ES3036765T3 - High voltage battery architecture - Google Patents

High voltage battery architecture

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ES3036765T3
ES3036765T3 ES23828847T ES23828847T ES3036765T3 ES 3036765 T3 ES3036765 T3 ES 3036765T3 ES 23828847 T ES23828847 T ES 23828847T ES 23828847 T ES23828847 T ES 23828847T ES 3036765 T3 ES3036765 T3 ES 3036765T3
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ES
Spain
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battery pack
battery
aircraft
management system
power
Prior art date
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Active
Application number
ES23828847T
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English (en)
Inventor
Paul Frihauf
Sai Poopalarajah
Alexander Stephen Ostrow
Ross Johnstal
Alex Clarabut
Pedro Roberto Paterson Carleial
Geoffrey Bower
Robert Alan Ng
Devesh Jain
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Archer Aviation Inc
Original Assignee
Archer Aviation Inc
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Publication date
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Abstract

Un sistema de distribución de energía para una aeronave, que comprende varias unidades de hélice eléctrica (EPU), incluye un primer paquete de baterías emparejado, compuesto por una primera batería conectada eléctricamente a una segunda batería mediante un primer bus de alto voltaje. Las baterías están configuradas para alimentar respectivamente al primer y segundo conjunto de EPU de la pluralidad de EPU. El sistema incluye un segundo paquete de baterías emparejado, compuesto por una tercera batería conectada eléctricamente a una cuarta batería mediante un segundo bus de alto voltaje. Las baterías están configuradas para alimentar respectivamente al tercer y cuarto conjunto de EPU de la pluralidad de EPU. El primer y el segundo bus de alto voltaje están eléctricamente separados. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Arquitectura de batería de alto voltaje
Campo técnico
Esta descripción se refiere en general al campo de los vehículos aéreos motorizados. Más particularmente, y sin limitación, la presente descripción se refiere a innovaciones en aeronaves de rotor con inclinación que utilizan sistemas de propulsión eléctrica. Ciertos aspectos de la presente descripción se relacionan en general con la configuración y el control de sistemas de energía de alto voltaje para aeronaves.
Antecedentes
Las aeronaves eléctricas incluyen paquetes de baterías para alimentar varios componentes de vuelo, incluyendo las unidades de propulsión eléctrica (EPU) que permiten el vuelo. Estos paquetes de baterías son críticos para garantizar que las EPU puedan proporcionar el soporte de sustentación y empuje de la aeronave. Por lo tanto, es necesario prever una redundancia en el sistema motorizado de la aeronave para evitar un único punto de fallo. También es necesario garantizar que un fallo o condición de fallo no se propague y dañe otros componentes críticos de la aeronave. El sistema motorizado de alto voltaje descrito resuelve estos problemas y otros problemas conectando paquetes de baterías entre sí en una unidad de paquete de baterías, donde cada paquete de baterías en una unidad actúa como respaldo para los otros. Además, cada unidad de respaldo de batería está eléctricamente separada de otras unidades de paquete de baterías.
Adicionalmente, para garantizar que los paquetes de baterías puedan alimentar las EPU durante todo el vuelo, los paquetes de baterías necesitan estar suficientemente cargados antes del despegue. Por lo tanto, es necesario cargar los paquetes de baterías de manera eficiente y eficaz. El sistema motorizado de alto voltaje descrito resuelve estos problemas y otros al controlar la cantidad de carga del paquete de baterías basándose en información del próximo vuelo, información histórica del paquete de baterías y un estado monitoreado del paquete de baterías. El sistema de alimentación de alto voltaje descrito también resuelve este problema y otros al proporcionar un único punto de carga para múltiples paquetes de baterías.
Por último, en caso de accidente, es necesario que un personal de primera respuesta pueda apagar el sistema motorizado de alto voltaje de forma rápida y segura. El sistema de alimentación de alto voltaje descrito resuelve este problema proporcionando bucles de corte de bajo voltaje conectados a los paquetes de baterías. Tras la detección de que un personal de primera respuesta ha cortado un bucle de corte de bajo voltaje, los fusibles de los paquetes de baterías se funden y el sistema motorizado de alto voltaje ya no recibe energía. El bucle de corte se puede enrutar a la cola de la aeronave para proporcionar separación de las líneas de alto voltaje y aumentar la seguridad del personal de primera respuesta.
El documento US 2020/0290742 A1 Se refiere a propulsores eléctricos para aeronaves regionales. Estos combinan ventiladores optimizados para operaciones regionales silenciosas con mecanismos giratorios de paso variable contenidos dentro de los bujes y motores eléctricos de anillo altamente eficientes. Los motores de anillo se utilizan para accionar ventiladores anulares en el radio interior o exterior, o un ventilador convencional en el radio interior. El conjunto combina un único ventilador, de paso fijo o variable, con una fila de estatores, o varios ventiladores de contragiro sin estatores.
Resumen
La presente descripción se refiere en general a un sistema motorizado para una aeronave. Un aspecto de la presente descripción proporciona un método para la gestión de baterías de aeronaves. El método comprende recibir, mediante un sistema de gestión de batería, información de movimiento de una aeronave; detectar, mediante el sistema de gestión de batería, que la información de movimiento indica un posible accidente; detectar, mediante el sistema de gestión de batería, una pérdida de corriente en al menos un cable de bajo voltaje; y fundir, mediante el sistema de gestión de batería, un fusible de paquete de baterías de al menos un paquete de baterías configurado para suministrar energía de alto voltaje para desconectar el suministro de energía de alto voltaje por el al menos un paquete de baterías. Otro aspecto de la presente descripción proporciona un sistema para la gestión de baterías de aeronaves. El sistema comprende un sistema (270) de gestión de baterías que incluye uno o más procesadores; en donde los uno o más procesadores están configurados para ejecutar instrucciones para hacer que el sistema de gestión de baterías realice el método anterior.
Breves descripciones de las Figuras
La Figura 1a ilustra un ejemplo de aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
La Figura 1b ilustra otro ejemplo de aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
La Figura 1c ilustra un motor 110 eléctrico con dos motores parciales, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
La Figura 1d ilustra un diagrama de un sistema de distribución de energía de alto voltaje para una aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
La Figura 2a ilustra un diagrama de circuito para una caja de conexiones de alto voltaje (HVJB), en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
La Figura 2b ilustra un diagrama de una caja de conexiones de alto voltaje (HVJB), en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
La Figura 3 ilustra un diagrama de un conjunto de puerto de carga (CPA), en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
La Figura 4 ilustra un diagrama de flujo para detectar un equipo de respuesta a emergencias, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
La Figura 5a ilustra un diagrama de vista en planta para enrutar el cableado de bucle de corte a través de la cola de una aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
La Figura 5b ilustra un diagrama de vista de perfil para enrutar el cableado de bucle de corte a través de la cola de una aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción.
Descripción detallada
La presente descripción aborda componentes de aeronaves de despegue y aterrizaje vertical eléctrico (eVTOL) principalmente para su uso en aeronaves no convencionales. Por ejemplo, la aeronave eVTOL de la presente descripción puede estar destinada a vuelos frecuentes (por ejemplo, más de 50 vuelos por día laboral), vuelos de corta duración (por ejemplo, menos de 100 millas por vuelo) sobre, hacia y desde regiones densamente pobladas. La aeronave puede estar diseñada para transportar de 4-6 pasajeros o viajeros que esperan una experiencia con poco ruido y pocas vibraciones. Por consiguiente, puede ser deseable que sus componentes estén configurados y diseñados para soportar un uso frecuente sin desgaste, que generen menos calor y vibración, y que la aeronave incluya mecanismos para controlar y gestionar eficazmente el calor o la vibración generados por los componentes. Además, podría pretenderse que varias de estas aeronaves operen cerca una de otra sobre un área metropolitana muy poblada. Por consiguiente, puede ser deseable que sus componentes estén configurados y diseñados para generar bajos niveles de ruido en el interior y exterior de la aeronave, y para tener una variedad de mecanismos de seguridad y de respaldo. Por ejemplo, puede ser deseable por razones de seguridad que las aeronaves sean propulsadas por un sistema de propulsión distribuida, evitando el riesgo de un único punto de fallo, y que sean capaces de despegar y aterrizar de forma convencional en una pista. Además, puede ser deseable que la aeronave pueda despegar y aterrizar verticalmente de manera segura desde y hacia espacios relativamente reducidos (por ejemplo, vertipuertos, estacionamientos o caminos de acceso) en comparación con las pistas de aeropuertos tradicionales mientras transporta alrededor de 4-6 pasajeros o viajeros con su equipaje correspondiente. Estos requisitos de uso pueden imponer restricciones de diseño en cuanto al tamaño, el peso y la eficiencia operativa de la aeronave (por ejemplo, resistencia, uso de energía), lo que puede afectar al diseño y la configuración de los componentes de la aeronave.
Los modos de realización descritos proporcionan configuraciones nuevas y mejoradas de componentes de aeronaves que no se observan en aeronaves convencionales, y/o criterios de diseño identificados para componentes que difieren de los de las aeronaves convencionales. Dichas configuraciones alternativas y criterios de diseño, en combinación las cuales abordan las desventajas y desafíos con componentes convencionales, dieron como resultado los modos de realización descritos en el presente documento para diversas configuraciones y diseños de componentes de aeronaves eVTOL.
En algunos modos de realización, la aeronave eVTOL de la presente descripción puede estar diseñada para ser capaz de despegar y aterrizar tanto de forma vertical como convencional, con un sistema de propulsión eléctrica distribuida que permite el vuelo vertical, el vuelo hacia adelante y la transición. El empuje se puede generar suministrando energía eléctrica de alto voltaje a los motores eléctricos del sistema de propulsión eléctrica distribuida, cada uno de los cuales puede convertir la energía eléctrica de alto voltaje en potencia del eje mecánico para girar una hélice. Los modos de realización descritos en el presente documento pueden implicar la optimización de la densidad de energía del sistema de propulsión eléctrica. Los modos de realización pueden incluir un motor eléctrico conectado a una fuente de energía eléctrica a bordo, que puede incluir un dispositivo capaz de almacenar energía, tal como una batería o un condensador, o puede incluir uno o más sistemas para aprovechar o generar electricidad, tal como un generador alimentado por combustible o una matriz de paneles solares. Algunos modos de realización descritos prevén una reducción de peso y de espacio de los componentes en la aeronave, aumentando por tanto la eficiencia y el rendimiento de la aeronave. Teniendo en cuenta la atención puesta en la seguridad en el transporte de pasajeros, los modos de realización descritos implementan protocolos de seguridad nuevos y mejorados y redundancia del sistema en caso de un fallo, para minimizar cualquier punto único de fallo en el sistema de propulsión de la aeronave. Algunos modos de realización descritos también proporcionan enfoques nuevos y mejorados para satisfacer las leyes y regulaciones de aviación y transporte.
La Figura 1A ilustra un ejemplo de aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. Como se muestra en la Fig. 1a, en algunos modos de realización, el sistema de propulsión eléctrica distribuida de la aeronave eVTOL 100 puede incluir doce motores 110 eléctricos, que pueden estar montados en brazos hacia adelante y hacia atrás de las alas principales de la aeronave 100. Los motores 110 eléctricos delanteros pueden inclinarse en pleno vuelo entre una posición orientada horizontalmente (por ejemplo, para generar empuje hacia adelante) y una posición orientada verticalmente (por ejemplo, para generar una sustentación vertical). Los motores 110 eléctricos delanteros pueden ser de tipo horario o antihorario en términos de dirección de giro de la hélice. Los motores 110 eléctricos delanteros pueden estar fijados en una posición orientada verticalmente (por ejemplo, para generar una sustentación vertical) y también pueden ser de tipo horario o antihorario en términos de dirección de giro de la hélice.
La aeronave 100 puede poseer varias combinaciones de motores 110 eléctricos delanteros y traseros. Por ejemplo, en algunos modos de realización, la aeronave 100 puede poseer seis motores 110 eléctricos delanteros y seis motores 110 eléctricos traseros. En algunos otros modos de realización, la aeronave 100 puede incluir cuatro motores 110 eléctricos delanteros y cuatro motores 110 eléctricos traseros, o cualquier otra combinación de motores 110 delanteros y traseros. En algunos otros modos de realización, el número de motores eléctricos delanteros y traseros no es equivalente.
En algunos modos de realización, para una misión de despegue y aterrizaje vertical (VTOL), los motores 110 eléctricos delanteros así como los motores 110 eléctricos traseros pueden proporcionar empuje vertical durante el despegue y el aterrizaje. Durante las fases de vuelo en las que la aeronave 100 está en modo de vuelo hacia adelante, los motores 110 eléctricos delanteros pueden proporcionar empuje horizontal, mientras que las hélices de los motores 110 eléctricos traseros pueden guardarse en una posición fija para minimizar la resistencia. Los motores 110 eléctricos delanteros pueden almacenarse activamente con monitorización de posición.
En algunos modos de realización, en una misión de despegue y aterrizaje convencional (CTOL), los motores 110 eléctricos delanteros pueden proporcionar un empuje horizontal para el despegue, crucero y aterrizaje sustentados por alas. En algunos modos de realización, los motores 110 eléctricos traseros pueden no usarse para generar empuje durante una misión CTOL y las hélices traseras pueden guardarse en su lugar.
La transición del vuelo vertical al vuelo hacia adelante y viceversa se puede lograr a través del subsistema de hélice de inclinación. El subsistema de hélice de inclinación puede redirigir el empuje entre una dirección principalmente vertical durante el modo de vuelo vertical a una dirección principalmente horizontal durante el modo de vuelo hacia adelante. Un mecanismo de paso variable puede cambiar los ángulos colectivos de las palas del conjunto del buje de la hélice del motor eléctrico delantero para su funcionamiento durante la fase de vuelo estacionario, la fase de transición y la fase de crucero.
El sistema de hélice de inclinación puede incluir un actuador lineal o giratorio para cambiar la orientación de un sistema de propulsión durante el funcionamiento. En algunos modos de realización, el paso del sistema de propulsión se puede cambiar basándose en la orientación del sistema de propulsión. En algunos modos de realización, un actuador giratorio puede incluir un motor, un inversor y una caja de cambios. En algunos modos de realización, una caja de cambios puede incluir varios tipos de engranajes que interactúan para proporcionar una reducción de engranajes capaz de orientar el sistema de propulsión. En algunos modos de realización, un sistema de hélice de inclinación puede incluir una configuración redundante de modo que múltiples motores, inversores y cajas de engranajes estén presentes y se interconecten usando un engranaje. En algunos modos de realización, una configuración que utiliza múltiples motores, cajas de engranajes e inversores puede permitir que una porción que falla de la configuración redundante sea impulsada por el motor, el inversor y la caja de engranajes de otra parte de la configuración. En algunos modos de realización, una configuración de caja de cambios también puede permitir que el sistema de hélice de inclinación mantenga una orientación del sistema de propulsión con la ayuda de, o sin, energía adicional que es proporcionada por el sistema.
En algunos modos de realización, un motor 110 eléctrico puede estar alojado o conectado a un brazo de la aeronave 100 e incluir un motor, un inversor y una caja de cambios. En algunos modos de realización, el motor, el inversor y la caja de cambios pueden estar interconectados de tal manera que compartan un eje central. En algunos modos de realización, el par de torsión que se origina en el motor puede enviarse desde las hélices del sistema de propulsión a una caja de cambios. En algunos modos de realización, una caja de cambios puede proporcionar una reducción de engranaje y luego enviar el par de torsión, a través de un eje principal, de regreso a través de un cojinete ubicado en el interior del motor y hacia la hélice. En algunos modos de realización, se puede montar un inversor en la parte trasera de una caja de engranajes de modo que un eje principal no se desplace a través del inversor cuando envía par de torsión a la hélice.
Como se muestra en la Fig. 1A, la aeronave 100 puede configurarse con un sistema de propulsión eléctrica distribuida que permite el vuelo vertical, el vuelo hacia adelante y la transición. Los 6 motores 110 eléctricos delanteros (numerados del 1 al 6 de izquierda a derecha) tienen hélices de paso variable que se inclinan para lograr un despegue y un aterrizaje verticales, vuelo de transición y vuelo sustentado totalmente sobre alas. Los 6 motores 110 eléctricos traseros (numerados del 7 al 12 de izquierda a derecha) están equipados con hélices de paso fijo que funcionan durante el despegue y aterrizaje vertical y la transición y están guardados en una posición de mínima resistencia para el vuelo convencional. Los controles de vuelo son un sistema de vuelo por cable integrado que cuenta con protección de envolvente y funciones de limitación de carga estructural. La aeronave 100 estará equipada con aviónica de cabina avanzada, un sistema de gestión de vuelo y los sensores necesarios para soportar las operaciones y funciones del sistema previstas.
En algunos modos de realización, un sistema de propulsión eléctrica (EPS) como se describe en el presente documento puede generar empuje suministrando energía eléctrica de alto voltaje (HV) al motor 110 eléctrico, que a su vez convierte la energía de HV en energía del eje mecánico que se utiliza para girar una hélice. Como se mencionó anteriormente, una aeronave 100 como la descrita en el presente documento puede poseer múltiples motores 110 eléctricos que están montados para abrirse hacia adelante y hacia atrás del ala. La cantidad de empuje que genera cada motor 110 eléctrico puede ser controlada por un comando de par de torsión del sistema de control de vuelo (FCS) a través de una interfaz de comunicación digital a cada motor 110 eléctrico. Los modos de realización pueden incluir motores 110 eléctricos delanteros, y pueden ser capaces de alterar su orientación o inclinación. Los modos de realización adicionales incluyen motores delanteros que pueden ser de tipo horario (CW) o antihorario (CCW). El subsistema de propulsión del motor eléctrico delantero puede consistir en una hélice de paso ajustable de múltiples palas, así como en un subsistema de paso variable.
En algunos modos de realización, la aeronave 100 incluye un sistema de suministro de energía de alto voltaje (HVPS) para suministrar energía eléctrica de alto voltaje (HV). El sistema HVPS es la fuente de energía de la aeronave 100 y está configurado para distribuir la energía eléctrica almacenada a otros sistemas de la aeronave 100, incluyendo el sistema de propulsión eléctrica (EPS) para convertir la energía eléctrica en potencia del eje de giro mecánico para generar empuje. Como se muestra en la Fig. 1a, el sistema HVPS de la aeronave 100 puede incluir seis paquetes 120 de baterías (que están numerados del 1-6 de izquierda a derecha) instalados dentro de los compartimentos de baterías en el ala de la aeronave 100. En algunos modos de realización, seis paquetes 120 de baterías pueden tener un diseño idéntico, para simplificar el diseño, la fabricación y la logística. Los paquetes 120 de baterías pueden alimentar uno o más motores 110 eléctricos. Aunque se muestran seis paquetes 120 de baterías, la aeronave 100 puede tener cualquier número de paquetes 120 de baterías.
En algunos modos de realización, un solo paquete 120 de baterías puede estar conectado eléctricamente a múltiples motores 110 eléctricos y alimentarlos. Por ejemplo, en algunos modos de realización, un paquete 120 de baterías puede alimentar un motor 110 eléctrico en cada lado de un eje longitudinal. En algunos modos de realización, un paquete 120 de baterías puede alimentar un motor 110 eléctrico en cada lado de un eje horizontal. En algunos modos de realización, como se muestra en la Fig. 1a, un paquete 120 de baterías puede alimentar dos motores 110 eléctricos opuestos diagonalmente. Por ejemplo, el paquete 1 de baterías puede alimentar los motores 1 y 12 eléctricos. El paquete 2 de baterías puede alimentar los motores 5 y 8 eléctricos. El paquete 3 de baterías puede alimentar los motores 3 y 10 eléctricos. El paquete 4 de baterías puede alimentar los motores 4 y 9 eléctricos. El paquete 5 de baterías puede alimentar los motores 2 y 11 eléctricos. El paquete 6 de baterías puede alimentar los motores 6 y 7 eléctricos. Por lo tanto, en caso de pérdida de un paquete 120 de baterías, el impacto en los momentos de balanceo o cabeceo se puede reducir porque se equilibra la pérdida de sustentación. En algunos modos de realización, los paquetes 120 de baterías pueden alimentar diferentes disposiciones de motores 110 eléctricos para reducir los momentos de balanceo, cabeceo o guiñada que pueden ser causados por una pérdida del paquete 120 de baterías. Por ejemplo, en algunos modos de realización, los paquetes 120 de baterías pueden estar conectados a motores 110 eléctricos de cualquier manera que equilibre la sustentación y/o el empuje a través del eje longitudinal y horizontal de la aeronave.
Además, el sistema HVPS incluye un enlace 130 cruzado que posee al menos un fusible que permite el emparejamiento de dos o más paquetes 120 de baterías. A través del enlace cruzado, la energía para los motores 110 eléctricos se puede compartir entre los paquetes 120 de baterías emparejados. Por lo tanto, múltiples paquetes 120 de baterías pueden alimentar simultáneamente varios motores 110 eléctricos. Esta disposición proporciona redundancia y evita un único punto de fallo porque cada batería 120 emparejada puede actuar como respaldo para la(s) otra(s). En caso de fallo de un paquete 120 de baterías, uno o más paquetes 120 de baterías conectados pueden continuar alimentando los motores 110 eléctricos conectados del paquete de baterías averiado.
En algunos modos de realización, como se muestra en la Figura 1a, un par de paquetes 120 de baterías puede incluir dos paquetes 120 de baterías. En algunos modos de realización, un par de dos baterías 120 de respaldo pueden alimentar un total de cuatro motores 110 eléctricos. Por ejemplo, el paquete 1 de baterías, que proporciona energía a los motores 1 y 12 eléctricos, puede tener un enlace cruzado con el paquete 4 de baterías, que proporciona energía a los motores 4 y 9 eléctricos. El paquete 2 de baterías, que proporciona energía a los motores 5 y 8 eléctricos, puede tener un enlace cruzado con el paquete 5 de baterías, que proporciona energía a los motores 2 y 11 eléctricos. El paquete 3 de baterías, que proporciona energía a los motores 3 y 10 eléctricos, puede tener un enlace cruzado con el paquete de baterías 6, que proporciona energía a los motores 6 y 7 eléctricos.
La Figura 1b ilustra otro ejemplo de aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. En algunos modos de realización, los motores 110 eléctricos pueden incluir múltiples etapas de motor que son alimentadas independientemente por diferentes paquetes 120 de baterías, de modo que si un paquete 120 de baterías falla, solo una parte de la EPU queda sin energía y la EPU puede continuar funcionando a un nivel de potencia reducido. En algunos modos de realización, un motor 110 eléctrico puede incluir dos motores parciales. Por ejemplo, el paquete 1 de baterías puede alimentar los primeros motores parciales de los motores 1, 6, 7 y 12 eléctricos. El paquete 6 de baterías puede alimentar segundos motores parciales en los motores 1,6, 7 y 12 eléctricos. En algunos modos de realización, se pueden utilizar diferentes configuraciones. Por ejemplo, dos paquetes de baterías pueden proporcionar energía a los motores parciales de los motores 1, 4, 9 y 12 eléctricos.
La Figura 1c ilustra un motor 110 eléctrico con dos motores 191a y 191b parciales, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. Los motores 191a y 191b parciales pueden ser alimentados por diferentes paquetes 120 de baterías. Los dos motores 191a y 191b parciales pueden funcionar independientemente para accionar las palas de una EPU y pueden funcionar simultáneamente para accionar las palas a una mayor potencia. Los motores 191a y 191b parciales son accionados por sus propios controladores de motor 192a y 192b, respectivamente. En algunos modos de realización, la energía de los motores parciales puede estar eléctricamente separada, de modo que cada motor 110 eléctrico tenga un respaldo eléctricamente separado.
Las configuraciones anteriores se proporcionan a modo de ejemplo, pero se pueden utilizar diferentes números y configuraciones de paquetes 120 de baterías, motores 110 eléctricos, conexiones de paquetes de baterías a motores eléctricos y combinaciones de enlaces cruzados de paquetes de baterías. En algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías puede alimentar un motor 110 eléctrico individual. Por ejemplo, una aeronave puede tener cuatro, seis, ocho, diez, doce o cualquier número de motores 110 eléctricos y el número de paquetes 120 de baterías puede coincidir con el número de motores eléctricos. En algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías puede alimentar solo un motor 110 eléctrico y puede estar eléctricamente separado de todos los demás paquetes 120 de baterías. En algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías puede alimentar uno o más motores parciales y cada motor eléctrico puede incluir dos o más motores parciales. Por lo tanto, cada motor 110 eléctrico puede tener una fuente de energía de respaldo, pero los paquetes 120 de baterías todavía están eléctricamente separados.
En algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías puede alimentar múltiples motores 110 eléctricos. Como se describió anteriormente, los paquetes 120 de baterías pueden alimentar conjuntos de motores 110 eléctricos que son simétricos a través de uno o más ejes de simetría. En algunos modos de realización, un paquete 120 de baterías puede alimentar motores 110 eléctricos que son simétricos a través del eje longitudinal de una aeronave, su eje lateral o ambos. Por ejemplo, como se describió anteriormente, en algunos modos de realización, diferentes paquetes 120 de baterías pueden alimentar motores 1 y 12, 2 y 11, 3 y 10, 4 y 9, 5 y 8, y 6 y 7 eléctricos diagonalmente simétricos.
En algunos modos de realización, un paquete 120 de baterías puede alimentar más de dos motores 110 eléctricos. En algunos modos de realización, un paquete 120 de baterías puede alimentar dos o más conjuntos de motores eléctricos diagonalmente simétricos. Por ejemplo, en algunos modos de realización, un paquete 120 de baterías puede alimentar los motores 3, 6, 7 y 10 eléctricos, donde los motores 3 y 10 eléctricos son diagonalmente simétricos y los motores 6 y 7 eléctricos son diagonalmente simétricos. En algunos modos de realización, el conjunto de motores 110 eléctricos alimentados por un paquete 120 de baterías puede incluir un par de motores 110 eléctricos diagonalmente simétricos internos y un par de motores 110 eléctricos diagonalmente simétricos externos.
En algunos modos de realización, un paquete 120 de baterías puede alimentar cuatro o más motores 110 eléctricos en una configuración que es simétrica a través del eje longitudinal de simetría. Por ejemplo, el paquete 120 de baterías puede alimentar los motores 1,6, 7 y 12 eléctricos. En algunos modos de realización, en cada una de las configuraciones anteriores, un paquete 120 de baterías puede proporcionar energía a uno o más motores parciales y cada motor 110 eléctrico puede incluir dos o más motores parciales. Por lo tanto, cada motor 110 eléctrico puede tener una fuente de energía de respaldo, pero los paquetes 120 de baterías todavía están eléctricamente separados.
En algunos modos de realización, algunos o todos los paquetes 120 de baterías están interconectados. Como se describió anteriormente, un enlace 130 cruzado puede permitir que cada paquete 120 de baterías actúe como energía de respaldo para otro. Por ejemplo, en algunos modos de realización, el paquete 1 de baterías puede alimentar directamente un primer número de motores eléctricos y un segundo paquete 120 de baterías puede alimentar directamente un segundo número de motores eléctricos. El primer y segundo paquetes 120 de baterías pueden tener un enlace cruzado entre sí para formar una unidad de paquete de baterías. Por lo tanto, cada paquete de baterías de la unidad puede actuar como respaldo del otro. En caso de fallo de un paquete de baterías en la unidad, el paquete de baterías defectuoso se puede desconectar y los motores 110 eléctricos serán alimentados por uno o más paquetes de baterías que no fallen en la unidad. Los paquetes de baterías de una unidad de paquete de baterías pueden estar eléctricamente separados de otras unidades de paquete de baterías.
Como se describió anteriormente, en algunos modos de realización, una unidad de paquete de baterías puede comprender dos paquetes 120 de baterías, en donde cada paquete 120 de baterías alimenta una serie de motores 110 eléctricos. Como se describió anteriormente, en algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías puede alimentar dos motores 110 eléctricos diagonalmente simétricos. Por lo tanto, cada unidad de paquete de baterías puede alimentar un total de cuatro motores 110 eléctricos y cada motor eléctrico tiene un respaldo de paquete de baterías. En algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías en una unidad de paquete de baterías puede alimentar cuatro motores 110 eléctricos, que comprenden dos conjuntos de motores 110 eléctricos diagonalmente simétricos. Por lo tanto, cada unidad de paquete de baterías puede alimentar un total de ocho motores 110 eléctricos y cada motor eléctrico tiene un respaldo de paquete de baterías.
En algunos modos de realización, una unidad de paquete de baterías puede comprender tres paquetes 120 de baterías, en donde cada paquete de baterías alimenta varios motores 110 eléctricos. Por ejemplo, en algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías puede alimentar dos motores 110 eléctricos diagonalmente simétricos. Por lo tanto, cada unidad de paquete de baterías puede alimentar un total de seis motores 110 eléctricos y cada motor 110 eléctrico tiene dos respaldos de paquete de baterías. En algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías en la unidad de paquete de baterías puede alimentar cuatro motores 110 eléctricos, que comprenden dos conjuntos de motores 110 eléctricos diagonalmente simétricos. Por lo tanto, cada unidad de paquete de baterías puede alimentar un total de doce motores 110 eléctricos y cada motor eléctrico tiene dos respaldos de paquete de baterías.
En algunos modos de realización, una unidad de paquete de baterías puede comprender cuatro paquetes 120 de baterías, en donde cada paquete de baterías alimenta una serie de motores eléctricos. Por ejemplo, en algunos modos de realización, cada paquete de baterías puede alimentar dos motores 110 eléctricos diagonalmente simétricos. Por lo tanto, cada unidad de paquete de baterías puede alimentar un total de ocho motores 110 eléctricos y cada motor eléctrico tiene tres respaldos de paquete de baterías. En otros modos de realización, cada paquete 120 de baterías en la unidad de paquete de baterías puede alimentar cuatro motores 110 eléctricos, que comprenden dos conjuntos de motores 110 eléctricos diagonalmente simétricos. Por lo tanto, cada unidad de paquete de baterías puede alimentar dieciséis motores 110 eléctricos y cada motor eléctrico tiene tres respaldos de paquete de baterías.
En algunos modos de realización, los motores 110 eléctricos comprenden un solo motor que es alimentado por uno o más paquetes 120 de baterías. En algunos modos de realización, cada motor 110 eléctrico puede incluir dos o más motores parciales y los paquetes 120 de baterías pueden alimentar motores parciales. En algunos modos de realización, las configuraciones de alimentación del motor 110 eléctrico descritas anteriormente pueden incluir la alimentación de un motor parcial de un paquete de baterías. Por ejemplo, en algunos modos de realización, cada motor 110 eléctrico puede incluir dos motores parciales y una unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 2, 4, 6, 7, 9 y 11 eléctricos. Una segunda unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 2, 3, 6, 7, 10 y 11 eléctricos. Una tercera unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 1, 3, 5, 8, 10 y 12 eléctricos. Una cuarta unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 1, 4, 5, 8, 9 y 12 eléctricos. Por lo tanto, cada motor 110 eléctrico recibirá energía de respaldo a través del otro motor parcial. Como se describió anteriormente, cada unidad de paquete de baterías puede comprender uno o más paquetes de baterías. Por ejemplo, una unidad de paquete de baterías puede comprender uno, dos, tres o cuatro paquetes de baterías.
En algunos modos de realización, cada motor eléctrico puede incluir dos motores parciales y una unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10 y 11 eléctricos. Una segunda unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 1,2, 5, 6, 7, 8, 11 y 12 eléctricos. Una tercera unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10 y 12 eléctricos. Por lo tanto, cada motor 110 eléctrico recibirá energía de respaldo a través del otro motor parcial. Como se describió anteriormente, cada unidad de paquete de baterías puede comprender uno o más paquetes de baterías. Por ejemplo, una unidad de paquete de baterías puede comprender uno, dos, tres o cuatro paquetes de baterías.
En algunos modos de realización, cada motor eléctrico puede incluir dos motores parciales y una unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 3, 4, 9 y 10 eléctricos. Una segunda unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 3, 4, 9 y 10 eléctricos. Una tercera unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 2, 5, 8 y 11 eléctricos. Una cuarta unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 2, 5, 8 y 11 eléctricos. Una quinta unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 1, 6, 7 y 12 eléctricos. Una sexta unidad de paquete de baterías puede alimentar motores parciales de los motores 1, 6, 7 y 12 eléctricos. Por lo tanto, cada motor 110 eléctrico recibirá energía de respaldo a través del otro motor parcial. Como se describió anteriormente, cada unidad de paquete de baterías puede comprender uno o más paquetes de baterías. Por ejemplo, una unidad de paquete de baterías puede comprender uno, dos, tres o cuatro paquetes de baterías. Se pueden elegir diferentes configuraciones de paquetes 120 de baterías, motores 110 eléctricos, conexiones de paquetes de baterías a motores eléctricos y combinaciones de enlaces cruzados de paquetes de baterías para equilibrar mejor las necesidades de energía de la aeronave, la redundancia del sistema y la tolerancia a fallos.
La Figura 1d ilustra un diagrama de un sistema motorizado de alto voltaje para una aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. Como se muestra en la Fig. 1b, la aeronave eVTOL puede incluir un conjunto de baterías que comprende unidades de baterías eléctricamente separadas (por ejemplo, 160, 162 y 164). Cada unidad de paquete de baterías puede incluir paquetes 120 de baterías que tienen un enlace cruzado entre sí, como se describió anteriormente. En algunos modos de realización, las unidades de paquete de baterías pueden incluir paquetes 120 de baterías que garantizan que se mantenga la capacidad de control de la aeronave en caso de pérdida de una unidad de paquete de baterías. Por lo tanto, en caso de pérdida de una unidad de paquete de baterías, es posible que la aeronave aún pueda controlarse. Como se describió anteriormente, en algunos modos de realización, las unidades de paquete de baterías pueden incluir paquetes 120 de baterías que alimentan motores 110 eléctricos en lados opuestos de uno o más ejes de simetría. Por lo tanto, en caso de pérdida de una unidad de paquete de baterías, el impacto en los momentos de balanceo, cabeceo o guiñada se puede reducir porque se equilibra la pérdida de sustentación y/o empuje. En algunos modos de realización, la pérdida de potencia, o la reducción de potencia, causada por un fallo de una unidad de paquete de baterías tendrá un efecto sustancialmente simétrico (por ejemplo, <±5%, <±10%, <±15%, <±20% o <±25% de asimetría) con respecto al balanceo, cabeceo y/o guiñada de la aeronave. En algunos modos de realización, las unidades de paquete de baterías pueden incluir paquetes 120 de baterías para reducir la cantidad total de cableado de alto voltaje entre los paquetes de baterías. En algunos modos de realización, las unidades de paquete de baterías pueden incluir paquetes 120 de baterías para minimizar los requisitos de energía.
En algunos modos de realización, como se muestra en la Figura 1d, el sistema HVPS puede comprender tres unidades de paquete de baterías eléctricamente separadas. Por ejemplo, en algunos modos de realización, la unidad 160 de paquete de baterías puede incluir paquetes 1 y 4 de baterías, que alimentan los motores 1, 4, 9 y 12 eléctricos. La unidad 162 de paquete de baterías puede incluir paquetes 2 y 5 de baterías, que alimentan los motores 2, 5, 8 y 11 eléctricos. La unidad 164 de paquete de baterías puede incluir paquetes 3 y 6 de baterías, que alimentan los motores 3, 6, 7 y 10 eléctricos. Por lo tanto, cada unidad de paquete de baterías puede incluir dos paquetes 120 de baterías emparejados que alimentan simultáneamente cuatro motores 110 eléctricos. En caso de fallo de un paquete 120 de baterías de una unidad de paquete de baterías, el otro paquete 120 de baterías emparejado continuará alimentando los cuatro motores eléctricos.
En algunos modos de realización, cada unidad 160, 162, 164 de paquete de baterías puede incluir un bus de alto voltaje para interconectar los paquetes 120 de baterías dentro de la unidad de paquete de baterías. En algunos modos de realización, el enlace 130 cruzado conecta dos canales de alto voltaje, cada uno de los cuales alimenta uno o más motores 110 eléctricos. Por ejemplo, en algunos modos de realización, el enlace 130 cruzado puede estar conectado al canal de alto voltaje de cada paquete de baterías antes de que el canal se divida para alimentar múltiples motores 110 eléctricos (por ejemplo, para alimentar dos motores eléctricos). Un enlace cruzado puede incluir además un bus que conecta los canales de voltaje negativo después de que los canales de voltaje negativo se combinan (por ejemplo, después de alimentar dos motores eléctricos).
En algunos modos de realización, cada enlace 130 cruzado puede incluir al menos un fusible para desconectar el enlace cruzado en caso de un fallo del enlace cruzado. Por ejemplo, los fusibles 131, 132 y 134 pueden estar ubicados en la conexión de enlace cruzado de los canales de alto voltaje positivos en las unidades 160, 162 y 164 de paquete de baterías. En algunos modos de realización, los fusibles pueden ser pirofusibles. Como se detalla más adelante, un sistema de administración de batería de un paquete 120 de baterías conectado puede determinar un fallo en un enlace cruzado, tal como un cortocircuito o una condición de sobrecorriente, y fundir el pirofusible asociado. Por lo tanto, se puede desconectar el enlace cruzado y evitar más daños a los componentes del sistema HVPS (por ejemplo, motores eléctricos, baterías, EPUS). Además, los motores 110 eléctricos todavía recibirán energía del paquete 120 de baterías emparejado en la unidad de paquete de baterías. Por ejemplo, si se produce un fallo en el enlace cruzado, es posible que se funda el pirofusible 131, pero los motores 1 y 12 eléctricos todavía recibirán energía del paquete 1 de baterías, y los motores 4 y 9 eléctricos todavía recibirán energía del paquete 4 de baterías.
En algunos modos de realización, puede haber pirofusibles adicionales en la conexión de enlace cruzado de los canales de alto voltaje negativos. Por ejemplo, los pirofusibles 170, 172 y 174 pueden estar ubicados en los enlaces cruzados en las unidades 160, 162 y 164 de paquete de baterías, respectivamente. Esta configuración puede proporcionar redundancia adicional para el sistema. Si el fusible en la conexión de enlace cruzado positivo falla, el fusible en la conexión de enlace cruzado negativo puede actuar como respaldo, y viceversa. Por ejemplo, en algunos modos de realización, si el fusible en la conexión de enlace cruzado positivo no se funde después de recibir la orden, un sistema de administración de batería conectado puede indicarle al fusible de enlace cruzado negativo que se funda. Además, en algunos modos de realización, cada enlace cruzado positivo puede tener dos fusibles controlados por los dos paquetes de baterías asociados y cada enlace cruzado negativo puede tener dos fusibles controlados por los dos paquetes de baterías asociados.
En algunos modos de realización, el sistema HVPS puede incluir dispositivos de desconexión de carga para desconectar una porción del circuito HVPS en caso de fallo (por ejemplo, cortocircuito o condición de sobrecorriente) de un motor eléctrico aguas abajo, una EPU aguas abajo u otro circuito de distribución aguas abajo. En algunos modos de realización, un dispositivo de desconexión de carga puede estar ubicado directamente aguas arriba del motor eléctrico. Por ejemplo, en algunos modos de realización, los dispositivos 109, 111, 112 y 113 de desconexión de carga pueden estar ubicados en el canal de alto voltaje que alimenta los motores 1, 12, 4 y 9, respectivamente. Los dispositivos 114, 115, 116 y 117 de desconexión de carga pueden estar ubicados en los canales de alto voltaje que alimentan los motores 2, 11, 5 y 8, respectivamente. Los dispositivos 118, 119, 121 y 122 de desconexión de carga pueden estar ubicados en los canales de alto voltaje que alimentan los motores 3, 10, 6 y 7, respectivamente.
En algunos modos de realización, los dispositivos de desconexión de carga son pirofusibles. En caso de fallo de un componente posterior, el pirofusible puede recibir una señal (por ejemplo, de un sistema de gestión de baterías de una batería conectada) y fundir el fusible. Por lo tanto, se pueden desconectar los componentes posteriores y evitar más daños a otros equipos (por ejemplo motores eléctricos, baterías, EPUS). Además, los motores 110 eléctricos restantes en la unidad de paquete de baterías todavía recibirán energía de los paquetes 120 de baterías conectados. Por ejemplo, en cado de un fallo en un dispositivo o cableado aguas abajo del pirofusible 109, el pirofusible 109 puede fundirse, pero los motores 12, 4 y 9 eléctricos todavía recibirán energía de los paquetes 1 y 4 de baterías. Además, en algunos modos de realización, el dispositivo de desconexión de carga puede incluir un contactor y el sistema de gestión de baterías puede ordenar al contactor que desconecte el circuito. En algunos modos de realización, se pueden utilizar tanto un contactor como un fusible para proporcionar redundancia adicional y el pirofusible puede actuar como respaldo para el contactor.
En algunos modos de realización, el sistema HVPS puede incluir un canal de carga de alto voltaje que permite que todos los paquetes 120 de baterías se carguen desde el mismo puerto de carga. El canal de carga de alto voltaje puede incluir dispositivos de desconexión de carga. En algunos modos de realización, los dispositivos de desconexión de carga pueden situarse aguas abajo de un bus de carga común en el lado de carga positivo. Por ejemplo, los dispositivos 140, 142, 144, 146, 148 y 150 de desconexión pueden proporcionar la desconexión de los paquetes 1, 4, 5, 2, 3 y 6 de baterías, respectivamente. De manera similar, en algunos modos de realización, se pueden situar dispositivos de desconexión de carga adicionales aguas arriba de un bus de carga común en el lado de carga negativo. Por ejemplo, los dispositivos 141, 143, 145, 147, 149 y 151 de desconexión pueden proporcionar la desconexión de los paquetes 1, 4, 5, 2, 3 y 6 de baterías, respectivamente.
En algunos modos de realización, los dispositivos de desconexión de carga son contactores, tal como K4 Pos y K4 Neg en la Fig.2A. Los contactores de carga pueden actuar como una medida redundante para desconectar los paquetes 120 de baterías de la carga. Como se detalla más adelante, un paquete 120 de baterías puede informar un problema de carga a una unidad de control de carga (CCU). Por ejemplo, un paquete 120 de baterías puede informar una condición de cortocircuito o sobrecorriente en el paquete 120 de baterías o en el canal de carga de alto voltaje. En algunos modos de realización, si la CCU no logra detener la carga, los paquetes 120 de baterías pueden ordenar a los contactores de carga que desconecten el canal de carga. En algunos modos de realización, los paquetes 120 de baterías pueden ordenar automáticamente a los contactores de carga que desconecten el canal de carga sin esperar a que falle la CCU. En algunos modos de realización, después de ordenar a la CCU que deje de cargar y/o desconecte un paquete 120 de baterías que detectó problemas de carga, el paquete 120 de baterías y/o la CCU pueden ordenar a los otros paquetes 120 de baterías que se desconecten del canal de carga. Al desconectar los paquetes 120 de baterías tras detectar un problema de carga, se pueden evitar daños a los componentes del HVPS.
La Figura 2a ilustra un diagrama de circuito para una caja de conexiones de alto voltaje (HVJB), en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. El HVJB 222 puede conectarse eléctricamente a las cargas 210 de HV para proporcionar energía de alto voltaje. En concreto, el convertidor CC/CC del sistema de gestión de la batería (BMS) y el elemento BT1 de almacenamiento de energía (por ejemplo, las celdas de la batería conectadas en paralelo y en serie) se pueden utilizar para proporcionar energía de alto voltaje. El convertidor CC/CC y el elemento BT1 de almacenamiento de energía están conectados a cada una de las cargas de HV a través de resistencias de precarga (por ejemplo, resistencia R1) o resistencia(s) de detección de corriente (por ejemplo, resistencias R2-R6), dispositivos K1-K5 de conmutación (por ejemplo, contactores, relés y/o controladores de HV) y una combinación de fusibles activos y pasivos (por ejemplo, F1-F7) para proteger contra diversas condiciones de fallo (por ejemplo, sobrecorriente, cortocircuito, etc.). En algunos modos de realización, los fusibles F1-F7 pueden ser uno o más de los fusibles detallados anteriormente con respecto a la Fig. 1b. Por ejemplo, en algunos modos de realización, los fusibles F2 EE1, F3 EE2 y F4 Xlink pueden corresponder a los fusibles 109, 111 y 131 detallados en la Fig. 1d.
El fusible F1 puede ser un paquete de fusibles para desconectar el paquete 120 de baterías defectuoso del resto del sistema HVPS. En algunos modos de realización, F1 puede ser un pirofusible. En caso de fallo de un paquete 120 de baterías, el pirofusible F1 puede recibir una señal (por ejemplo del sistema de gestión de baterías asociado) y fundir el fusible F1. Por lo tanto, se pueden evitar más daños a otros equipos (por ejemplo motores eléctricos, EPU o paquetes de baterías conectados). Además, los motores 110 eléctricos todavía recibirán energía de los paquetes 120 de baterías emparejados dentro de la unidad de paquete de baterías. Por ejemplo, si falla un paquete de baterías, es posible que se funda el pirofusible F1 del paquete 1 de baterías, pero los motores 1, 12, 4 y 9 eléctricos aún puedan recibir energía del paquete 4 de baterías.
La disposición de los circuitos en la caja 222 de conexiones de alto voltaje (HVJB) proporciona flexibilidad en la carga al permitir que las cargas auxiliares y/o los motores eléctricos y actuadores se activen o desactiven en el proceso de carga. Por ejemplo, la batería 120 se puede cargar mientras el circuito HVPS restante permanece desconectado. Los contactores K4 positivo y K4 negativo de carga pueden cerrarse para permitir que el paquete 120 de baterías se cargue. Mientras tanto, los contactores K1 y K2 principales y los contactores K3 y K5 de precarga (y/o relés) pueden estar abiertos para evitar activar los circuitos HVPS restantes. Además, el paquete 120 de baterías se puede cargar mientras las cargas auxiliares están conectadas pero los motores eléctricos y los actuadores permanecen desconectados. Los contactores K4 positivo y K4 negativo de carga pueden cerrarse para permitir que el paquete 120 de baterías se cargue. Mientras tanto, los contactores K1 y K2 principales pueden cerrarse después de que el contactor K3 de precarga (y/o relés) termine de precargar las cargas auxiliares, y K4 EE puede permanecer abierto. Además, la batería 120 se puede cargar mientras todas las cargas están conectadas. Los contactores K4 positivo y K4 negativo de carga pueden cerrarse para permitir que el paquete 120 de baterías se cargue. Mientras tanto, los contactores K1 y<k>2 principales pueden cerrarse después de que los contactores K3 y K5 de precarga (y/o relés) terminen de precargar las cargas conectadas, y K4 EE puede cerrarse.
En algunos modos de realización, un dispositivo de entrada puede permitir que una persona seleccione el modo de carga de la aeronave. Por ejemplo, una persona solicita la carga en uno de los tres modos diferentes descritos anteriormente a través del dispositivo de entrada. En algunos modos de realización, el dispositivo de entrada puede ser un interruptor físico, un botón y/o una palanca. En algunos modos de realización, el dispositivo de entrada puede ser un elemento de interfaz de usuario proporcionado en una pantalla de visualización o un panel de control. En algunos modos de realización, el dispositivo de entrada puede ser un procesador que puede recibir una selección manual y/o un comando de voz solicitando un cambio de modo. El dispositivo de entrada puede incluir cualquier medio que permita a una persona seleccionar el modo de carga deseado. En algunos modos de realización, la información de entrada se transmite a un BMS 270 y el BMS 270 puede controlar los contactores según el modo de carga solicitado.
La Figura 2b ilustra un diagrama de una caja 222 de conexiones de alto voltaje (HVJB), en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. En algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías contiene una unidad 211 de distribución de HV, un sistema (BMS 270) de gestión de baterías y una placa (PRT 280) de activación redundante de pirofusible alojada dentro del HVJB 122. Cada unidad puede ser un dispositivo de hardware, tal como un ordenador, un procesador o un microprocesador. El BMS 270 puede configurarse para monitorear voltajes, temperaturas, corrientes y resistencias de aislamiento. El BMS 270 puede controlar contactores de paquetes de baterías y pirofusibles para proteger contra condiciones de fallo. Como se detalla más adelante, el BMS 270 puede comunicarse con varios sistemas dentro y fuera del HVJB 222. El BMS 270 puede incluir una unidad (BMU 271) de gestión de baterías que puede recibir señales de detección de voltaje, corriente, resistencia y temperatura del conjunto 224 de celdas y/o la unidad 211 de distribución de HV. El BMS 270 puede incluir además unidades (CMU) 272 de gestión de celdas para monitorear los voltajes de cada conjunto de 7 celdas paralelas (es decir, un grupo de celdas 1S-7P) conectadas en serie en un bloque de celdas 14S-7P. Las CMU también se pueden utilizar para monitorear la temperatura de un bloque de celdas 14S-7P Las CMU 272 obtienen mediciones para todos los grupos de celdas en el paquete 120 de baterías y comunican las mediciones a la BMU 271.
La BMU 271 puede monitorear la corriente de salida para cada una de las cargas conectadas. La BMU 271 puede recibir alimentación interna del conjunto 224 de celdas de batería y monitorear continuamente el estado de la batería incluso cuando no está instalada en la aeronave 100. Al monitorear los parámetros del paquete 120 de baterías, del bloque de celdas y del grupo de celdas, la BMU puede proteger contra condiciones que afectan negativamente la seguridad o el rendimiento, como sobretensión, subtensión, sobretemperatura, subtemperatura, pérdida de aislamiento eléctrico, cortocircuito, sobrecorriente, etc. La función de diagnóstico de la BMU 271 permite la detección y aislamiento de fallos a través de pruebas integradas (BIT). Además, la BMU 271 realiza el cálculo del estado de carga (SOC), el estado de salud (SOH), la condición de fallo (por ejemplo, cortocircuito o sobrecorriente), el estado de potencia (SOP), el estado de energía (SOE) y el estado de temperatura (SOT) del paquete 120 de baterías. La BMU 271 también controla y monitorea la precarga del bus, proporciona comandos de fusibles y contactores y se comunica con varios sistemas dentro y fuera del HVJB 222.
La unidad 211 de distribución de HV en el HVJB 222 puede contener contactores 212 de HV y una combinación de fusibles activos y pasivos (por ejemplo, fusibles 213 y pirofusibles 214) para proteger contra condiciones de sobrecorriente y cortocircuito. En algunos modos de realización, los contactores 212 pueden corresponder a uno o más de los dispositivos K1-K7 de conmutación (por ejemplo, contactores de HV) detallados en la Fig. 2a. De igual forma, los pirofusibles 213 y 214, pueden corresponder a uno o más fusibles F1-F8 detallados en la Fig. 2a. La unidad 211 de distribución de HV puede incluir además (o recibir información de) sensores de corriente (por ejemplo, la resistencia R3-R6, un sensor de efecto Hall, un sensor de corriente de derivación u otros sensores).
En algunos modos de realización, una placa (PRT 280) de activación redundante de pirofusible puede estar ubicada dentro de HVJB 222. Mientras que en otros modos de realización, el BMS 270 puede comunicarse con un PRT 280, ubicado en el exterior del HVJB 222. El BMS 270 puede detectar un evento de fallo y enviar señales de comando al PRT 280 para que un controlador de pirofusible correspondiente funda un fusible. Por ejemplo, en algunos modos de realización, la unidad 211 de distribución de HV puede recibir una señal de sensor de un sensor de corriente (por ejemplo, la resistencia R3-R6) y proporcionar información a la BMU 271 con respecto a la condición de las cargas conectadas (por ejemplo, un voltaje, una corriente o una temperatura) en un punto en el sistema HVPS. Basándose en la información recibida, la BMU 271 puede determinar una condición de fallo (por ejemplo, porque el valor está fuera de un rango predeterminado) y enviar un comando al PRT 280 para fundir un pirofusible asociado. Por lo tanto, la condición de fallo se puede desconectar del resto del circuito HVPS, protegiendo los dispositivos y el cableado restantes. En algunos modos de realización, la BMU 271 puede monitorear directamente los sensores en lugar de recibir información a través de la unidad 211 de distribución de HV.
En algunos modos de realización, los paquetes 120 de baterías pueden estar en comunicación entre sí, por ejemplo a través del BMS 270. Los paquetes 120 de baterías pueden usar información referente al estado de uno o más paquetes 120 de baterías emparejados en una unidad de paquete de baterías para ayudar a determinar si se ha producido una condición de sobrecorriente. Por ejemplo, un paquete 120 de baterías puede determinar un rango de operación esperado (por ejemplo, voltaje, corriente, etc.) basado en el estado del paquete de baterías y el estado comunicado de los paquetes 120 de baterías dentro de la unidad de paquete de baterías. En algunos modos de realización, el HVJB 122 puede proporcionar además una placa de activación activa redundante configurada para permitir que el controlador de pirofusible active uno o más pirofusibles cuando el BMS 270 no puede habilitar el controlador de pirofusible. Véase el documento US 11,710,957 incorporado por referencia.
La MCU (CCU 263) de control en el conjunto del puerto 262 de carga puede interactuar con el cargador de batería externo y comunicarse con las<b>M<u>271 en los seis paquetes 120 de baterías instalados. Esta unidad puede ser un dispositivo de hardware, tal como un ordenador, un procesador o un microprocesador. En algunos modos de realización, la CCU 263 puede ser una única PCBA con un microcontrolador que gestiona la alimentación de energía general a cada paquete 120 de baterías durante la carga. Como se muestra en la FIG.
2, la CCU 263 puede realizar el protocolo de enlace entre el subsistema 274 de carga terrestre y las BMU 271 y puede ordenar a las BMU 271 que abran o cierren los contactores 212, tales como los contactores K6-K7 detallados en la Fig. 2a. La CCU 263 puede realizar funciones de detección y protección activa para protección contra sobretensión. Las BMU 271 en cada paquete 120 de baterías pueden mantener el control total y monitorear continuamente sus paquetes 120 de baterías durante las operaciones de carga.
La Figura 3 ilustra un diagrama de un conjunto (CPA262) de puerto de carga, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. El conjunto 262 de puerto de carga incluye un puerto 330 de carga, que proporciona la conexión de comunicación a través de la comunicación 335 de línea eléctrica y la transferencia de energía de HV a través del canal 336 de energía de HV. En algunos modos de realización, el puerto 330 de carga puede ser un puerto de carga JI 772 Tipo 1 que incluye varios pines y puntos de conexión para permitir la conexión a un sistema (GSS 300) de servicio de tierra (por ejemplo, a través de un enchufe). El puerto 330 de carga puede incluir uno o más pines de proximidad para detectar una conexión de alto voltaje entre el GSS 300 y el puerto 330 de carga. Al detectar una conexión con el GSS 300, el puerto 330 de carga puede activar un cierre que evita que la alimentación 336 de alto voltaje se desconecte bajo una carga cargada. Tras la finalización de la carga, el puerto 330 de carga puede desbloquear automáticamente la conexión o habilitar el desbloqueo manual.
El conjunto 262 de puerto de carga puede incluir una unidad (CCU 263) de control de carga en comunicación con el puerto 330 de carga, por ejemplo a través de la línea 333 de comunicación. La CCU 263 puede proporcionar además un control 331 de bloqueo, cambios 334 de iluminación y monitorear y responder a una temperatura 332 de varios componentes. La CCU 263 puede monitorear una temperatura en el lado de entrada del puerto 330 de carga. Si la temperatura es demasiado alta, entonces la CCU 263 puede ordenar al sistema 300 de servicio terrestre que cancele la carga. La CCU 263 recibe actualizaciones de estado de los paquetes 120 de baterías y proporciona comandos a los paquetes 120 de baterías para controlar su nivel de carga abriendo y cerrando los contactores de carga del paquete de baterías (por ejemplo, K6-K7 en la Fig. 2a). Como se detalla con referencia a la Fig. 2b anterior, en algunos modos de realización, la CCU 263 puede comunicarse con el sistema (BMS 270) de gestión de baterías de cada paquete de baterías, por ejemplo a través de una unidad (BMU 271) de gestión de baterías. El BMS 270 puede enviar información del paquete de baterías a la CCU 263, incluyendo información sobre el estado de la conexión del paquete de baterías (por ejemplo, si el paquete de baterías está conectado al sistema HVPS), el estado de carga (SOC), el estado de salud (SOH), la condición de fallo (por ejemplo, cortocircuito o sobrecorriente), el estado de potencia (SOP), el estado de energía (SOE) y el estado de temperatura (SOT).
La CCU 263 puede proporcionar comandos al BMS 270 para abrir o cerrar los contactores de carga del paquete de baterías. En algunos modos de realización, cada paquete 120 de baterías puede tener una línea de comunicación CAN de bajo voltaje separada que conecta el paquete 120 de baterías a la CCU 263. En algunos modos de realización, una línea de comunicación CAN puede ser compartida entre uno o más paquetes 120 de baterías en una unidad de paquete de baterías. Por ejemplo, los paquetes 1 y 4 de HV de baterías pueden comunicarse con la CCU 263 a través de la CAN 351. Los paquetes 2 y 5 de HV de baterías pueden comunicarse con la CCU 263 a través de la CAN 352. Los paquetes 3 y 6 de HV de baterías pueden comunicarse con la CCU 263 a través de la CAN 353. Como se detalla más adelante, la CCU 263 puede realizar varias solicitudes de suministro de energía y enfriamiento del GSS 300 (por ejemplo, a través del puerto 330 de carga) basándose en la información recibida de los paquetes 120 de baterías.
La unidad 263 de control de carga puede determinar los comandos del contactor de carga del paquete de baterías basándose en varios criterios. En algunos modos de realización, la CCU 263 puede determinar los niveles de carga del paquete de baterías requeridos basándose en la información del vuelo. Por ejemplo, en algunos modos de realización la CCU 263 puede recibir información de vuelo del GSS 300, por ejemplo a través de las líneas 335 y 333 de comunicación. El GSS 300 puede recibir información de vuelo a través de una conexión cableada o inalámbrica a un ordenador, un ordenador portátil, un iPad, un dispositivo móvil o cualquier otro dispositivo capaz de proporcionar información de vuelo. En algunos modos de realización, el conjunto 262 de puerto de carga puede proporcionar una conexión cableada o inalámbrica directa a un ordenador, un ordenador portátil, un iPad, un dispositivo móvil para recibir directamente información de vuelo. En algunos modos de realización, la CCU 263 puede recibir información de vuelo del sistema 230 de control de vuelo de la aeronave.
La información del vuelo puede incluir información sobre la misión del vuelo, tal como la ubicación del destino, una distancia al próximo destino o el tiempo de vuelo esperado necesario para llegar al próximo destino. La información de la misión de vuelo puede incluir el tipo de vuelo esperado. Por ejemplo, la información de la misión de vuelo puede incluir la duración o la distancia que se va a cubrir en cada modo de vuelo. En algunos modos de realización, los modos de vuelo pueden incluir vuelo con alas, vuelo asistido por empuje y sustentación, vuelo asistido por empuje y vuelo asistido por sustentación. En algunos modos de realización, la información de la misión de vuelo puede incluir una salida de EPU esperada durante todo el vuelo, por ejemplo, como una unidad de potencia o un porcentaje de la potencia máxima de EPU. En algunos modos de realización, se puede proporcionar información de la misión de vuelo para cada EPU en una aeronave.
La información de la misión de vuelo puede incluir información sobre las condiciones climáticas previstas durante todo el vuelo. Las condiciones climáticas pueden incluir temperaturas, presiones, condiciones de viento y precipitaciones esperadas durante todo el vuelo. La información de la misión de vuelo puede incluir el peso esperado de una aeronave, por ejemplo, basándose en el número de pasajeros o de la cantidad de carga. Se puede predecir o medir el peso de una aeronave (por ejemplo, si la aeronave transporta pasajeros o carga a bordo).
La información del vuelo puede incluir información histórica de la batería. Por ejemplo, en algunos modos de realización, la información de la batería puede incluir el consumo histórico de batería de cada paquete de baterías en una ruta de vuelo particular. La información de la batería puede incluir además detalles sobre los modos de vuelo, el peso y el clima, para que la unidad 263 de control de carga determine su relevancia para la misión de vuelo siguiente.
Además, se puede recibir y analizar información del vuelo para múltiples vuelos posteriores. En algunos modos de realización, si una aeronave realizase múltiples viajes sin la capacidad de recargarse, se puede recopilar y analizar información de vuelo para todos los vuelos posteriores para garantizar que la aeronave tenga carga suficiente para cada viaje. En algunos modos de realización, una aeronave puede tener tiempo para recargarse parcialmente antes de un viaje posterior. Por lo tanto, la información del vuelo puede incluir información sobre el viaje posterior e información sobre la cantidad de recarga disponible entre viajes. Al recibir esta información, la CCU 263 puede garantizar que los paquetes 120 de baterías tengan suficiente carga para soportar una parte suficiente del viaje posterior. La CCU 263 puede utilizar la información de vuelo para determinar el nivel de carga requerido de cada paquete 120 de baterías.
La unidad (CCU 263) de control de carga puede determinar los comandos del contactor de carga del paquete de baterías basándose en el estado actual de cada paquete 120 de baterías recibido desde el b Ms 270, incluyendo un estado de energía y/o un estado de carga de cada paquete 120 de baterías. La CCU 263 puede determinar cuánta carga adicional es necesaria para cumplir con el nivel de carga requerido basándose en el nivel de carga actual de cada paquete de baterías. Además, en algunos modos de realización, la CCU 263 puede considerar la configuración del paquete de baterías cuando se cargan los paquetes 120 de baterías. La CCU 263 puede determinar cargar cada paquete 120 de baterías dentro de una unidad de paquete de baterías al mismo nivel de carga. Por lo tanto, la CCU 263 puede cargar todos los paquetes 120 de baterías en una unidad de paquete de baterías al nivel de carga más alto requerido de cualquier paquete 120 de baterías dentro de la unidad. A medida que se carga el paquete 120 de baterías, la CCU 263 puede seguir recibiendo actualizaciones sobre el nivel de carga de cada paquete de baterías y mantener los contactores de carga del paquete de baterías cerrados para permitir la carga hasta que se alcance el nivel de carga requerido.
Además, la unidad (CCU 263) de control de carga puede determinar los comandos del contactor de carga del paquete de baterías basándose en una condición de fallo, un estado de salud o un estado de temperatura recibido del BMS 270. En algunos modos de realización, la CCU 263 puede abrir un contactor a un paquete 120 de baterías (deshabilitando la carga) basándose en la recepción de información de que un paquete 120 de baterías ha fallado (por ejemplo, experimentó un cortocircuito o una condición de sobrecorriente). Además, la CCU 263 puede abrir un contactor a un paquete 120 de baterías (deshabilitando la carga) basándose en que el estado de salud del paquete de baterías caiga por debajo de un nivel establecido o basándose en que la temperatura del paquete de baterías exceda un nivel establecido. La CCU 263 puede continuar monitoreando la condición de fallo, el estado de salud o el estado de temperatura del paquete 120 de baterías y cerrar el contactor (habilitando la carga) cuando se solucionen las condiciones.
La unidad 263 de control de carga puede enviar comandos de enfriamiento al GSS 300, por ejemplo a través de las líneas 333 y 335 de comunicación, basándose en el estado de la información de temperatura recibida de los paquetes 120 de baterías. En algunos modos de realización, la CCU 263 puede enviar una temperatura de paquete de baterías requerida o un caudal de refrigerante requerido. El subsistema 310 de carga terrestre puede comunicar esta información con un subsistema 320 de acondicionamiento térmico. El subsistema 320 de acondicionamiento térmico puede controlar uno o más condensadores y válvulas de control de refrigerante asociadas para lograr los requisitos de enfriamiento.
La unidad (CCU 263) de control de carga puede señalar el estado de los paquetes 120 de baterías durante todo el proceso de carga a un asistente de carga. En algunos modos de realización, la CCU 263 puede señalar un problema (por ejemplo, un fallo del paquete de baterías, un mal estado o un exceso de temperatura) a través de la línea 334 de iluminación. Por ejemplo, en algunos modos de realización, se puede encender una luz o cambiar de color para indicar el problema. Como alternativa, o adicionalmente, la CCU 263 puede comunicar los detalles del problema (por ejemplo, tipo de problema, paquete(s) de baterías relevantes, etc.) al sistema 300 de servicio terrestre a través de las líneas 333 y 335 de comunicación. El sistema 300 de servicio terrestre puede proporcionar estos detalles a través de una pantalla, un ordenador, un ordenador portátil, un iPad, un dispositivo móvil o cualquier otro dispositivo capaz de comunicar la información a un asistente de carga.
La unidad (CCU 263) de control de carga puede determinar que cada paquete 120 de baterías ha alcanzado el nivel de carga requerido y señalar la finalización de la carga al sistema 300 de servicio en tierra. Al determinar que no se recibe ninguna carga del GSS 300, la CCU 263 puede proporcionar una señal al puerto de carga, por ejemplo a través del control 331 de bloqueo, para desbloquear automáticamente la conexión al GSS 300 o para permitir el desbloqueo manual de la conexión.
La Figura 4 ilustra un diagrama de flujo para detectar un equipo de respuesta a emergencias, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. En algunos modos de realización, este proceso lo realiza cada sistema 270 de gestión de baterías de los paquetes 120 de baterías. En la etapa 401, un procesador recibe información de aceleración. En algunos modos de realización, la información de aceleración puede recibirse directamente de sensores (por ejemplo, un acelerómetro), mientras que en otros modos de realización la información de aceleración puede recibirse de un procesador diferente, tal como uno asociado con un sistema de control de vuelo de la aeronave. En la etapa 402, el procesador recibe un estado de continuidad del bucle de enclavamiento de alto voltaje (HVIL) (por ejemplo, de un sistema (BMS 270) de administración de batería) que indica si se ha cortado o no un bucle de corte de emergencia de bajo voltaje. Por ejemplo, un BMS 270 determina que se ha cortado un bucle de corte al detectar una pérdida de corriente. La información recopilada en las etapas 401 y 402 puede recibirse de forma secuencial o simultánea. Además, en algunos modos de realización, la información recopilada puede incluir una marca de tiempo que indica cuándo se recopiló. Mientras que en otros modos de realización, el procesador puede asignar un tiempo basándose en el momento en que recibió la información.
En la etapa 403, el procesador puede determinar si un equipo de respuesta a emergencias realizó un corte del bucle de corte de emergencia de bajo voltaje. El procesador puede tomar esta determinación basándose en la información de aceleración y el estado de continuidad del HVIL. Si la información de aceleración indica un accidente (por ejemplo, excede un umbral) en un momento anterior al que el estado de continuidad de HVIL indica un bucle de corte, entonces se determina que un equipo de respuesta a emergencias cortó el bucle de corte de emergencia de bajo voltaje. Sin embargo, si un estado de continuidad HVIL indica un bucle de corte en un momento anterior al que la información de aceleración indica un accidente, entonces no se detecta una respuesta de emergencia. Además, si la información de aceleración no indica un accidente o el estado de continuidad del HVIL no indica un corte, entonces no se detecta una respuesta de emergencia. En la etapa 404, si se determina que un personal de emergencia realizó el corte, entonces el procesador envía un comando para fundir uno o más fusibles del paquete de baterías para desactivar al menos una parte del sistema motorizado de alto voltaje. En algunos modos de realización, el procesador puede determinar qué paquete 120 de baterías fundir basándose en qué paquete 120 de baterías está asociado con el bucle de corte. Por ejemplo, en algunos modos de realización, un bucle 1 de corte puede estar conectado a un paquete 1 de baterías. El procesador puede determinar que un dispositivo de respuesta a emergencias ha cortado el bucle 1 y puede ordenar al paquete 1 de baterías que funda el pirofusible del paquete 1 de baterías, tal como el fusible F1 en la Fig. 2a. En algunos modos de realización, al determinar que un equipo de respuesta a emergencias cortó cualquiera de los bucles, el procesador puede hacer que se funda el pirofusible asociado con el paquete 120 de baterías y cualquier paquete 120 de baterías conectado. Por ejemplo, haciendo referencia a la Fig. 1a, basándose en la determinación de que un equipo de respuesta a emergencias cortó el bucle 1 asociado con el paquete 1 de baterías, el procesador puede fundir los pirofusibles asociados con los paquetes 1 y 4 de baterías. En algunos modos de realización, basándose en la determinación de que un equipo de respuesta a emergencias cortó cualquiera de los bucles, el procesador puede hacer que se funda el pirofusible asociado con todos los paquetes 120 de baterías.
En la etapa 405, el procesador puede determinar si la detección de accidente fue falsa. El procesador puede determinar que la información de aceleración indica un accidente, pero el estado de continuidad del HVIL indica que no hay ningún bucle de corte. Además, el procesador puede recopilar o tener disponible información sobre si el sistema de control de vuelo está en modo tierra. Si el procesador determina que el sistema de control de vuelo de la aeronave está en modo tierra, el procesador puede determinar que la detección del accidente fue falsa. Sin embargo, si el procesador determina que el sistema de control de vuelo no está en modo tierra (por ejemplo, en modo vuelo), entonces no se determinará un accidente falso. En algunos modos de realización, el "modo tierra" puede ser un modo seleccionado por el piloto a través de una interfaz cuando el piloto está controlando la aeronave en tierra.
En la etapa 406, si se determina que la detección de accidente fue falsa, la condición 1 se restablecerá para indicar que no se detectó ningún accidente y el procesador volverá a recopilar la información de aceleración. En la etapa 407, si no se determina que la detección de accidente fue falsa, la condición 1 no se restablecerá y el procesador continuará monitoreando si el estado de continuidad del HVIL indica un bucle de corte en la condición 2 de la etapa 403.
La Figura 5a ilustra un diagrama de vista en planta para enrutar el cableado de bucle de corte a través de la cola de una aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. Como se detalló anteriormente, cada bucle de corte puede estar conectado a un único paquete 120 de baterías. Por lo tanto, se pueden enrutar 6 bucles de corte desde los paquetes 120 de baterías ubicados en las alas, o en cualquier otro lugar, hasta la cola de la aeronave. Esta enrutado garantiza que los bucles de corte sean accesibles para cortarlos en la cola de la aeronave, lejos del sistema motorizado de alto voltaje que funciona entre las baterías, los motores eléctricos y otros dispositivos de la aeronave hacia la parte delantera de la aeronave. Un personal de primera respuesta puede cortar uno o más bucles para desactivar los paquetes 120 de baterías sin correr el riesgo de cortar una línea de alto voltaje activada, aumentando por tanto la seguridad. En algunos modos de realización, cada bucle de corte puede enrutarse por separado. En algunos modos de realización, los bucles de corte pueden enrutarse con uno o más paquetes 120 de baterías (por ejemplo, en un grupo). Por ejemplo, los bucles de corte asociados a paquetes de baterías conectados se pueden agrupar juntos, o los bucles de corte asociados a un ala de la aeronave se pueden agrupar juntos. En algunos modos de realización, los bucles de corte para los paquetes 120 de baterías pueden enrutarse todos juntos en un solo paquete.
La Figura 5b ilustra un diagrama de vista de perfil para enrutar el cableado de bucle de corte a través de la cola de una aeronave eVTOL, en consonancia con los modos de realización de la presente descripción. Como se detalló anteriormente, los bucles de corte se enrutan hacia la cola de la aeronave para aumentar la seguridad de los servicios de emergencia. Adicionalmente, los bucles de corte se pueden enrutar de manera tal que permitan que el personal de primera respuesta pueda acceder a ellos fácilmente. Por ejemplo, en algunos modos de realización, los bucles de corte pueden dirigirse hacia el perímetro de la aeronave para que sean más fáciles de encontrar y cortar. Los bucles de corte pueden estar codificados por colores y contener etiquetas descriptivas a intervalos establecidos para garantizar que el personal de primera respuesta pueda identificarlos fácilmente.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método para la gestión de baterías de aeronaves, el método que comprende:
recibir, mediante un sistema (270) de gestión de baterías, información de movimiento de una aeronave; el método que está caracterizado por que comprende además:
detectar, por el sistema (270) de gestión de baterías, que la información de movimiento indica un posible accidente;
detectar, por el sistema (270) de gestión de baterías, una pérdida de corriente en al menos un cable de bajo voltaje; y
fundir, mediante el sistema (270) de gestión de baterías, un fusible (131, 132, 134, 170, 172, 174) de paquete de baterías de al menos un paquete (120) de baterías configurado para suministrar energía de alto voltaje para desconectar el suministro de energía de alto voltaje por el al menos un paquete de baterías.
2. El método de la reivindicación 1, que comprende: fundir, mediante el sistema (270) de gestión de baterías, el fusible (131, 132, 134, 170, 172, 174) del paquete de baterías para desconectar el suministro de energía de alto voltaje al determinar que el accidente potencial ocurrió antes de la pérdida de corriente en el al menos un cable de bajo voltaje.
3. El método de la reivindicación 1 o 2, que comprende:
recibir, por el sistema (270) de gestión de baterías, un modo de la aeronave desde un sistema de control de vuelo de la aeronave;
determinar, por el sistema (270) de gestión de baterías, una detección de accidente falso basándose en la detección de que la información de movimiento de la aeronave indica un accidente potencial, no detectar ninguna pérdida de corriente en el al menos un cable de bajo voltaje y detectar que la aeronave estaba en modo tierra en el momento del accidente potencial; y
recibir, por el sistema (270) de gestión de baterías, nueva información de movimiento de la aeronave después de determinar la detección de un accidente falso.
4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la información de movimiento de la aeronave es información de aceleración que se recibe desde un acelerómetro en la aeronave.
5. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el accidente potencial se detecta basándose en que la aceleración de la aeronave excede un umbral.
6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende el sistema (270) de gestión de baterías que se comunica con un segundo sistema de gestión de baterías.
7. El método de la reivindicación 6, en donde el al menos un paquete de baterías comprende un primer paquete de baterías y un segundo paquete de baterías configurados para suministrar la energía de alto voltaje, el método que comprende que el sistema de gestión de baterías funda todos los fusibles de del primer y el segundo paquetes de baterías al determinar que el accidente potencial ocurrió antes de la pérdida de corriente en el al menos un cable de bajo voltaje.
8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde el fusible del paquete de baterías es un pirofusible.
9. Un sistema para la gestión de baterías de aeronaves, que comprende:
un sistema (270) de gestión de baterías que incluye uno o más procesadores,
en donde el uno o más procesadores están configurados para ejecutar instrucciones para hacer que el sistema de gestión de baterías realice el método de cualquiera de las reivindicaciones 1-8.
10. El sistema de la reivindicación 9, que comprende al menos dos paquetes (120) de baterías, en donde cada paquete de baterías comprende: el sistema (270) de gestión de baterías, una conexión al al menos a un cable de bajo voltaje y el fusible (213) de paquete de baterías.
11. El sistema de la reivindicación 10, en donde uno de los sistemas de gestión de baterías está configurado para fundir todos los fusibles (213) de paquete de baterías para los al menos dos paquetes (120) de baterías tras la determinación de que el accidente potencial ocurrió antes de la pérdida de corriente en el al menos un cable de bajo voltaje.
12. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 9-11, en donde el al menos un cable de bajo voltaje se enruta a través de una cola de la aeronave.
13. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 9-12, que comprende:
al menos dos paquetes (120) de baterías,
en donde cada paquete de baterías comprende el sistema (270) de gestión de baterías y una conexión al al menos a un cable de bajo voltaje; y
en donde el al menos un cable de bajo voltaje para los al menos dos paquetes de baterías están agrupados y enrutados a través de una cola de la aeronave.
14. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 9-13, en donde el fusible (213) de paquete de baterías es un pirofusible.
15. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, que comprende:
al menos una unidad de propulsión eléctrica,
en donde el suministro de energía de alto voltaje por al menos un paquete de baterías proporciona energía a la unidad de propulsión eléctrica,
opcionalmente, en donde el al menos un paquete de baterías incluye el sistema de gestión de baterías.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4335318A (en) 1979-04-24 1982-06-15 Mabuchi Motor Co., Ltd. Engine-driven model toy
US5594285A (en) 1993-08-27 1997-01-14 Sundstrand Corporation Power distribution center
US6850037B2 (en) 1997-11-03 2005-02-01 Midtronics, Inc. In-vehicle battery monitor
US6344700B1 (en) 1999-10-01 2002-02-05 Bell Helicopter Textron Inc. Redundant electrical DC power system for aircraft
US20040044452A1 (en) 2002-08-29 2004-03-04 Lester Electrical Of Nebraska, Inc. Vehicle monitoring system
CN1261319C (zh) 2004-11-11 2006-06-28 北京电巴科技有限公司 一种电动公交系统
US8026698B2 (en) * 2006-02-09 2011-09-27 Scheucher Karl F Scalable intelligent power supply system and method
US7839121B2 (en) * 2006-03-20 2010-11-23 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for managing power of battery packs in a portable device
JP2008067426A (ja) * 2006-09-04 2008-03-21 Yamaha Motor Electronics Co Ltd 車両用充電制御方法
US7778005B2 (en) * 2007-05-10 2010-08-17 Thomas V Saliga Electric disabling device with controlled immobilizing pulse widths
US9853488B2 (en) 2008-07-11 2017-12-26 Charge Fusion Technologies, Llc Systems and methods for electric vehicle charging and power management
US8296036B2 (en) 2009-09-23 2012-10-23 Aerovironment, Inc. Aircraft power management
KR101069951B1 (ko) 2010-01-06 2011-10-04 주식회사 엘지화학 배터리 제어 장치 및 방법
US8174238B2 (en) 2010-01-22 2012-05-08 Badger Berkley C Charging contact array for enabling parallel charging and series discharging of batteries
US8129951B2 (en) 2010-07-16 2012-03-06 Delphi Technologies, Inc. Power charging assembly and method that includes a low voltage electrical device operable with pulse width modulation (PWM) control
US10128674B2 (en) 2010-10-19 2018-11-13 Larry Nelson Apparatus and method for charging and discharging a multiple battery system
JP5264949B2 (ja) 2011-03-08 2013-08-14 本田技研工業株式会社 電動車両
WO2012133706A1 (ja) 2011-03-31 2012-10-04 三洋電機株式会社 電源システム、電源装置及び電源システム又は電源装置を備える車両
JP6234929B2 (ja) 2012-08-30 2017-11-22 三洋電機株式会社 電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置、電源装置の製造方
WO2014053057A1 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 Skykar Inc. Electrically powered aerial vehicles and flight control methods
KR101461895B1 (ko) 2013-05-03 2014-11-13 현대자동차 주식회사 배터리 팩의 셀 밸런싱 시스템 및 셀 밸런싱 방법
US9601812B2 (en) 2013-05-29 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC High-voltage contactor switching systems and methods
JP5861688B2 (ja) 2013-11-14 2016-02-16 トヨタ自動車株式会社 充放電システムおよびそれに用いられる車両
CN116534299A (zh) 2014-03-13 2023-08-04 多韧系统有限责任公司 无人机配置和用于无人机内燃机的电池增大，以及相关的系统和方法
JP6180982B2 (ja) 2014-03-28 2017-08-16 本田技研工業株式会社 車両
DE102014006028B4 (de) 2014-04-24 2022-06-30 Audi Ag Multibatteriesystem zur Erhöhung der elektrischen Reichweite
US10431992B2 (en) * 2014-06-03 2019-10-01 Traxxas Lp Battery charger with user interface
US10148163B2 (en) * 2014-07-17 2018-12-04 Albert James Lovshin Systems and methods for collecting, storing, and using electrical energy from the earth magnetic field
US9493090B2 (en) 2014-08-14 2016-11-15 Fca Us Llc Dynamic battery system voltage control through mixed dynamic series and parallel cell connections
CA2996844A1 (en) * 2014-08-29 2016-06-16 Tzunum, Inc. Power train for a hybrid-electric aircraft
US20160134160A1 (en) 2014-11-07 2016-05-12 Schneider Electric It Corporation Systems and methods for battery management
US9713961B2 (en) 2015-03-17 2017-07-25 GM Global Technology Operations LLC Method and system for control of contactor
JP6435991B2 (ja) 2015-05-28 2018-12-12 株式会社村田製作所 電動式航空機
CN204905906U (zh) 2015-06-30 2015-12-23 深圳市大疆创新科技有限公司 充电控制电路、充电装置及充电系统
US10632852B2 (en) 2015-11-13 2020-04-28 Nio Usa, Inc. Electric vehicle optical charging system and method of use
EP3197006B1 (en) 2016-01-21 2021-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method of charging battery pack
EP3767781A1 (en) 2016-02-29 2021-01-20 Verity AG Systems and methods for charging, transporting, and operating flying machines
CN107305372B (zh) 2016-04-25 2020-06-19 岳秀兰 云计算网络架构的远程监控的电动汽车能源监控和补给网
KR101886498B1 (ko) * 2016-07-08 2018-08-07 현대자동차주식회사 차량의 전력 제어 장치 및 방법
DE102016008263A1 (de) 2016-07-08 2017-02-16 Daimler Ag Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug
US10250045B2 (en) 2017-01-05 2019-04-02 Gbatteries Energy Canada Inc. System and method for battery pack
CN106712202A (zh) 2017-01-23 2017-05-24 深圳市哈威飞行科技有限公司 飞行器电源管理系统及飞行器
US20180215465A1 (en) 2017-01-31 2018-08-02 Joseph Raymond RENTERIA Rotatable thruster aircraft with separate lift thrusters
JP6360935B1 (ja) * 2017-03-22 2018-07-18 本田技研工業株式会社 情報処理装置、プログラム及び情報処理方法
EP3606828B1 (en) 2017-04-07 2023-12-13 Hanna, Mark Holbrook Distributed-battery aerial vehicle and a powering method therefor
US11145211B2 (en) 2017-04-25 2021-10-12 Joby Elevate, Inc. Efficient VTOL resource management in an aviation transport network
CN111051201A (zh) 2017-06-30 2020-04-21 空中客车A^3有限责任公司 用于飞行器的故障容限电气系统
US10823786B2 (en) 2017-07-28 2020-11-03 Northstar Battery Company, Llc Battery with internal monitoring system
CN107599859B (zh) 2017-09-01 2018-07-06 苏州达思灵新能源科技有限公司 电动汽车的供电系统、控制方法和电动汽车
US10829066B2 (en) 2017-09-22 2020-11-10 Zoox, Inc. Fail operational vehicle power supply
US11328611B2 (en) 2017-11-02 2022-05-10 Peter F. SHANNON Vertiport management platform
US11724801B2 (en) 2017-11-03 2023-08-15 Textron Systems Corporation VTOL aircraft having fixed-wing and rotorcraft configurations
GB2569659A (en) 2017-12-22 2019-06-26 Didey Consulting Ltd Airborne urban mobility vehicle with VTOL (Vertical Take-Off and Landing) capability
US10748433B2 (en) * 2018-01-05 2020-08-18 Ge Aviation Systems Llc Systems and methods for autonomous distress tracking in aerial vehicles
JP6992540B2 (ja) 2018-01-23 2022-01-13 トヨタ自動車株式会社 電池システム
WO2019145777A1 (en) 2018-01-25 2019-08-01 H55 Sa Electrical powering or drive system for a motor in an electrically driven aircraft
US11431177B2 (en) 2018-03-14 2022-08-30 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid energy storage module systems and methods of discharging energy storage modules
US10593215B2 (en) 2018-05-07 2020-03-17 Uber Technologies, Inc. Dynamic aircraft routing
US11827347B2 (en) 2018-05-31 2023-11-28 Joby Aero, Inc. Electric power system architecture and fault tolerant VTOL aircraft using same
US11198515B2 (en) 2018-09-11 2021-12-14 Embraer S.A. Method and system for distributed electrical loads connected to shared power sources
GB201815213D0 (en) 2018-09-18 2018-10-31 Advanced Mobility Res And Development Ltd Aircraft and modular propulsion unit
WO2020086973A1 (en) 2018-10-26 2020-04-30 Cummins Inc. BATTERY CHARGING AND DISCHARGING OF MULTIPLE PACKS AT DIFFERENT STATES OF CHARGE (SOCs)
CN111186585A (zh) 2018-11-14 2020-05-22 高洪江 多电池模组电动飞机动力系统和电动飞机
EP3666585A1 (de) 2018-12-12 2020-06-17 Siemens Aktiengesellschaft Elektrisch betriebenes fahrzeug und ladesystem
US11108251B2 (en) * 2019-02-22 2021-08-31 Aurora Flight Sciences Corporation Battery management system
US11133534B2 (en) * 2019-02-22 2021-09-28 Aurora Flight Sciences Corporation Programmable battery pack
US11465737B1 (en) * 2019-03-13 2022-10-11 Joby Aero, Inc. Conformal pylon/boom prop-rotors
DE102019205152A1 (de) 2019-04-10 2020-10-15 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Elektrisches Antriebssystem für ein Flugzeug mit minimalem Giermoment
KR102806907B1 (ko) 2019-04-23 2025-05-13 조비 에어로, 인크. 배터리 열 관리 시스템 및 방법
CN110001430B (zh) 2019-05-06 2020-11-10 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车双枪直流充电控制系统及控制方法
WO2020247750A1 (en) 2019-06-07 2020-12-10 Uber Technologies, Inc. Routing based on vehicle characteristics
CN116799930A (zh) 2019-07-02 2023-09-22 台达电子工业股份有限公司 充电器及充电方法
JP2021040435A (ja) 2019-09-04 2021-03-11 本田技研工業株式会社 充電制御システム、自律走行作業機、及び充電ステーション
GB2587669A (en) 2019-10-02 2021-04-07 Advanced Mobility Res And Development Ltd Systems and methods for aircraft
WO2021100391A1 (ja) * 2019-11-21 2021-05-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 移動体用電源システム、飛行体
EP3848287A1 (en) 2020-01-07 2021-07-14 Hamilton Sundstrand Corporation Electric propulsion system
US11613369B2 (en) * 2020-01-17 2023-03-28 Luc VAN BAVEL Parallel hybrid electric propulsion motor and electric power module
KR102796270B1 (ko) 2020-02-05 2025-04-24 주식회사 유비파이 배터리 충전 관리 시스템 및 충전 관리 방법
US11554865B2 (en) 2020-02-18 2023-01-17 Aurora Flight Sciences Corporation Vertical take-off and landing (VTOL) aircraft and related methods
US12012229B2 (en) 2020-03-06 2024-06-18 Joby Aero, Inc. System and method for robotic charging aircraft
US11349324B2 (en) 2020-03-09 2022-05-31 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for providing a personalized charging rate
JP7425997B2 (ja) * 2020-07-08 2024-02-01 株式会社オートネットワーク技術研究所 配電モジュール
US11661180B2 (en) 2020-07-08 2023-05-30 Archer Aviation Inc. Systems and methods for power distribution in electric aircraft
JP7558486B2 (ja) * 2020-07-29 2024-10-01 株式会社オートネットワーク技術研究所 直流回路開閉装置
US11967842B2 (en) * 2020-10-09 2024-04-23 The Boeing Company Smart battery disconnect and protection architecture for airborne high-power modular multi-string battery pack
WO2022090934A1 (en) 2020-10-26 2022-05-05 Yazami Ip Pte. Ltd. Method for increasing the discharge capacity of a battery cell and charge system adapted to such method
US12227290B2 (en) * 2020-10-27 2025-02-18 Wisk Aero Llc Power distribution circuits for electrically powered aircraft
US11465764B2 (en) * 2020-12-08 2022-10-11 Archer Aviation, Inc. Systems and methods for power distribution in electric aircraft
US11465532B2 (en) * 2021-01-22 2022-10-11 Archer Aviation, Inc. Systems and methods for power distribution in electric aircraft
US12348063B2 (en) * 2021-02-11 2025-07-01 The Boeing Company Systems and methods for fail-safe battery protection independent from battery management system
WO2022192396A1 (en) 2021-03-09 2022-09-15 Ematrix Energy Systems, Inc. System and method for using multiple high voltage battery packs in parallel
US12308677B2 (en) * 2021-03-17 2025-05-20 Proterra Powered Llc Battery system
US20220412023A1 (en) 2021-06-29 2022-12-29 Beta Air, Llc Recharging station for electric aircrafts and a method of its use
US11273724B1 (en) 2021-06-29 2022-03-15 Beta Air, Llc Recharging station for electric aircrafts and a method of its use
US11373543B1 (en) 2021-07-12 2022-06-28 Beta Air, Llc Systems and methods for optimization of a recharging flight plan for an electric vertical takeoff and landing aircraft
US12311776B2 (en) 2021-09-15 2025-05-27 Transportation Ip Holdings, Llc Electric power system and method
KR102809902B1 (ko) 2021-10-29 2025-05-19 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 (홍콩) 리미티드 전지 팩의 충전 제어방법, 장치, 전자 기기 및 저장매체
US11628746B1 (en) 2022-05-24 2023-04-18 Beta Air, Llc Ground service systems and devices for an electric aircraft
US11688889B2 (en) * 2021-11-10 2023-06-27 Beta Air, Llc Monitoring system and method for charging multiple battery packs in an electric aircraft
US20230302960A1 (en) 2021-11-10 2023-09-28 Beta Air, Llc Monitoring system and method for charging multiple battery packs in an electric aircraft
US11476676B1 (en) 2021-11-17 2022-10-18 Beta Air, Llc Systems and methods for battery management for electric aircraft batteries
JP7148701B1 (ja) 2021-11-30 2022-10-05 Kddi株式会社 飛行管理装置及び飛行管理方法
US12316152B2 (en) * 2022-02-16 2025-05-27 The Boeing Company Adaptive battery charging system and method
US11605964B1 (en) 2022-03-07 2023-03-14 Beta Air, Llc Charging connector control system and method for charging an electric vehicle
US12394998B2 (en) 2022-03-16 2025-08-19 Joby Aero, Inc. Nonlinear power source capability determination
WO2023176102A1 (ja) * 2022-03-17 2023-09-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池状態分析システム、電池状態分析方法、及び電池状態分析プログラム
JP7787757B2 (ja) * 2022-03-25 2025-12-17 本田技研工業株式会社 発電制御システム及び発電制御方法並びに航空機
CA3256276A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-26 Tae Technologies, Inc. Pulsed charging for energy sources of connected modules
WO2023212227A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-02 Hyliion Inc. System and method for fulfilling requests for electric energy services
US12606045B2 (en) 2022-04-29 2026-04-21 Rivian Ip Holdings, Llc Battery state of charge control using machine learning
CN114802717B (zh) 2022-05-09 2023-03-24 北京航空航天大学 基于飞控信息的飞机电作动器能量管理系统及控制方法
US11618337B1 (en) 2022-06-28 2023-04-04 Beta Air, Llc Methods and systems for managing chargers for electrical vertical takeoff and landing aircrafts
FR3138560A1 (fr) * 2022-07-27 2024-02-02 Safran Electrical & Power Dispositif de protection électrique de câbles d’alimentation de moteurs à aimants permanents
KR20250068633A (ko) 2022-08-12 2025-05-16 조비 에어로, 인크. 배터리-기반 항공기 성능 및 동작들
US20240054903A1 (en) 2022-08-12 2024-02-15 Joby Aero, Inc. Battery-Based Flight Planning for Electric Aircraft
CN115503967A (zh) 2022-09-14 2022-12-23 湘潭大学 一种轻型混合动力飞机构型、控制系统及能量管理控制方法
US11710957B1 (en) 2022-10-07 2023-07-25 Archer Aviation, Inc. Systems and methods for redundant control of active fuses for battery pack safety

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Publication number Publication date
JP2025539092A (ja) 2025-12-03
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