为多式联运的无人机充电的方法，所述方法包括：
在第一集装箱被装载或被运输时，对第一集装箱电池充电，其充电率为0.2和1C之间的第一充电率，所述第一集装箱包括所述第一集装箱电池；
将所述第一集装箱耦合到所述无人机，所述无人机包括无人机电池；以及
在所述无人机操作期间使用所述第一个集装箱电池，为所述无人机电池充电，其充电率在10和20C之间的第二充电率。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括在第二集装箱闲置时对第二集装箱电池充电的方法。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
将所述第一个集装箱与所述无人机解耦；
将所述第二个集装箱耦合到所述无人机；和
在所述无人机操作期间使用所述第二个集装箱电池为所述无人机电池充电。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一集装箱电池还包括被配置为对所述第一集装箱电池进行充电的充电端口。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括用所述第一集装箱电池为所述无人机供电的方法。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，响应于所述无人机电池电量不足，利用所述第一集装箱电池为所述无人机供电。

Claims (20)

1.一种用于多式联运的集装箱，所述集装箱包括：
用于装运货物的外壳，所述集装箱被配置为与无人机耦合并由无人机承载；
集装箱电池耦合到所述外壳，所述集装箱电池包括：
用于对所述集装箱电池进行充电的充电端口；和
用于为无人机电池充电的充电器。
2.根据权利要求1所述的集装箱，其中，所述充电器被配置为在所述集装箱连接到所述无人机时电耦合到所述无人机电池。
3.根据权利要求1所述的集装箱，还包括至少一个对准特征，其被配置为将所述充电器与相应的无人机电池充电端口对准。
4.根据权利要求1所述的集装箱，其中，所述集装箱电池包括介于0.2C和5C之间的充电率。
5.根据权利要求1所述的集装箱，其中，所述集装箱电池包括锂金属电池。
6.一种多式联运系统，包括：
无人机，其具有无人机电池；和
集装箱，其包括集装箱电池，所述集装箱电池被配置为在所述无人机操作期间为所述无人机电池充电。
7.根据权利要求6所述的多式联运系统，其中，所述集装箱还包括耦合到所述集装箱电池的外壳。
8.根据权利要求6所述的多式联运系统，其中，所述无人机被配置为承载重量在500磅和2500磅之间的负载。
9.根据权利要求6所述的多式联运系统，其中，所述集装箱电池还包括充电器，其被配置为电耦合到所述无人机电池的相应所述无人机充电端口。
10.根据权利要求9所述的多式联运系统，其中，所述集装箱电池还包括被配置为对所述集装箱电池充电的充电端口。
11.根据权利要求6所述的多式联运系统，其中：
所述无人机还包括控制器和螺旋桨，以及
所述控制器与所述无人机电池进行电通信。
12.根据权利要求11所述的多式联运系统，其中，当所述集装箱耦合到所述无人机时，所述控制器与所述集装箱电池进行电通信。
13.根据权利要求12所述的多式联运系统，其中，所述控制器可操作以在所述无人机电池电量不足时将来自所述集装箱电池的电力提供给所述螺旋桨。
14.根据权利要求11所述的多式联运系统，其中，所述控制器可操作以：
收到所述无人机电池电量不足的指示，并且
将所述无人机的电源从所述无人机电池切换到所述集装箱电池。
15.一种为多式联运的无人机充电的方法，所述方法包括：
在第一集装箱被装载或被运输时，对第一集装箱电池充电，所述第一集装箱包括所述第一集装箱电池；
将所述第一集装箱耦合到所述无人机，所述无人机包括无人机电池；以及
在所述无人机操作期间使用所述第一个集装箱电池为所述无人机电池充电。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括在第二集装箱闲置时对第二集装箱电池充电的方法。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
将所述第一个集装箱与所述无人机解耦；
将所述第二个集装箱耦合到所述无人机；和
在所述无人机操作期间使用所述第二个集装箱电池为所述无人机电池充电。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一集装箱电池还包括被配置为对所述第一集装箱电池进行充电的充电端口。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括用所述第一集装箱电池为所述无人机供电的方法。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，响应于所述无人机电池电量不足，利用所述第一集装箱电池为所述无人机供电。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11919665B2 (en) * 2020-11-20 2024-03-05 TB2 Aerospace Unmanned aerial vehicles with cargo pods providing supplemental power and docking stations for recharging the cargo pods
EP4378022A2 (en) * 2021-07-27 2024-06-05 Electric Power Systems, Inc. Cross-compatible battery modules for microgrid systems
CA3227893A1 (en) * 2021-08-26 2023-03-02 United Parcel Service Of America Inc. Payload container with power supply for unmanned systems
CN216805836U (zh) * 2021-11-22 2022-06-24 上海峰飞航空科技有限公司 组合式垂起无人机
EP4321439A1 (en) * 2022-08-12 2024-02-14 Goodrich Corporation Electrical power for aircraft

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014011255A2 (en) * 2012-03-30 2014-01-16 W. Morrison Consulting Group, Inc. Long range electric aircraft and method of operating same
US9033285B2 (en) * 2013-03-14 2015-05-19 Union Pacific Railroad Company Containerized locomotive distributed power control
WO2016019562A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 SZ DJI Technology Co., Ltd. Systems and methods for uav battery power backup
US9840340B2 (en) * 2014-12-09 2017-12-12 Dan O'Toole Drone docking station and delivery system
US10040370B2 (en) * 2015-09-19 2018-08-07 Ningbo Wise Digital Technology Co., Ltd Container comprising a battery, transportation system comprising the same and method thereof
JP6084675B1 (ja) * 2015-12-07 2017-02-22 高木　賀子 無人飛行体を用いた輸送システム
ITUA20164498A1 (it) * 2016-05-31 2017-12-01 Inspire S R L Metodo ed apparato per l'impiego di droni in applicazioni antincendio
KR101913338B1 (ko) * 2016-10-28 2018-10-30 한국과학기술연구원 랭뮤어-블로지트 박막층을 포함하는 리튬금속 음극, 이를 포함하는 리튬금속 전지, 및 이의 제조방법
US9718564B1 (en) * 2017-03-16 2017-08-01 Amazon Technologies, Inc. Ground-based mobile maintenance facilities for unmanned aerial vehicles
US10421542B2 (en) * 2017-03-16 2019-09-24 Amazon Technologies, Inc. Mobile fulfillment centers with intermodal carriers and unmanned aerial vehicles
US10384692B2 (en) * 2017-03-16 2019-08-20 Amazon Technologies, Inc. Demand-based distribution of items using intermodal carriers and unmanned aerial vehicles
US10538340B1 (en) * 2017-03-23 2020-01-21 Rockwell Collins, Inc. Mobile UAV launch and retrieval system for operation within a transportation system
US10804567B2 (en) * 2017-05-11 2020-10-13 Korea Institute Of Science And Technology Electrolyte system for lithium metal secondary battery and lithium metal secondary battery including the same
WO2019044866A1 (ja) * 2017-08-30 2019-03-07 株式会社プロドローン バッテリー付きコンテナおよび配送システム
US20210107684A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-15 Olivier Le Lann Modular autonomous aircraft control and resupply station
US11738867B2 (en) * 2021-07-30 2023-08-29 Ronan Xavier Ehasoo Drone routing combining autonomous flight and assist vehicle travel

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