KR20220132412A - 배터리 열 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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조벤 베비르트
조나단 와그너
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브라이언 우즈난스키
오스틴 뉴먼
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Abstract

배터리 열 관리 시스템은 배터리 팩, 순환 서브시스템 및 열 교환기를 포함된다. 시스템은 선택적으로 냉각 시스템, 저장소, 탈이온화 필터, 배터리 충전기 및 제어기를 포함할 수 있다.

Description

배터리 열 관리 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 4월 23일자로 출원된 미국 가출원 번호 62/837,504의 이익을 주장하며, 이는 그대로 참조로 합체된다.
본 출원은 2019년 5월 10일자로 출원된 미국 출원 번호 16/409,653 및 2019년 9월 17일자로 출원된 미국 출원 번호 16/573,837에 관한 것으로, 이들 각각은 그대로 참조로 합체된다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 배터리 기술 분야에서 새롭고 유용한 배터리 열 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전기 비히클은 배터리 전원을 사용하여 추진 및 지원 시스템과 같은 비히클 기능을 가능하게 한다. 최신 배터리 기술은 원치 않는 열 이벤트가 최적의 전력 전달을 방해하고 경우에 따라 배터리 및/또는 비히클 자체를 손상시키는 것을 방지하기 위해 방전 중에 주의 깊은 열 관리를 필요로 한다. 배터리의 부적절한 열 관리는 비히클, 비히클 탑승자, 행인 및/또는 주변 환경을 위험에 빠뜨릴 수 있다. 또한, 빠르고 효율적인 방식으로 배터리를 충전하는 것이 바람직한 경우가 많으며, 이는 이러한 충전 프로세스에 의해 배터리 내부에 생성되는 열에 대해 균형화되어야 한다. 이러한 과제는 전기 비히클 시스템 설계가 항공과 같이 중량, 복잡성 및/또는 안전성에 대한 엄격한 제약을 받는 상황에서 더욱 복잡해진다.
따라서, 배터리 기술 분야에는 새롭고 유용한 배터리 열 관리 시스템 및 방법을 창출할 필요가 있다. 본 발명은 이러한 새롭고 유용한 시스템 및 방법을 제공한다.
도 1은 배터리 열 관리 시스템의 변형을 도시한다.
도 2는 항공기와 지상국 사이의 배터리 열 관리 시스템의 요소의 예시적인 배열을 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 제1 및 제2 배터리 팩 각각에 연결된 내부 펌프의 제1 및 제2 예시적인 전기적 연결 구성을 도시한다.
도 4는 배터리 열 관리 방법의 변형의 흐름도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 각각 배터리 열 관리 시스템의 내부 요소의 예시적인 배열을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 각각 배터리 열 관리 시스템 변형의 유체 연결 및 전원 연결의 예시적인 배열을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 각각 제2 배터리 열 관리 시스템 변형의 유체 연결 및 전원 연결의 예시적인 배열을 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 각각 배터리 온도 프로파일의 제1 및 제2 예를 도시한다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 각각 배터리 셀 및 내부 열 교환기의 제1, 제2 및 제3 예시적인 배열을 도시한다.
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 각각 결함 내성 펌프 아키텍처의 제1, 제2 및 제3 예를 도시한다.
도 11a는 배터리 팩 내의 배터리 셀의 예시적인 배열을 도시한다.
도 11b는 예시적인 배터리 팩 아키텍처에서 열 이벤트시의 열 전파를 도시한다.
도 12는 컨디셔닝 시스템의 예시적인 배열을 도시한다.
도 13a는 항공기 주위에 분산된 비히클 구성요소의 평면도 표현이다.
도 13b는 항공기 주위에 분산된 비히클 구성요소의 측면도 표현이다.
도 13c는 항공기의 승객 구역 주위에 분산된 비히클 구성요소의 측면도 표현이다.
도 13d는 항공기 주위에 분산된 비히클 구성요소의 평면도 표현이다.
도 14는 S100의 예의 흐름도를 도시한다.
도 15는 배터리 열 관리 방법의 변형의 흐름도를 도시한다.
도 16은 배터리 열 관리 방법의 변형의 흐름도를 도시한다.
도 17은 배터리 열 관리 시스템의 변형을 도시한다.
도 18은 배터리 열 관리 시스템의 변형을 위한 통합 충전 및 컨디셔닝 커넥터의 예를 도시한다.
도 19a 및 도 19b는 각각 호버 구성 및 전진 구성의 비히클의 예를 도시한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명은 본 발명을 이들 바람직한 실시예로 제한하려는 의도가 아니라, 오히려 임의의 본 기술 분야의 숙련자가 본 발명을 형성 및 사용할 수 있게 하려는 의도이다.
1. 개요
배터리 열 관리 시스템(100)은 배터리 팩(110), 순환 서브시스템(120) 및 열 교환 시스템(130)을 포함한다. 순환 서브시스템은 펌프(122) 및 유체 매니폴드(124)를 포함하고, 선택적으로 호스 커플링(126) 및 로크아웃 메커니즘(lockout mechanism)(128)을 포함할 수 있다. 시스템(100)은 선택적으로 냉각 시스템(190), 저장소(150), 탈이온화 필터(160), 배터리 충전기(170), 및 제어기(180)를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 구성요소를 포함할 수 있다. 시스템(100)의 예가 도 1에 도시되어 있다.
시스템(100)은 배터리 팩의 열 상태를 관리하는 기능을 한다. 열 상태는 배터리 팩 내의 온도 분포, 배터리 팩의 평균 온도, 배터리 팩의 온도 상승 또는 하강율, 및/또는 배터리 팩 및/또는 열적으로 결합된 요소의 전체 또는 일부의 온도 관련 특성을 정량화하는 임의의 다른 적절한 메트릭을 포함할 수 있다.
시스템(100)은 또한 배터리 팩 내에서 작동 유체를 순환시키는 기능을 할 수 있다(예를 들어, 배터리 팩 내에서 온도 균일성을 달성하기 위해, 배터리 팩을 가열 또는 냉각하기 위해 등). 작동 유체는 가열 및/또는 냉각될 수 있는 임의의 적절한 유체일 수 있고 순환 서브시스템의 폐회로 또는 개회로를 통해 유동할 수 있어 다양한 구성요소(예를 들어, 외부 환경 포함) 사이에서 열을 전달할 수 있다. 작동 유체는 추가적으로 또는 대안적으로 배터리 팩의 부분 및/또는 시스템(100)의 열 교환기 사이에서 열을 교환하기 위한 임의의 적절한 유체 매체일 수 있다. 예를 들어, 작동 유체는 물, 물/글리콜 혼합물(예를 들어, 50/50, 70/30, 80/20 등), 냉매(예를 들어, R134a), 오일, 공기, 유체 냉각제, 미네랄 오일, 임의의 다른 적절한 기체 또는 기체 혼합물, 및/또는 임의의 다른 적절한 유체일 수 있다. 변형에서 작동 유체는 누설 또는 유출의 환경적 영향을 최소화하기 위해 비-위험, 천연 또는 생분해성 유체일 수 있다. 변형에서, 작동 유체는 비전도성(예를 들어, 미네랄 오일)일 수 있으며, 이는 전자 장치를 단락시킬 가능성을 제거할 수 있고/있거나 배터리 셀(114)의 범람 냉각을 가능하게 할 수 있다(예를 들어, 완전 침지 구성에서). 일부 예에서, 시스템(100)은 다양한 목적을 위해 다수의 작동 유체를 순환시키도록 구성될 수 있다(예를 들어, 배터리 팩을 가열하기 위한 제2 작동 유체와 병렬로 순환되는, 배터리 팩을 냉각하기 위한 제1 작동 유체, 여기서 제1 및 제2 작동 유체는 열 관리 시스템 등의 필요에 따라 상이한 시간에 순환될 수 있음).
시스템(100)은 또한 배터리 팩 내의 열 이벤트를 검출하고 관리하는 기능을 할 수 있다. 열 이벤트는 배터리 팩의 일부가 임의의 공칭 범위 밖의 온도에 도달하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 이벤트는 배터리 팩의 하나 이상의 셀(114)에서의 열 폭주를 포함할 수 있고, 열 폭주는 제어되지 않은 양성 피드백 발열 반응이 셀 또는 셀들 내에서 발생하는 것이다. 열 이벤트는 또한 열 전파를 포함할 수 있고, 열 전파는 공칭 범위 밖의(예를 들어, 스파이크, 증가 등) 온도가 하나의 셀에서 초기에 영향을 받지 않은 다수의 셀로 확산되는 것이다. 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로, 열 이벤트는 적절한 배터리 팩 동작(예를 들어, 충전, 방전, 보관 등)을 보장하기 위해 완화될 필요가 있는 배터리 팩 내에서 임의의 다른 온도 관련 발생현상을 포함할 수 있다.
배터리 열 관리 시스템은 다양한 실시예에서 여러 관련 시스템과 함께 사용될 수 있고/있거나 이를 포함할 수 있다. 이러한 관련 시스템에는 항공기, 항공기 서브시스템(예를 들어, 파워트레인 서브시스템, 추진 서브시스템, 항공 전자 기기 서브시스템 등), 지상 비히클(예를 들어, 자동차, 기관차 등), 육상 기반시설(예를 들어, 항공 교통 관제 시스템, 지상 유지 관리 시스템 등) 및/또는 임의의 다른 적절한 시스템을 포함할 수 있다.
시스템(100)의 변형에서, 배터리 열 관리 시스템의 구성요소는 비히클과 기반시설 설비 사이에 분산된다(도 2 및 도 17에 도시된 예). 비히클은 순환 서브시스템의 일부인 배터리 팩을 포함하는 것이 바람직하고 내부 펌프를 포함할 수 있다. 기반시설 설비는 바람직하게는 외부 열 교환기(예를 들어, 응축기 및/또는 증발기) 및 순환 서브시스템의 상보적 부분을 포함하고 외부 펌프 및 저장소를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 비히클은 능동 냉각 시스템, 냉동 시스템 또는 다른 능동 열 제거 시스템 같은 열 컨디셔닝 시스템의 무거운 구성요소(예를 들어, 비적하 비히클 중량의 5%, 10%, 20% 등을 초과하는 중량의 구성요소)를 배제하고, 배제된 구성요소는 기반시설 설비 내에 배열된다.
이 분산 기능은 비히클이 동작(예를 들어, 비행, 운전, 수상 운행 등) 동안 열 컨디셔닝에 사용되는 구성요소를 운송할 필요 없이 비히클 내부에 위치된 배터리 팩의 열 컨디셔닝을 가능하게 하는 기능을 한다. 이는 비히클 동작 중에 열 교환기가 별도로 배치될 수 있게 한다(예를 들어, 부품 수와 중량 감소로 인해 더 효율적인 비히클 동작을 가능하게 한다). 이러한 분산은 또한 비히클 내부의 배터리 팩의 급속 충전을 가능하게 하기 위해 더 크거나 더 복잡한 열 교환기를 사용할 수 있게 한다. 기반시설 설비는 정적(예를 들어, 실질적으로 영구적인 기반시설의 일부로 지상에 고정됨) 또는 이동성(예를 들어, 충전 또는 기타 열 컨디셔닝 동안 비히클에 연결하기 위해 서비스 영역으로 운송될 수 있는 이동식/견인식 트레일러)일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 열 관리 방법(200)은 배터리 팩의 온도 설정점을 결정하고(S100), 배터리 팩 온도를 온도 설정점으로 조절하는 단계(S150)를 포함할 수 있다. 이 방법은 추가적으로 또는 대안적으로 배터리 팩의 온도를 결정하는 단계(S200); 및 배터리 팩 내부의 열을 재분배하는 단계(S250)를 포함할 수 있다. 방법(200)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 프로세스를 포함할 수 있다.
방법(200)은 비히클과 관련된 배터리 팩의 열 상태를 관리하는 기능을 한다. 방법(200)은 또한 본 명세서에 설명되거나 달리 적절하게 정의된 바와 같이, 시스템(100)과 유사한 시스템의 임의의 구성요소 또는 구성요소들의 기능을 구현하도록 기능할 수 있다.
방법(200)은 바람직하게는 시스템(100)과 실질적으로 유사한 시스템을 사용하여 구현 및/또는 실행되지만, 그러나, 방법(200)은 배터리 팩 열 관리에 사용될 수 있는 임의의 다른 적절한 구성요소를 갖는 임의의 다른 적절한 시스템에 의해 구현 및/또는 실행될 수 있다.
배터리 열 관리 시스템(100) 및/또는 방법(200)은 바람직하게는 항공기와 함께 구현되고(예를 들어, 시스템은 항공기를 포함할 수 있음); 배터리 열 관리 시스템이 비히클과 기반시설 설비 사이에 분산되는 변형에서, 비히클은 바람직하게는 항공기이다. 특히, 항공기는 회전익 항공기인 것이 바람직하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 항공기를 포함할 수 있다. 회전익 항공기는 바람직하게는 전진 배열(105)(예가 도 19b에 도시됨)와 호버 배열(106)(예가 도 19a에 도시됨) 사이에서 동작가능한 복수의 항공기 추진 시스템(예를 들어, 로터 조립체, 로터 시스템 등)을 갖는 경사로터(tiltrotor) 항공기이다. 그러나, 회전익 항공기는 대안적으로 하나 이상의 로터 조립체 또는 추진 시스템을 갖춘 고정익 항공기, 하나 이상의 로터 조립체를 갖춘 헬리콥터(예를 들어, 적어도 하나의 로터 조립체 또는 항공기 추진 시스템이 수평 추력을 제공하기 위해 실질적으로 축방향으로 배향됨) 및/또는 로터에 의해 추진되는 임의의 다른 적절한 회전익 항공기 또는 비히클을 포함할 수 있다. 회전익 항공기는 바람직하게는 하나 이상의 로터 조립체를 구동하기 위한 완전 전기 파워트레인(예를 들어, 배터리 급전 전기 모터)을 포함하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 하이브리드 파워트레인(예를 들어, 내연 발전기를 포함하는 가스-전기 하이브리드), 내연 파워트레인(예를 들어, 가스터빈 엔진, 터보프롭 엔진 등을 포함함), 및 임의의 다른 적절한 파워트레인을 포함할 수 있다.
항공기는 임의의 적절한 질량 분포(또는 중량 분포)와 함께 임의의 적절한 질량(예를 들어, 비적하 질량, 적하 질량, 최대 이륙 질량 등)을 가질 수 있다. 항공기 질량은 1 kg, 5 kg, 10 kg, 50 kg, 100 kg, 500 kg, 1000 kg, 1250 kg, 1500 kg, 1750 kg, 2000 kg, 2250 kg, 2500 kg, 2750 kg, 3000 kg, 5000 kg, 1000 kg, 20000 kg, 1500 kg 미만, 1500-2000 kg, 2000-3000 kg, 3000-5000 kg, 5000-10000 kg, 10000 kg 초과, 앞서 설명한 값을 경계로 하는 임의의 적절한 범위 및/또는 임의의 다른 적절한 질량일 수 있다. 항공기는 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 10 초과 및/또는 임의의 적절한 수의 승객을 운송하도록 구성된 여객기이지만, 그러나 항공기는 대안적으로 무인 항공기, 원격 조종 여객기 및/또는 임의의 다른 적절한 항공기일 수 있다.
특정 예에서, 배터리 열 관리의 부분은 2019년 5월 10일자로 출원된 미국 출원 번호 16/409,653에 설명된 전기 경사로터 항공기에 통합되며, 이 출원은 그대로 참조로 합체된다. 그러나, 임의의 다른 적절한 항공기가 사용될 수 있다.
배터리 열 관리 시스템의 내부 부분은 바람직하게는 비히클(101)에 위치되고, 장착되고, 비히클과 함께 운송된다. 배터리 열 관리 시스템의 내부 부분은 바람직하게는 항공기에 통합되지만(예를 들어, 시스템은 항공기를 포함할 수 있음), 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 비히클(예를 들어, 스쿠터, 자동차 등)과 함께 사용될 수 있다.
배터리 열 관리 시스템의 특정 예에서, 시스템의 일부는 복수의 경사 가능 로터 조립체(예를 들어, 6개의 경사 가능 로터 조립체)를 포함하는 전기 경사로터 항공기에 통합된다. 전기 경사로터 항공기는 고정익 항공기로서, 회전익 항공기로서 및 고정익 상태와 회전익 상태 사이의 임의의 경계적 구성에서(예를 들어, 복수의 경사 가능 로터 조립체 중 하나 이상이 부분적으로 회전된 상태로 배향됨) 동작할 수 있다. 이 예에서 전기 경사로터 항공기의 제어 시스템은 고정익 배열과 회전익 배열에서 및/또는 그 사이에서 복수의 경사 가능한 로터 조립체를 명령하고 제어하는 기능을 할 수 있다.
냉동 시스템, 냉동 사이클, 주위 온도 이하 냉각 등에 관련하여 본 명세서에서 이용될 때, 용어 "압축기"는 그 체적을 감소시켜 기체(예를 들어, 기체, 증기, 액체-증기 혼합물 등)의 압력을 증가시키는 기계 디바이스이다. 압축기는 용적형 압축기, 회전식 압축기(예를 들어, 로브, 스크류, 액체 링, 스크롤, 베인 등), 왕복식 압축기(예를 들어, 다이아프램, 복동, 단동 등), 동적 압축기(예를 들어, 원심, 축류, 혼합 유동, 대각선, 기포 등) 및/또는 임의의 다른 적절한 유형의 압축기일 수 있다. 예에서, 압축기는 압축성 유체를 가압, 압축 및/또는 운송할 수 있는 반면, 펌프는 압축성 및/또는 비압축성 유체(예를 들어, 물, 물/글리콜 혼합물, 오일 등)를 가압 및/또는 운송할 수 있다.
시스템(100), 방법(200) 등의 부분과 관련하여 본 명세서에 이용될 때, 용어 "능동 냉각"은 배터리 팩 또는 기타 전원으로부터 공급되는 전기 또는 기계적 에너지를 적용하여 열 종점으로부터 열을 제거하는 것을 의미할 수 있다(예를 들어, 에너지를 거의 이용하지 않거나 전혀 이용하지 않는 수동 냉각과 반대임). 특히, 능동 냉각은 시스템 및/또는 구성요소와 작동 유체 사이의 강제 대류 열 전달(예를 들어, 자연/자유 대류 및/또는 복사와 반대임)의 사용을 의미할 수 있다. 능동 냉각은 팬 또는 송풍기를 통한 강제 이송 공기, 강제 이송 액체, 열전 냉각기(TEC) 및/또는 기타 능동 냉각 메커니즘을 포함할 수 있다.
시스템(100), 방법(200) 등의 부분과 관련하여 본 명세서에 이용될 때, 용어 "로터"는 로터, 프로펠러, 및/또는 임의의 다른 적절한 회전식 공기역학적 작동기를 지칭할 수 있다. 로터는 관절식 또는 반강성 허브(예를 들어, 허브에 대한 블레이드의 연결이 관절식, 가요성, 강성 및/또는 달리 연결될 수 있음)를 사용하는 회전식 공기역학적 작동기를 지칭할 수 있는 반면, 프로펠러는 강성 허브(예를 들어, 허브에 대한 블레이드의 연결이 관절식, 가요성, 강성 및/또는 달리 연결될 수 있음)를 사용하는 회전식 공기역학적 작동기를 지칭할 수 있으며, 본 명세서에서 사용될 때 이러한 구별은 명시적이거나 암시적이지 않고, "로터"의 사용은 어느 하나의 구성 및 관절식 또는 강성 블레이드의 임의의 다른 적절한 구성, 및/또는 중앙 부재 또는 허브에 대한 블레이드 연결의 임의의 다른 적절한 구성을 지칭할 수 있다. 마찬가지로, "프로펠러"의 사용은 어느 하나의 구성 및 관절식 또는 강성 블레이드의 임의의 다른 적절한 구성, 및/또는 중앙 부재 또는 허브에 대한 블레이드 연결의 임의의 다른 적절한 구성을 지칭할 수 있다. 따라서, 경사로터 항공기는 틸트-프로펠러 항공기, 틸트-프롭 항공기로서 지칭될 수 있고 및/또는 달리 적절하게 지칭되거나 설명될 수 있다.
본 명세서에 이용될 때, 용어 "실질적으로"는 정확히, 대략적으로, 미리 결정된 임계값 이내(예를 들어, 1% 이내, 5% 이내, 10% 이내 등), 미리 결정된 공차를 의미할 수 있고 및/또는 임의의 다른 적절한 의미를 갖는다.
2. 이점
이러한 기술의 변형은 여러 이점 및/또는 장점을 제공할 수 있다.
먼저, 이러한 기술의 변형은 비히클 외측 기반시설 설비(102)에 열 컨디셔닝 시스템의 상당한 부분을 배열함으로써 비히클 질량을 감소시킬 수 있다. 동등한 비히클 질량에 대해, 이는 또한 (예를 들어, 그렇지 않으면 비히클과 함께 운반되게 되는 열 컨디셔닝 시스템의 부분을 추가 배터리 팩 질량으로 교체함으로써) 더 높은 전체 에너지 용량을 가능하게 하고 따라서 운행거리 및/또는 전력 출력의 증가를 가능하게 할 수 있다. 이는 또한 열 교환기 중량이 더 이상 비히클의 운송 능력에 의해 제한되지 않기 때문에 더 강력한 열 교환기를 사용할 수 있게 한다. 예를 들어, 비히클 보유 열 교환기보다 외부 환경과 대응적으로 더 많은 양의 열을 교환할 수 있는 열 교환기가 사용되어 급속(예를 들어, 더 높은 발열의) 충전을 가능하게 할 수 있고, 그 후, 동작 동안 비히클과 별도로 (예를 들어, 기반시설 설비에) 배치될 수 있다. 내부 냉동 구성요소의 크기를 감소시키고 및/또는 비히클로부터 냉동 구성요소를 제거하는 것은 배터리 열 관리 시스템의 패키징 및/또는 체적 제약을 더 엄격하게 할 수 있게 하며, 이는 열 관리 구성요소가 객실 공간을 침해하는 것을 방지할 수 있다. 추가적으로, 내부 팬 및/또는 압축기를 제거하는 것은 이러한 디바이스의 음향 영향이 제거되어 객실 소음이 감소하고 비히클의 전체(외부) 음향 프로파일이 감소하고 및/또는 승객의 쾌적함이 개선된다. 변형에서, 내부 냉동 구성요소의 제거는 비행 동안 (배터리 팩의) 배터리 셀에서 생성된 과잉 열을 배터리 팩 열 질량(예를 들어, 다른 배터리 셀, 팩 하우징, 팩 전자 장치, 등)으로 배출함으로써 배터리 셀 온도를 셀 분리 및/또는 열화 온도 미만으로 유지하는 것에 의해 가능해질 수 있다.
두 번째로, 이러한 기술의 변형은 비히클 환경과 동작 특성을 활용하여 능동 가열 또는 주위 온도 이하 냉각을 필요로 하지 않고 동작 동안 배터리 팩을 컨디셔닝할 수 있다. 예를 들어, 비히클 동작 동안 배터리 팩이 방전될 때 발생하는 열은 (예를 들어, 배터리 팩의 열 질량에 걸쳐 온도를 균일화하기 위한 능동 순환을 통해, 배터리 팩의 셀 사이의 수동 전도를 통해, 등) 배터리 팩 내에서 분산되어 (배터리 팩 내에서 균일성을 달성하기 위해 폐열 활용을 통해) 배터리 팩 온도를 원하는 온도 설정점(예를 들어, 동작 설정점)으로 상승시킬 수 있다. 다른 예에서, 비히클 주변의 기류가 배터리 팩으로부터 멀리 열을 대류시키는 데 사용되어(예를 들어, 배터리 팩에 인접한 직접 기류를 통해, 순환 서브시스템 또는 배터리 팩 자체의 내부 부분에 결합된 복사 냉각기를 통한 기류를 통해, 등) 배터리 팩 온도를 원하는 온도 설정점으로 저하시킬 수 있다.
세 번째로, 이러한 기술의 변형은 동적 임무 목표에 따라 비히클 동작 동안 배터리 팩의 열 상태를 지능적으로 관리할 수 있다. 예를 들어, 이 기술은 추진 및 제어 동작을 위한 배터리 팩 에너지를 보전하기 위해 순환 서브시스템을 통한 작동 유체의 능동적 순환을 중단함으로써 "목적지로의 진행"(예를 들어, 공칭 동작)으로부터 "비상 착륙"으로의 임무 목표의 변경에 자동으로 응답할 수 있다. 또 다른 예에서, 이러한 기술은 순환하는 작동 유체의 유량을 조절하여 (예를 들어, 새로운 비행 프로파일에 기초하여 동적으로 결정되는) 새로운 원하는 온도 분포에 따라 팩의 열 질량 사이에서 배터리 팩 내의 열을 재분배함으로써 비행 프로파일(예를 들어, 목적지까지 잔여 거리, 목적지까지 잔여 시간, 잔여 비행 프로파일의 전기 방전 또는 전력 요건 등)의 변경에 자동으로 응답할 수 있다.
네 번째로, 이러한 기술의 변형은 비히클의 배터리 팩에서 열 이벤트를 방지, 예측, 검출 및/또는 완화함으로써 비히클의 안전 특성을 개선시킬 수 있다. 작동 유체의 능동적 순환은 배터리 팩 내에서 열을 재분배하여 동일하거나 상이한 배터리 팩(예가 도 11b에 도시됨) 내의 배터리 셀 사이의 온도 변동을 최소화하여 배터리 셀 내에서 열 폭주의 가능성을 감소시킬 수 있다. 추가적으로, 순환하는 작동 유체를 통해 열을 전달하는 배터리 셀은 (예를 들어, 온도 균일화 수단으로서) 배터리 팩의 셀 사이의 전도성 열 전달의 필요성을 감소시켜 셀이 서로 단열되게 하고, 그에 의해, 동일한 팩 내의 다른 셀로 열 폭주가 전파될 가능성을 감소시킨다. 예를 들어, 방전(예를 들어, 비히클 동작) 동안 배터리 팩 내에서 작동 유체를 순환시킴으로써, 이러한 기술은 (예를 들어, 배터리 팩의 어느 한 부분이 공칭 온도를 초과하는 것을 방지하는 것, 배터리 팩 내의 온도 균일성을 촉진하는 것 등에 의해) 열 이벤트를 방지할 수 있다. 다른 예에서, 이러한 기술은 (예를 들어, 배터리 팩 및/또는 순환 서브시스템에 결합된 온도 센서로부터의 온도 데이터에 기초하여) 열 이벤트를 예측할 수 있고, (예를 들어, 내부 펌프를 통해) 순환 작동 유체의 유량을 사전에 조절(예를 들어, 증가)하여 열 이벤트의 발생 또는 악화(예를 들어, 폭주)를 방지할 수 있다. 또 다른 예에서, 이 기술은 성공적인 비상 착륙 또는 정지(예를 들어, 추진 시스템이 더 이상 필요하지 않음)의 검출에 응답하여 (예를 들어, 최고 달성가능 유량으로 내부 펌프를 동작시킴으로써) 전력을 열 이벤트 완화로 자동으로 전향하여 (예를 들어, 승객 및/또는 승무원이) 비히클을 안전하게 탈출할 수 있게 하거나 (예를 들어, 행인이) 비히클의 주변에서 안전하게 떠날 수 있게 한다. 그러나, 이러한 변형은 배터리 열 관리를 통해 비히클의 안전 특성을 달리 적절하게 개선시킬 수 있다.
다섯 번째로, 이러한 기술의 변형은 특정 비히클 유형(예를 들어, 항공기)에서 정의된 기간 및 여정의 기타 특성을 활용하여 에너지 소비(예를 들어, 그리고, 관련 열 발생)를 높은 정확도로 예측하고 대응적으로 배터리 열 관리를 개선할 수 있다. 예를 들어, 정의되고 알려진 내부 에너지 용량(예를 들어, 하나 이상의 배터리 팩에 저장됨)을 가진 항공기는 주어진 여정(예를 들어, 비행)에 대해 동적으로 변경되지 않는 성능 특성(예를 들어, 공기역학적 거동, 속도, 추진력, 항력, 질량 등)과 관련된 동작 인벨로프를 갖고, 그 이유는 성능 특성이 정확하게 알려져 있을 수 있고 외부 요인이 다른 상황보다 더 높은 확실성으로 알려져 있기 때문이다(예를 들어, 날씨 파라미터는 정확하게 측정될 수 있고 경로 및/또는 목적지는 자동차의 상황에서와 같이 동적으로 변경되지 않는다). 따라서, 이러한 변형은 여정 동안 배터리 팩의 예측된 온도 프로파일에 대해 정확하게 알려진 대응적으로 더 많은 수의 사전 데이터(priori data)를 고려할(factor) 수 있으며, (예를 들어, 여정 파라미터가 실질적으로 변하는 경우의 동적 배터리 컨디셔닝 시스템을 동반하여 여행하는 것을 필요로 하지 않고) 여정이 시작되기 전에 그에 따라 배터리 팩을 컨디셔닝할 수 있다. 특정 예에서, 배터리 이륙 온도 설정점은 여정(예를 들어, 비행) 동안의 추정된 배터리 팩 열 발생과 배터리 팩 및/또는 순환 서브시스템의 열 질량에 기초하여 결정되며, 이에 의해 배터리 팩이 여정 동안 열 및/또는 성능 제한을 초과하지 않는 것을 보장한다.
그러나, 시스템의 변형은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 이점 및/또는 장점을 제공할 수 있다.
3. 시스템
배터리 열 관리 시스템(100)은 배터리 팩(110), 순환 서브시스템(120) 및 열 교환 시스템(130)을 포함한다. 순환 서브시스템은 펌프(122) 및 유체 매니폴드(124)를 포함하고, 선택적으로 호스 커플링(126) 및 로크아웃 메커니즘(lockout mechanism)(128)을 포함할 수 있다. 시스템(100)은 선택적으로 냉각 시스템(190), 저장소(150), 탈이온화 필터(160), 배터리 충전기(170), 및 제어기(180)를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 구성요소를 포함할 수 있다. 시스템(100)의 예가 도 1에 도시되어 있다.
배터리 팩은 사용 중의 비히클 동작에 급전하기 위한 에너지를 저장하는 기능을 한다. 배터리 팩은 또한 (예를 들어, 비히클 동작에 급전하는 과정에서) 저장된 에너지를 방출하는 기능을 할 수 있다. 배터리 팩에 의해 저장된 에너지는 바람직하게는 화학 포텐셜 에너지의 형태로 저장되고 전기적 에너지의 형태로 방출되지만; 그러나, 에너지는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 형태로 저장 및/또는 방출될 수 있다. 배터리 팩의 동작은 배터리 팩의 충전, 배터리 팩의 방전, 및/또는 배터리 팩의 충전 유지 관리(예를 들어, 에너지 저장)를 포함할 수 있지만; 그러나, 배터리 팩의 동작은 배터리 팩의 임의의 다른 적절한 사용을 포함할 수 있다.
배터리 팩은 비히클(101)과 통합되며, 비히클 내부에, 비히클 상에 배열되거나 또는 달리 비히클에 적절하게 결합될 수 있다. 따라서, 배터리 팩은 비히클이 이동함에 따라 비히클과 함께 이동(예를 들어, 운송)된다. 시스템은 임의의 적절한 수의 배터리 팩을 포함할 수 있다. 시스템은 추진 시스템당 하나의 배터리 팩, 복수의 추진 시스템과 관련된 하나의 배터리 팩, 복수의 배터리 팩과 관련된 하나의 추진 시스템, 비히클에 내부의 복수의 배터리 팩(예를 들어, 2, 3, 4, 4 초과, 등), 비히클용 단일 배터리 팩 및/또는 임의의 수의 항공기 구성요소와 관련된 임의의 다른 적절한 수의 배터리 팩을 포함할 수 있다. 배터리 팩은 임의의 적절한 배열을 가질 수 있으며, 동체, 미익(empennage), 날개, 객실(예를 들어, 승객 구역 아래), 미부, 나셀(nacelle) 및/또는 임의의 다른 적절한 구역에 위치될 수 있다. 바람직하게는, 배터리는 항공기의 중심을 주위에 대칭적으로 분산되지만, 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로 승객 구역, 다른 배터리, 로터 디스크, 로터 디스크 평면, 및/또는 임의의 다른 적절한 비히클 구성요소로부터 미리 결정된 거리만큼(예를 들어, 1 미터, 2 미터, >2 미터 등) 오프셋되거나, 및/또는 달리 비히클 주위에 분산될 수 있다. 예를 들어, 시스템은 관련 전기 모터에 급전하는 각각의 추진 유닛(또는 다른 적절한 부하)에 대해 하나의 배터리 팩을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 시스템은 각각의 추진 유닛에 연결된 단일 배터리 팩을 포함할 수 있다(예를 들어, 단일 배터리 팩 및 다수의 모터를 포함하는 단일 통합 파워트레인을 갖는 자동차). 추가적인 예에서, 시스템은 추진 유닛의 수보다 더 많은 수의 배터리 팩; 추진 유닛의 수보다 더 적은 수의 배터리 팩; 및/또는 임의의 적절한 수의 배터리 팩을 포함할 수 있다. 배터리 팩은 비히클의 피급전 구성요소와 임의의 적절한 방식으로 상호 연결될 수 있다(예를 들어, 결함 내성 전력 네트워크에서 중복성을 위해 각각의 피급전 구성요소에 복수의 배터리 팩이 연결됨).
배터리 팩은 배터리 팩을 협력적으로 구성하는 임의의 적절한 배열(예를 들어, 병렬, 직렬 등)로 복수의 셀을 포함할 수 있다.
배터리 팩 및 그 셀은 다양한 배터리 화학물질을 사용하여 재충전 가능한 방식으로 전기화학적 에너지를 저장할 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩은 알루미늄 이온 배터리, 탄소 배터리(예를 들어, 단일 탄소 배터리, 이중 탄소 배터리 등), 플로우 배터리(예를 들어, 바나듐 레독스 배터리, 아연-브롬 배터리, 아연-세륨 배터리 등), 납산 배터리(예를 들어, 딥 사이클 배터리, VRLA 배터리, AGM 배터리, 겔 배터리 등), 유리 배터리, 리튬 이온 배터리(예를 들어, 리튬 이온 리튬 코발트 산화물 배터리, 리튬 이온 망간 산화물 배터리, 리튬 이온 폴리머 배터리, 리튬 철 인산염 배터리, 리튬-황 배터리, 리튬-티타네이트 배터리, 박막 리튬 이온 배터리, 리튬 세라믹 배터리 등), 마그네슘 이온 배터리, 금속-공기 전기화학 배터리(예를 들어, 리튬-공기 배터리, 알루미늄-공기 배터리, 게르마늄-공기 배터리, 칼슘-공기 배터리, 철-공기 배터리, 칼륨-이온 배터리, 실리콘-공기 배터리, 아연-공기 배터리, 주석-공기 배터리, 나트륨-공기 배터리, 베릴륨-공기 배터리 등), 용융염 배터리, 니켈-카드뮴 배터리(예를 들어, 벤트 셀 니켈-카드뮴 배터리), 니켈 수소, 배터리, 니켈-철 배터리, 니켈 금속 수소화물(NiMH) 배터리, 니켈-아연 배터리, 유기 라디칼 배터리, 폴리머-기반 배터리, 폴리황화브롬 배터리, 칼륨-이온 배터리, 재충전 가능 알카라인 배터리, 재충전 가능 연료 배터리, 모래 배터리, 실리콘 공기 배터리, 은-아연 배터리, 은 칼슘 배터리, 나트륨-이온 배터리, 나트륨-황 배터리, 고체 배터리, 철산염 캐소드 배터리(예를 들어, 슈퍼-철 배터리), 아연-이온 배터리 및/또는 전기적 에너지의 저장 및 방출을 위한 임의의 다른 적절한 화학 물질을 이용하는 임의의 다른 적절한 배터리이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 배터리 팩은 커패시터, 슈퍼커패시터, 및/또는 전기적 에너지를 저장하고 제어 가능한 방식으로 전기적 에너지를 방출하기 위한 임의의 다른 적절한 수단과 같은 용량성 에너지 저장 유닛을 포함할 수 있다.
배터리 팩은 <10kWh, 10kWh, 25kWh, 35kWh, 50kWh, 80kWh, 100kWh, 150kWh, >150kWh일 수 있는 임의의 적절한 에너지 저장 용량을 포함할 수 있으며, 앞서 설명한 값에 의해 정의된 임의의 적절한 범위, 및/또는 임의의 다른 적절한 저장 용량을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 배터리 팩(및/또는 배터리 팩 내의 개별 셀)의 충전 속도는 2C로 제한되지만 대안적으로 <1C, 1C, 1.5C, 2.5C, 3C, 5C, >5C, 및/또는 임의의 다른 적절한 충전 속도일 수 있다.
배터리 셀은 임의의 적절한 전기 및/또는 전력 특성을 가질 수 있다. 배터리 셀은 임의의 적절한 전압(예를 들어, 2.4V, 4.2V, 공칭, 최대, 최소 등), 충전 전류, 방전 전류, C-레이트, 에너지 용량, 온도 범위 및/또는 임의의 다른 적절한 특성에서 동작할 수 있다. 특정 예에서, 배터리 팩의 각각의 배터리 셀은 직렬로 배열된다. 제2 특정 예에서, 배터리 팩에서 (직렬인) 배터리 셀 두 세트가 병렬로 배열된다. 배터리 팩의 배터리 셀은 협력적으로 <100V, 240V, 350V, 400V, 450V, 600V, >600V, 앞서 설명한 값을 경계로 하는 임의의 범위 및/또는 임의의 다른 적절한 팩 전압일 수 있는 팩 전압을 생성한다:
배터리 팩 내부의 배터리 셀은 임의의 적절한 기하구조 및/또는 배열을 가질 수 있다. 배터리 셀은 원통형, 버튼형, 각주형, 파우치 및/또는 임의의 다른 적절한 기하형상일 수 있다. 배터리 셀은 바람직하게는 다수의 셀 어레이로 배열되지만, 단일 어레이로 배열되거나 또는 달리 배열될 수 있다. 배터리 팩은 동일한 어레이의 셀 사이(예를 들어, 셀 사이에 인터리빙됨), 인접한 셀 어레이 사이(예를 들어, 어레이 사이에 인터리빙됨), 및/또는 임의의 다른 적절한 셀 세트 사이의 단열부(116)를 포함할 수 있다. 단열부(116)는 폴리우레탄, 셀룰로오스, 유리섬유, 탄소 섬유, 폴리스티렌, 금속, 플라스틱 및/또는 임의의 다른 적절한 단열재와 같은 임의의 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 단열부를 포함하는 배터리 팩 구성의 예는 도 9c에 예시되어 있다. 특정 예에서, 셀 어레이는 팩 및/또는 내부 열 교환기당 12개의 셀, 24개의 셀, 28개의 셀, 32개의 셀, 36개의 셀 및/또는 임의의 다른 적절한 수의 셀을 포함할 수 있다.
순환 서브시스템은 바람직하게는 배터리 셀의 상단, 저부 및/또는 측면(원통형, 아치형, 넓은 및/또는 좁은 면들)과 열적으로 인터페이싱한다. 순환 서브시스템은 바람직하게는 내부 열 교환기를 통해 배터리 셀과 열적으로 인터페이싱하지만, 대안적으로 임의의 다른 적절한 구성요소를 통해 배터리 셀과 인터페이싱할 수 있다. 열적 인터페이스는 단열부에 대향한 셀 어레이의 측면 상에, 단열부에 인접하게, 측면 상의 단열부와 함께 저부 상에, 저부 상의 단열부와 함께 측면 상에, 셀 어레이 사이에 맞물려서, 셀 사이에 맞물려서 배열될 수 있고 및/또는 셀 및/또는 단열부에 대해 달리 배열될 수 있다.
배터리 열 관리 시스템의 순환 서브시스템은 배터리 팩 내에서 (예를 들어, 셀 사이의) 온도 균일성을 증가시키는 기능을 한다. 온도 균일성을 증가시키는 것은 배터리 팩의 이질적인 구역(예를 들어, 셀) 사이의 온도 편차를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 배터리 팩이 균일한 온도에 있거나 그 근방에 있는 경우에, 순환 서브시스템은 또한 배터리 팩의 온도를 균일하게 또는 거의 균일하게 조절하도록(예를 들어, 배터리 팩 온도를 컨디셔닝하도록) 기능할 수 있다. 순환 서브시스템은 또한 배터리 팩을 통해 및/또는 배터리 팩에 인접하여 작동 유체를 순환시키는 기능을 할 수 있다. 순환 서브시스템은 또한 배터리 팩에서 발생된 열을 저장하는 기능을 할 수 있다. 순환 서브시스템은 작동 유체가 순환되는 유체 인벨로프, 내부 펌프, 저장소, 열 교환기(예를 들어, 내부 및/또는 외부) 및 외부 펌프를 포함할 수 있다.
유체 인벨로프는 배터리 열 관리 시스템의 구성요소 사이를 순환하는 작동 유체를 수용하는 기능을 한다. 인벨로프는 배관, 탱크, 밸브, 조절기 및/또는 임의의 다른 적절한 유체 취급 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인벨로프는 유체 매니폴드(예를 들어, 분산 매니폴드) 및 저온 판 체적을 포함할 수 있다. 인벨로프는 작동 유체와 시스템의 다른 구성요소(예를 들어, 열 교환기, 배터리 팩 등) 및/또는 외부 환경(예를 들어, 배터리 팩에 근접한 기류) 사이에서 열을 전달할 수 있는 임의의 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 인벨로프는 단열되지 않거나, (예를 들어, 주연부의 일부를 따라) 부분적으로 단열되거나 환경/주변 조건으로부터 단열될 수 있다. 인벨로프는 금속, 플라스틱, 폴리머, 강성 재료, 비강성 재료, 또는 이들의 임의의 적절한 조합 같은 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다. 인벨로프의 재료는 바람직하게는 작동 유체의 속성/요건에 대응하도록(예를 들어, 부식 또는 기타 유해한 상호 작용을 방지하도록, 고온 및/또는 저온 조건에서의 열화를 방지하도록, 순환 서브시스템의 압력 요건 충족하도록, 순환 서브시스템의 수두 손실을 최소화하도록 등) 선택되지만, 그러나 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 기준으로 선택할 수 있다.
순환 서브시스템은 배터리 팩을 통해(예를 들어, 내부 열 교환기를 통해, 저온 판을 통해) 작동 유체를 순환시키는 기능을 하는 내부 펌프를 포함하는 것이 바람직하다. 시스템은 바람직하게는 각각의 배터리 팩에 대해 적어도 하나의 내부 펌프를 포함하고; 따라서, 복수의 배터리 팩이 대응하는 복수의 내부 펌프와 바람직하게 연관된다. 그러나 시스템은 2개의 배터리 팩의 각각의 세트에 대해 하나의 펌프 및/또는 임의의 다른 적절한 수의 내부 펌프를 포함할 수 있다. 내부 펌프는 바람직하게는 비히클 내부에 배열되고 도 2에 도시된 바와 같이 비히클과 기반시설 설비 사이의 인터페이스 연결에 병렬로 인벨로프에 연결된다. 더 바람직하게는, 내부 펌프는 하나 이상의 배터리 팩(예가 도 5a 및 도 5b, 도 6a 및 도 6b 및 도 7a 및 도 7b에 도시됨)에 근접하게 배열되고, 이는 펌프를 배터리 팩에 유체 연결하는 데 필요한 작동 유체 및/또는 유체 매니폴드 구성요소의 필요한 질량/체적을 감소시킬 수 있다. 내부 펌프는 배터리 팩에 통합될 수 있고, 배터리 팩과 별개일 수 있고, 저장소에 통합될 수 있고, 호스 커플링에 근접할 수 있고, 및/또는 달리 구현될 수 있다. 내부 펌프는 바람직하게는 그것이 서비스하는 배터리 팩 사이에(예를 들어, 물리적으로 그 사이에; 유체 냉각제 회로를 따라 중간 위치에) 배열되지만, 그러나 대안적으로 배터리 팩의 측면에, 별개의 비히클 구성요소에 또는 임의의 다른 적절한 위치에 배열될 수 있다.
내부 펌프는 또한 정의된 유량으로 배터리 팩을 통해 작동 유체를 순환시키는 기능을 할 수 있고, 여기서 정의된 유량은 내부 펌프 제어기에 의해 결정된다. 내부 펌프는 순환 서브시스템이 기반시설 설비로부터 분리될 때, 비히클 내부의 작동 유체의 체적에 따라 크기 설정(예를 들어, 물리적으로 크기 설정, 최대 펌핑 속도 및 전력 요건에 따른 크기 설정 등)되는 것(예를 들어, 더 작은 체적)이 바람직하다. 예를 들어, 내부 펌프는 내부 펌프가 바람직하게는 컨디셔닝 동안 작동 유체를 순환시키는 데 사용되지 않기 때문에(예를 들어, 순환 서브시스템이 기반시설 설비 및 따라서 열 교환기에 연결될 때), 외부 펌프보다 더 작고, 더 가볍고 및/또는 덜 강력할 수 있다. 그러나, 내부 펌프는 추가적으로 또는 대안적으로 달리 적절하게 크기 설정될 수 있다.
내부 펌프는 바람직하게는 내부 펌프가 조합된 배터리 열 관리 시스템에 의한 컨디셔닝 동안 유휴 상태로 유지될 수 있도록(예를 들어, 비히클은 열 교환기를 포함하는 기반시설 설비에 연결됨) 병렬로 인벨로프에 연결된다(예가 도 2 및 도 11a에 도시됨). 예에서, 내부 펌프는 비히클이 기반시설 설비에서 분리될 때 비히클 내부의 작동 유체의 체적과 일치하는 펌핑 속도 범위를 정의하고, 그리고, 비히클이 내부 펌프를 컨디셔닝하기 위해 기반시설 설비에 부착되는 경우에 내부 펌프가 이용되지 않고 외부 펌프(예를 들어, 조합 시스템 및 작동 유체 체적의 더 큰 펌핑 요건을 위해 크기 설정되거나 달리 구성됨)가 사용된다. 제1 변형에서, 내부 펌프는 2개의 배터리 팩에 유체 연결되고 그 사이에 위치하며(예를 들어, 배터리 팩과 동일 평면에 배열, 배터리 팩 측면의 돌출부 내에 배열 등) 이에 의해, 필요한 배관의 길이를 최소화한다. 제2 변형에서, 내부 펌프는 날개에 위치하며(예를 들어, 2개의 펌프 - 각각의 날개에 하나씩 위치됨), 이는 유체 매니폴드가 객실 공간을 침해하지 않도록 보장할 수 있다. 그러나, 내부 펌프는 달리 배열될 수 있다.
대안적인 변형에서, 내부 펌프는 폐열(예를 들어, 방전 동안 배터리 팩에 의해 발생, 동작 동안 하나 이상의 전기 모터에 의해 발생 등)에서 유래하는 온도 차이에 의해 구동되는 수동(예를 들어, 무동력) 펌프일 수 있다. 순환 서브시스템은 인벨로프를 통한 작동 유체의 대류 루프를 설정하기 위해 이러한 온도 차이를 생성하도록 배열될 수 있고; 예를 들어, 인벨로프는 제1 위치에서 환경으로 열을 방출하고 폐쇄형의 열적으로 구동되는 사이클 둘레로 작동 유체를(예를 들어, 중력식으로) 안내하도록 비히클 내에 배열될 수 있다. 그러나, 내부 펌프는 이러한 변형에서 작동 유체를 수동적으로 순환시키도록 달리 적절하게 구성될 수 있다.
내부 펌프는 수중 펌프, 비수중 펌프, 용적식 펌프(예를 들어, 회전, 왕복, 선형), 임펄스 펌프, 속도 펌프, 원심 펌프, 축류 펌프, 기어 펌프, 스크류 펌프, 프로그레시브 공동 펌프, 루트 펌프, 연동 펌프, 플런저 펌프, 트리플렉스-타입 플런저 펌프, 방사류 펌프, 밸브리스 펌프, 나선-축류 펌프, 및/또는 임의의 다른 적절한 유형의 펌프와 같은 임의의 적절한 유형의 펌프일 수 있다. 내부 펌프는 공급 전력, 순환 서브시스템의 물리적 제한, 전자 제어 및/또는 달리 정의된 바에 기초로 제한될 수 있는 임의의 적절한 최대 유량을 가질 수 있다. 내부 펌프의 최대 유량은 <5 L/min, 5 L/min, 10 L/min, 20 L/min, 40 L/min, 60 L/min, 80 L/min, 100 L/min, >100 L/min, 앞서 설명한 값에 의해 정의된 임의의 범위 및/또는 임의의 다른 적절한 유량일 수 있다. 내부 펌프는 임의의 적절한 공급 전력을 수용할 수 있다. 입력 공급은 AC 또는 DC일 수 있으며, 12VDC, 24VDC, 48VDC, 96VDC, 120VAC, 240VAC, 배터리 팩과 동일한 전압 및/또는 임의의 다른 적절한 공급 전압과 같은 임의의 적절한 공급 전압일 수 있다. 내부 펌프 공급 전력은 <25 W, 25 W, 50 W, 100 W, 250 W, 350 W, 500 W, 1 kW, 2.5 kW, 5 kW, 10 kW, >10 kW, 앞서 설명한 값에 의해 정의된 임의의 적절한 범위 및/또는 임의의 다른 적절한 전력과 같은 임의의 적절한 최대 연속 또는 피크 전력을 가질 수 있다.
펌프 제어기는 페일세이프 모드를 포함한 다양한 모드 사이에서 펌프(예를 들어, 내부 펌프)를 동작시키는 기능을 한다. 페일세이프 모드에서, 펌프는 배터리 팩을 통해 작동 유체를 순환시켜 기존의 열 이벤트를 완화하고 및/또는 배터리 팩의 다수의 셀에 걸친 열 이벤트의 전파를 방지하기 위해 공칭 범위 밖의 상태(예를 들어, 열 이벤트)의 검출에 응답하여 높은 유량으로 동작할 수 있다. 페일세이프 모드로 진입하는 것은 배터리 팩의 하나 이상의 셀에서의 열 이벤트의 검출, 내부 펌프 제어기의 중복 부분(예를 들어, 2개의 제어 모듈 중 하나)에 대한 전력 손실, 열 이벤트에 대한 선행 조건의 검출, 통신 손실 및/또는 임의의 다른 적절한 트리거 이벤트에 의해 트리거될 수 있다. 펌프 제어기는 펌프 PRM, 유량, 압력(예를 들어, 펌프 헤드), 전력 상태(예를 들어, 온/오프) 및/또는 임의의 다른 적절한 펌프 파라미터를 조절할 수 있다.
펌프 제어기는 배터리 전자 장치에 통합되거나 펌프에 통합되거나 펌프 및 배터리 전자 장치와 분리될 수 있다. 펌프 제어기는 펌프에 근접하게, 배터리 팩에 근접하게, 비히클 제어기(예를 들어, 비행 컴퓨터)에 근접하게, 배터리 팩과 펌프 사이에, 2개의 배터리 팩 사이에 위치될 수 있고, 및/또는 달리 배열될 수 있다.
펌프 제어기는 내부 펌프는 배터리 팩의 전체 또는 일부가 고장나 전력 전달이 중단된 경우(예를 들어, 열 이벤트로 인해, 시스템에 대한 기타 외상으로 인해 등)에도 효과적으로 동작할 수 있도록 결함 내성적인 것이 바람직하다. 결함 내성은 내부 펌프 제어기 및 내부 펌프와 단일 배터리 팩 사이의 중복 연결을 사용하여 내부 펌프 제어기와 내부 펌프에 급전함으로써 달성될 수 있고, 결함 내성은 추가적으로 또는 대안적으로 다수의 배터리 팩으로부터 내부 펌프 제어기 및 내부 펌프에 대한 중복 연결을 사용하여 달성될 수 있다.
결함 내성 구성의 특정 예에서, 내부 펌프는 도 3a에 도시된 바와 같이 3상 권선의 병렬 세트를 통해 배터리 팩의 2개의 다른 절반에 의해 급전된다(예를 들어, 동일한 배터리 팩의 전기적으로 격리된 각각의 서브세트가 펌프의 상이한 위상 세트에 급전한다). 결함 내성 구성의 제2 특정 예에서, 내부 펌프는 3상 권선의 개별 세트를 통해 제1 배터리 팩과 제2 배터리 팩에 의해 급전되고, 그 예가 도 3b에 도시되어 있다.
결함 내성 구성에서, 내부 펌프의 페일세이프 동작 모드는 두 세트의 3상 권선 중 다른 하나와 관련된 배터리 팩의 셀 중 하나에서 열 이벤트가 발생하는 경우 한 세트의 3상 권선에서 펌프를 동작하는 것을 포함할 수 있다. 펌프는 병렬 모터 구동 전자 장치 서브시스템 중 하나에 대한 전력 손실(예를 들어, 병렬 모터 구동 전자 장치 서브시스템 중 하나로의 전력 전달을 방해하는 열 이벤트에 기인함), 배터리 전자 장치로부터 장애 트리거 수신(예를 들어, 검출된 전력 서지 또는 가능한 열 이벤트와 관련된 드룹(droop)에 응답하여 발생됨), 및/또는 임의의 다른 적절한 트리거 이벤트를 포함하여 앞서 설명한 다양한 트리거 이벤트에 응답하여 페일세이프 모드(예를 들어, 높은 유량)로 진입할 수 있다.
결함 내성 구성의 변형에서, 펌프 제어기는 2019년 9월 17일자로 출원된 미국 출원 번호 16/573,837에 설명된 아키텍처에 의해 중복식으로 급전되며, 이 출원은 그대로 참조로 합체된다. 변형의 특정 예에서, 펌프 제어기는 중복식으로 급전되고/되거나 제1 스위치 세트 및 제2 스위치 세트에 통신적으로 연결된다. 각각의 스위치 세트(310)는 복수의 비행 제어기로부터 제어 데이터를 수신한다. 제1 스위치 세트는 제1 배터리 팩에 연결되고 제2 스위치 세트는 제2 배터리 팩에 연결된다. 예는 도 10a 내지 도 10c에 예시되어 있다.
결함 내성 구성은 결함 내성 데이터 및/또는 임의의 적절한 비히클 구성요소와의 전원 연결을 포함할 수 있다. 비히클 구성요소는 다음 중 하나 이상 포함할 수 있다: 임무 디스플레이, 라디오, 제어기, 데이터 로거 또는 취득 디바이스, 비히클 항법 시스템(VNS), 하나 이상의 객실 시스템(예를 들어, 항공기 객실 내의 피급전 디바이스, 항공기 객실의 환경 파라미터를 제어하는 피급전 디바이스, 등), 항공 전자 기기 게이트웨이, 에어 데이터 붐, 배터리 관리 시스템(BMS), 난방, 환기 및 공조(HVAC) 구성요소, 인셉터, 인버터(예를 들어, 쿼드 인버터, 표준 인버터 등), 비행 디바이스(예를 들어, 보조익, 플랩, 방향타 핀, 착륙 장치 등과 같은 제어 표면을 제어하는 것), 비히클 센서(예를 들어, IMU와 같은 운동학 센서; 카메라와 같은 광학 센서; 마이크 및 레이더와 같은 음향 센서; 온도 센서; 연기 검출기; 파이어 로프 센서; 고도계; 압력 센서; 및/또는 임의의 다른 적절한 센서) 및 비히클 내부의 임의의 다른 적절한 구성요소. 비히클 구성요소는 추가적으로 또는 대안적으로 센서 융합 모듈, 비행 경로 벡터 모듈, 데이터 취득 카드, 데이터 취득 로거 및 이더넷 무선 모듈을 포함할 수 있다.
중복 비히클 구성요소는 임의의 적절한 기하구조 또는 관계로 분산될 수 있다. 중복 비히클 구성요소는 다음과 같이 분산될 수 있다: 선형으로(예를 들어, 도 13a에 도시된 바와 같이 피치 또는 롤 축과 평행하거나 그를 따라 정렬되고, 추가적으로 또는 대안적으로 기울어지거나 또는 달리 배향되는 등); 단일 평면에 배열(예를 들어, 객실 위 또는 아래, 날개에 걸쳐짐, 요 및 롤 축으로 정의된 평면을 따름, 또는 임의의 임의적 평면을 따름); 비히클 구성요소로부터 미리 결정된 거리 이격되어 분산(예를 들어, >1m 오프셋; 2m 오프셋; 5m 오프셋; 0.5m-30m 사이의 거리; 또는 승객, 로터, 연료 탱크, 배터리, 착륙 장치 등으로부터 임의의 적절한 거리); 및/또는 스위치, 스위치 세트 또는 비행 구성요소에 대하여 분산되거나 함께 배치(예를 들어, 스위치, 모터 또는 모터 인버터와 같은 구성요소의 인스턴스, 비행 구성요소 그룹, 비-치명적 비행 시스템의 클러스터, 도 13d에 도시된 질량 중심, 압력 중심 등으로부터 1미터 이내에, 1-3미터 이내에, 그에 인접하게, 그 동일한 하우징 또는 전기 인클로저 내에). 제어기는 바람직하게는 최소 거리만큼 이격되고, 최소 거리(예를 들어, 1미터, 50cm, >1미터, 임의의 적절한 최소 거리)는 비히클에 대한 전기 아크 경로 또는 전도성 경로(예를 들어, 전도성 경로, 전도성 경로의 양 측면으로부터의 최소 거리에, 비행 컴퓨터와 전도성 경로의 거리에 대해 거리를 두고 이격되어, 등)에 기초하여 결정되거나 또는 예컨대, 동일/유사한 손상 원인의 영향을 받지 않을 것 같은 영역(예를 들어, 조종석 전방, 승객 아래, 수화물 뒤, 비히클 후방)에서 충격 생존성(예를 들어, 충돌 테스트, 모델링 또는 화재 및 화재 차폐, 폭발성 구성요소, 감압, 번개, 전하 중화, 조류 충돌, 사용자 충격, 기타 손상 원인에 대한 모델링 또는 이력적 데이터 등)에 기초하여 결정되고, 추가적으로 또는 대안적으로 공간 제약, 사용자 안전(도 13c에 도시된 바와 같음), 접근성, 배선 길이(예를 들어, 표준 케이블 및/또는 배선 길이 등에 대해 결정됨)에 기초하거나, 또는 달리 배열될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 비행 컴퓨터는 임의의 적절한 방식으로 3차원으로 임의로 배열될 수 있다. 도 13b에 예시된 제1 예에서, 하나의 제어기는 조종석 전방에 위치되고, 하나는 승객 아래에, 하나는 수화물 구획 후방에, 그리고, 하나는 비히클의 미부(또는 미익)에 위치된다. 제2 예에서, 전도 경로(또는 공통 접지)의 양 측면에 적어도 하나의 제어기가 존재한다.
순환 서브시스템은 배터리 팩을 컨디셔닝하기 위해 열 교환기 및 배터리 팩을 통해 작동 유체(152)를 순환시키는 기능을 하는 외부 펌프를 포함할 수 있다. 외부 펌프는 추가적으로 또는 대안적으로 순환 서브시스템에 유체 연결되는 동안 유체 매니폴드를 통해 작동 유체를 순환시키기 위해 기능할 수 있다. 외부 펌프는 추가적으로 또는 대안적으로 작동 유체를 컨디셔닝하기 위해 외부 열 교환기를 통해 작동 유체를 순환시키는 기능을 할 수 있다. 외부 펌프는 바람직하게는 비히클 외부에 있고 컨디셔닝 동안 비히클에 연결되는 기반시설 설비(102)의 구성요소이지만; 그러나, 외부 펌프는 추가적으로 또는 대안적으로 배터리 열 관리 시스템의 독립형 구성요소일 수 있다. 외부 펌프는 내부 펌프에 독립적으로 동작할 수 있고, 내부 펌프와 함께 동작할 수 있고(예를 들어, 작동 유체의 압력 및/또는 유량의 증가) 및/또는 달리 동작할 수 있다. 외부 펌프는 내부 펌프와 동일하거나 상이할 수 있고, 동일한/다른 유형일 수 있고, 동일한/다른 크기일 수 있고, 동일한/다른 전력일 수 있고 및/또는 달리 구현될 수 있다. 외부 펌프는 배터리 충전기, 외부 전원, 배터리 팩에 의해 급전될 수 있고 및/또는 다른 방식으로 급전될 수 있다. 외부 펌프는 내부 펌프와 직렬 또는 병렬로 배열될 수 있고, 및/또는 직렬/병렬로 배열된 복수의 외부 펌프가 존재할 수 있다.
일부 변형에서 시스템은 내부 및 외부 펌프를 모두 포함할 수 있고; 대안적인 변형에서 시스템은 단지 내부 펌프(예를 들어, 내부 펌프는 격리 상태에서 배터리 팩을 통해, 그리고, 비히클이 기반시설 설비에 결합될 때에는 배터리 팩 및 열 교환기와 조합하여 작동 유체를 순환시킬 수 있고, 내부 펌프는 격리 및 조합된 순환 서브시스템 양자 모두를 통해 작동 유체를 순환시키도록 적절하게 크기 설정됨) 또는 외부 펌프(예를 들어, 작동 유체는 비히클이 기반시설 설비에 결합되지 않은 상황에서 예컨대 배터리 팩으로부터의 폐열에 의해 구동되는 대류를 통해 수동적으로 순환할 수 있음)만을 포함할 수 있다.
변형에서, 외부 펌프는 내부 펌프와 동일한 크기일 수 있고 및/또는 내부 펌프와 실질적으로 동일한 유량으로 작동 유체를 순환시키도록 구성될 수 있다(예를 들어, 50%, 25%, 15%, 10%, 5%, 2%, 1% 이내 및/또는 정확히 동등한 유량으로 작동 유체를 순환시킴). 대안적으로, 외부 펌프는 내부 펌프보다 더 큰 유량으로 작동 유체를 순환시킬 수 있고, 내부 펌프보다 더 클 수 있고, 내부 펌프보다 더 작을 수 있으며, 및/또는 달리 구성될 수 있다.
제1 변형에서, 내부 및 외부 펌프는 동일한 작동 유체를 순환시킨다. 제2 변형에서, 내부 및 외부 펌프는 서로 다른 작동 유체를 순환시킨다. 제2 변형의 제1 예에서, 외부 펌프는 작동 유체를 내부 시스템에 주입하고, 내부 작동 유체는 배액된 후 외부 냉각되고, 그 다음 비행 전에 재도입된다. 제2 변형의 제2 예에서, 외부 펌프는 내부 시스템에 병렬로 제2 작동 유체를 순환시킨다(예를 들어, 내부 작동 유체는 외부 작동 유체와 열적으로 연결되지만 유체적으로 격리된다). 제3 변형에서, 외부 펌프가 존재하지 않는다.
순환 서브시스템은 작동 유체를 함유하고 유체 인벨로프의 나머지 구성요소를 유체 연결하는 기능을 하는 하나 이상의 유체 매니폴드(또는 분산 매니폴드)를 선택적으로 포함할 수 있다. 유체 매니폴드는 직렬 및/또는 병렬의 임의의 조합으로 연결된 내부 펌프, 내부 열 교환기, 유체 커플링, 저장소 및/또는 임의의 다른 적절한 구성요소에서 유체 연결 및/또는 종단될 수 있다. 바람직하게는, 유체 매니폴드는 내부 펌프의 출구를 내부 열 교환기의 입구에, 내부 열 교환기의 출구를 펌프의 입구에, 내부 열 교환기의 입구를 기반시설 설비의 출구(및/또는 유체 커플링의 입구)에, 내부 열 교환기의 출구를 기반시설 설비의 입구(및/또는 유체 커플링의 출구)에 연결하고, 및/또는 앞서 설명한 연결 중 임의의 것을 저장소에 연결한다. 유체 매니폴드는 배관, 탱크, 밸브, 조절기 및/또는 임의의 다른 적절한 유체 취급 구성요소를 포함할 수 있다. 유체 매니폴드는 단열되지 않거나, (예를 들어, 주연부의 일부를 따라) 부분적으로 단열되거나 환경/주변 조건으로부터 단열될 수 있다. 유체 매니폴드는 금속, 플라스틱, 폴리머, 강성 재료, 비강성 재료, 또는 이들의 임의의 적절한 조합 같은 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다. 유체 매니폴드의 재료는 바람직하게는 작동 유체의 속성/요건에 대응하도록(예를 들어, 부식 또는 기타 유해한 상호 작용을 방지하도록, 고온 및/또는 저온 조건에서의 열화를 방지하도록, 순환 서브시스템의 압력 요건 충족하도록, 순환 서브시스템의 수두 손실을 최소화하도록 등) 선택되지만, 그러나 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 기준으로 선택할 수 있다.
순환 서브시스템은 선택적으로 저장소를 포함할 수 있고(예가 도 5a 및 도 5b에 도시됨), 이는 열 관리가 폐쇄 시스템이고 작동 유체가 환경과 교환되지 않는 변형(예를 들어, 작동 유체가 공기가 아님)에서 작동 유체를 유지하는 기능을 한다. 저장소는 바람직하게는 시스템의 기반시설 설비(예를 들어, 지상 기반 부분)의 구성요소이지만, 일부 변형에서 시스템은 지상 기반 저장소 대신에 또는 이에 추가하여 내부 저장소를 포함할 수 있다. 저장소는 플라스틱, 복합체 및/또는 임의의 다른 적절한 재료와 같은 임의의 적절한 금속으로 구성될 수 있다. 저장소의 재료 선택은 다양한 이점을 가능하게 할 수 있다. 재료(예를 들어, 알루미늄, 금속 등)는 비히클 프레임/본체를 통해 주변 환경으로 수동 열 소산을 가능하게 하도록 선택될 수 있다. 재료는 저장소의 임의적 배열을 가능하게 하도록 선택될 수 있고, 플라스틱(예를 들어, 취입 성형, 사출 성형)은 저렴한 비용으로 고도의 기하학적 변화를 제공할 수 있는 반면 복합 재료는 중량을 최소화하고 및/또는 비히클의 구조적 요소의 역할을 할 수 있다.
추가적으로, 저장소는 열 저장소로 기능할 수 있다(시스템에 열 질량을 추가). 열 저장소에 대한 체적(및/또는 작동 유체의 관련 질량)은 열 용량(예를 들어, 저장소 내에 함유된 작동 유체의 비열에 대한)과 유체의 추가된 질량 사이의 운행거리 절충에 기초하여 선택될 수 있다. 변형에서, 펌프는 이륙 전 온도 설정점 및/또는 기타 여정 파라미터를 기초로 여정을 시작하기 전에 저장소 내에 함유된 작동 유체의 질량을 선택적으로 증가/감소시켜 다양한 여정에 대해 최적의 효율성 및/또는 운행거리를 보장할 수 있다.
순환 서브시스템은 선택적으로 호스 커플링을 포함할 수 있으며, 이는 비히클 내부 작동 유체를 비히클 외측 기반시설 설비(예를 들어, 외부 냉각 시스템)에 유체 연결하는 기능을 한다. 바람직하게는, 호스 커플링은 건식 연결(연결/분리로 인한 누설 최소화)을 설정하지만 대안적으로 습식 연결 및/또는 임의의 다른 적절한 유체 연결을 설정할 수 있다. 유체 커플링 나사형 또는 비나사형, 젠더형 또는 비젠더형, 테이퍼형 또는 비테이퍼형일 수 있고, 선택적으로 개스킷을 포함할 수 있고, 선택적으로 스프링 로딩 밸브(예를 들어, 건식 연결)를 포함할 수 있고/있거나 임의의 다른 적절한 특징을 가질 수 있다. 호스 커플링은 캠록, 급속 연결, 급속 분리, 플랜지 커플링, 호스링크, 익스프레스 커플링, 스토즈(storz), 트라이 클램프 연결, 레버로크 및/또는 임의의 다른 적절한 호스 커플링 유형을 포함할 수 있다. 호스 커플링은 황동, 스테인리스 강, 알루미늄, 플라스틱 및/또는 임의의 적절한 재료의 마감(예를 들어, 내식성 등)을 갖는 임의의 다른 재료와 같은 임의의 적절한 재료일 수 있다. 호스 커플링은 비히클 측면(비히클과 통합, 순환 서브시스템에 연결) 및 비히클 외측 측면(예를 들어, 기반시설 설비(102)에 기계적으로 연결)을 포함할 수 있다. 제1 변형에서, 호스 커플링의 비히클 외측 측면은 충전 커넥터(172)(예를 들어, 도 18의 예에 도시된 바와 같이 충전 핸들의 일부)와 통합될 수 있다. 제1 예에서, 유체 연결과 전기적 연결이 동시에 설정된다. 제2 예에서, 유체 연결은 전기적 연결과 별도로 결합/분리될 수 있다. 제2 변형에서, 호스 커플링의 비히클 측면이 전기 커넥터와 분리되어 있다. 제3 변형에서, 시스템은 순환 서브시스템을 통해 작동 유체의 왕복 순환을 가능하게 하는 유입 호스 커플링 세트와 유출 호스 커플링 세트를 포함한다. 배터리 열 관리 시스템은 항공기, 펌프, 배터리 팩, 저장소, 충전 스테이션, 전기 커넥터, 충전기 당 1, 2, 3, 4, 4 초과 및/또는 적절한 수의 호스 커플링 같은 임의의 적절한 수의 호스 커플링을 포함할 수 있다.
순환 서브시스템은 비히클(예를 들어, 내부 순환 서브시스템)로부터 비히클 외측 기반시설을 유체 분리하는 기능을 하는 로크아웃 메커니즘(예를 들어, 인터로크)을 선택적으로 포함할 수 있다. 로크아웃 메커니즘은 전기 인터로크, 기계적 인터로크, 유체 인터로크, 차단 밸브 및/또는 임의의 다른 적절한 메커니즘일 수 있다. 로크아웃 메커니즘은 수조작으로 또는 임의의 적절한 작동 메커니즘에 의해 자동으로 동작할 수 있다. 작동은 전기 기계식(예를 들어, 솔레노이드 밸브, 바이어스 개방, 바이어스 폐쇄 등), 수조작(예를 들어, 사용자 조작), 기계식(예를 들어, 스프링 로딩, 유체 압력/유동에 의존하여 개방에서 폐쇄로의 상태 변화를 생성하는 것 등) 및/또는 달리 동작할 수 있다. 바람직하게는 로크아웃 메커니즘은 다음과 같은 분리 조건이 충족되면 유체 라인을 자동으로 분리한다: 유량이 절대 임계값을 초과하는 경우, 유량이 명령된 유량과 다른 경우(예를 들어, BMS, 펌프 제어기, 제어기 등에 의해), 유입 유체의 온도가 절대 임계값을 초과하는 경우, 유입 유체의 온도가 미리 결정된 양(예를 들어, >5℃)만큼 예상 온도와 다른 경우, 외부 작동 유체의 조성이 비히클 내부 작동 유체의 조성과 일치하지 않는 경우(예를 들어, 내부 50/50 물 글리콜 대 외부 80/20), 시스템이 로크아웃 메커니즘을 활성화하기 위한 사용자 입력(예를 들어, 버튼 누르기, 오디오 입력 등)을 수신하는 경우 및/또는 임의의 다른 적절한 분리 조건이 충족되는 경우. 로크아웃 메커니즘은 항공기 및/또는 순환 서브시스템에 대해 임의의 적절한 위치에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 로크아웃 메커니즘은 호스 커플링에 근접하게 배열되고/되거나 호스 커플링과 통합되지만, 대안적으로 각각의 내부 열 교환기에, 내부 펌프 입구에 근접하게 배열되고/거나 임의의 다른 적절한 배열을 가질 수 있다. 특정 예에서, 로크아웃 메커니즘은 호스 커플링과 통합된 솔레노이드 밸브이고(예는 도 5a에 도시됨), 분리 조건이 만족되는 것에 응답하여 호스 커플링을 분리하도록 구성된다.
순환 서브시스템은 선택적으로 탈이온화 필터를 포함할 수 있으며, 이는 배터리 냉각, 컨디셔닝 동안 도입될 수 있는 및/또는 달리 도입될 수 있는 작동 유체로부터 이온을 제거하는 기능을 한다. 일부 변형에서, 연속 이온 여과가 필요하지 않기 때문에 이온 필터는 비히클 질량/복잡성을 감소시키기 위해 비히클 외부(예를 들어, 비히클 외측 기반시설 설비)에 위치하는 것이 바람직하지만, 그러나, 탈이온화 필터는 대안적으로 순환 서브시스템의 임의의 적절한 부분에서 비히클 내부에 위치할 수 있다. 작동 유체는 지속적으로, 배터리 충전 동안, 주기적으로, 배터리 컨디셔닝 동안(예를 들어, 비히클 외측 기반시설에 유체 연결된 동안) 및/또는 임의의 다른 적절한 타이밍에 탈이온화 필터를 통과할 수 있다. 변형에서, 이온 필터는 냉각제의 전도도를 감소시킬 수 있으며, 이는 누설의 경우에 단락 가능성을 감소시킬 수 있다.
열 교환 시스템(130)은 열을 분산, 전달, 제거(예를 들어, 방출) 및/또는 달리 관리하는 기능을 한다. 열 교환 시스템은 열원과 히트 싱크 사이에서 열을 교환할 수 있다. 열원은 바람직하게는 시스템의 열 발생 구성요소(예를 들어, 배터리 셀, 배터리 팩, 제어 전자 장치 등)이지만, 임의의 다른 적절한 열원일 수 있다. 히트 싱크는 작동 유체, 다른 배터리 팩 구성요소(예를 들어, 배터리 팩 하우징, 배터리 셀 등), 다른 배터리 팩, 항공기 구성요소(예를 들어, 지지 구조 등), 객실(예를 들어, 객실 환경, 객실 내 공기 체적), 주변 환경 및/또는 임의의 다른 적절한 히트 싱크일 수 있다.
열 교환 시스템(130)은 바람직하게는 순환 서브시스템에 열 및 유체 연결되지만, 순환 서브시스템에 열적으로만 연결되거나, 순환 서브시스템으로부터 열 또는 유체 격리되거나, 또는 달리 순환 서브시스템에 연결될 수 있다. 열 교환 시스템(130)은 바람직하게는 배터리 팩(및/또는 그 안의 셀)에 열적으로 연결되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 배터리 팩에 유체 연결되거나 또는 달리 배터리 팩에 연결될 수 있다. 열 교환 시스템(130)은 각각의 셀, 셀 어레이, 셀 어레이 쌍, 배터리 팩, 또는 다른 셀 하위집단을 위한 하나 이상의 내부 열 교환기를 포함할 수 있다. 셀 어레이 내의 셀은 열 교환기에 직렬, 병렬 또는 그 조합으로 열적으로 연결될 수 있다. 내부 열 교환기는 하나 이상의 셀 어레이에 열적으로 연결될 수 있다. 배터리 팩 내의 셀 어레이는 열 교환기에 직렬로(예를 들어, 단일 유체 경로에 의해) 병렬로, 또는 이들의 임의의 적절한 조합으로 열적으로 연결될 수 있다.
열 교환 시스템은 하나 이상의 열 교환기, 매니폴드 및/또는 기타 구성요소를 포함할 수 있다. 열 교환기 및/또는 열 교환 구성요소의 예는 응축기, 증발기, 라디에이터, 저온 판(또는 냉각 판), 열판(또는 가열 판), 이중 파이프 열 교환기, 쉘 및 튜브 열 교환기, 판형 열 교환기, 판 및 쉘 열 교환기, 단열 휠 열 교환기, 판 핀 열 교환기, 필로우 판형 열 교환기, 폐열 회수 유닛, 상변화 열 교환기, 직접 접촉 열 교환기(예를 들어, 기체-액체, 비혼화성 액체-액체, 고체-액체 또는 고체-기체 등), 마이크로채널 열 교환기, 공기 코일, 나선형 코일 열 교환기, 나선형 열 교환기, 및/또는 열 교환기의 임의의 다른 적절한 유형 또는 배열, 및/또는 임의의 다른 적절한 열 교환 구성요소를 포함할 수 있다.
열 교환 시스템(130)은 항공기 내부에 배열된 내부 열 교환기, 항공기 외부에 배열된 외부 열 교환기, 및/또는 기타 열 교환기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
내부 열 교환기는 바람직하게는 배터리 팩 및/또는 배터리 팩의 배터리 셀에 걸쳐 열을 분산하는 기능을 한다. 내부 열 교환기는 대안적으로 배터리 셀을 가열하고, 배터리 셀을 냉각하고, 배터리 팩의 열 질량을 증가시키고, 작동 유체의 임시 열 저장을 위해 배터리 셀로부터 열 제거하고(예를 들어, 여정 동안, 이에 의해 시스템의 열 용량을 증가시키는 것 등), 셀과 작동 유체 사이의 열 인터페이스로서 기능하고, 배터리 팩의 구조적 강성을 증가시키고(예를 들어, 구조적 부재로서 또는 하우징의 일부로서 기능함), 및/또는 다른 기능을 수행하도록 기능할 수 있다. 대안적으로, 내부 열 교환기는 내부 냉각 시스템(예를 들어, 라디에이터, 능동 냉각 시스템 등)으로 열 에너지를 전달하는 기능을 할 수 있다. 하나의 예에서, 내부 열 교환기는 비행 동안 항공기로부터 배터리 생성 열의 임계량 또는 비율 미만을 제거(예를 들어, 방출)한다(예를 들어, 비행 동안 항공기의 외부로 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5% 미만 등을 제거함). 제2 예에서, 내부 열 교환기는 항공기로부터 배터리 생성 열을 수동적으로 제거한다(예를 들어, 라디에이터를 사용하여, 항공기 구성요소를 라디에이터로서 사용하여, 등). 제3 예에서 내부 열 교환기는 배터리 생성 열을 항공기에서 능동적으로 제거한다.
열 교환 시스템(130)은 배터리 팩 당 단일 내부 열 교환기, 배터리 팩 당 다수의 내부 열 교환기(예를 들어, 셀 어레이 당 하나, 셀 당 하나), 및/또는 배터리 팩, 셀 어레이 또는 배터리 셀 당 임의의 다른 적절한 수의 내부 열 교환기를 포함할 수 있다. 다수의 내부 열 교환기는 적층(예를 들어, 셀과 함께, 셀 어레이와 함께), 서로 인접하게(예를 들어, 평면내) 배열되고, 인터리빙되고 및/또는 달리 배열될 수 있다.
내부 열 교환기는 측면 냉각, 저부 냉각 및/또는 범람 냉각(예를 들어, 비전도성 작동 유체를 사용, 미네랄 오일 작동 유체를 사용)에 의해 배터리 셀과 인터페이싱할 수 있다. 내부 열 교환기는 바람직하게는 임의의 적절한 두께를 가질 수 있는 복수의 냉각 채널을 (예를 들어, 직렬 및/또는 병렬로) 포함한다. 바람직하게는, 열 교환기 채널 두께는 패키징 및/또는 열 효율을 개선하기 위해 최소화되고: 두께는 <0.5 mm, 0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 7 mm, 10 mm, >10 mm, 앞서 설명한 값을 경계로 하는 임의의 범위 및/또는 임의의 다른 적절한 두께일 수 있다. 내부 열 교환기는 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있고, 이는 강성, 가요성, 금속(예를 들어, 구리, 강철, 알루미늄, 티타늄, 고온 플라스틱 등), 열적 인터페이스 재료(예를 들어, 열 페이스트), 및/또는 임의의 다른 적절한 재료일 수 있다. 내부 열 교환기는 임의의 적절한 구성을 가질 수 있다.
내부 열 교환기의 예는 다음을 포함한다: 배터리 셀로부터 저온 판의 공동 내의 작동 유체로 열을 전달하는 저온 판(예를 들어, 냉각 판) 유형 열 교환기; 고체 열 전도성 판; 가요성 열 교환기; 히트 파이프, 열 확산기, 히트 파이프, 핀, 확장된 표면 및/또는 다른 열 교환기. 제1 특정 변형에서(이의 예가 도 9a에 예시됨), 원통형 배터리 셀은 비강성 열 교환기에 의해 측면 냉각될 수 있다. 제2 특정 변형에서(이의 예가 도 9b에 예시됨), 배터리 셀은 열 교환기에 의해 저부 냉각된다.
내부 열 교환기는 셀, 셀 어레이 서브세트, 셀 어레이, 배터리 팩, 및/또는 임의의 다른 적절한 구성요소에 대해 임의의 적절한 관계 또는 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 내부 열 교환기는 셀의 좁은 면(예를 들어, 셀 측면), 셀의 넓은 면, 셀의 에지, 및/또는 셀 또는 셀 어레이의 임의의 다른 적절한 부분의 전부 또는 일부와 열적으로 접촉할 수 있다. 바람직하게는, 내부 열 교환기는 이를 통한 작동 유체의 순환을 허용하여 전도에 의해 배터리 셀(들)로부터 열을 제거한다. 대안적으로, 내부 열 교환기는 열 전달의 주요 모드로서 강제 대류, 자유 대류 또는 복사에 의해 배터리와 열을 교환(예를 들어, 제거)할 수 있다. 내부 열 교환기는 바람직하게는 배터리 팩과 영구적으로 통합되지만 대안적으로 배터리 팩과 제거 가능하게 통합될 수 있다(예를 들어, 인벨로프 및/또는 배터리 팩 열 질량을 증가 또는 감소시키기 위해).
배터리 팩(배터리 팩의 배터리 셀)과 내부 열 교환기 사이의 열적 인터페이스는 배터리 셀 사이에 열 에너지를 재분배하고, 동일한 어레이의 배터리 셀 사이에 열 에너지를 재분배하고, 동일한 배터리 팩 내의 배터리 셀의 어레이 사이에 열 에너지를 재분배하고, 배터리 팩 사이에 열 에너지를 재분배하고, 배터리 팩(또는 배터리 셀)을 냉각하고, 배터리 팩(또는 배터리 셀)을 가열하고, 및/또는 배터리 팩(또는 배터리 셀)에서 순환 서브시스템으로 열 에너지를 전달하도록 구성될 수 있지만, 달리 구성될 수 있다. 특정 예에서, 순환 서브시스템은 배터리 팩 내부에 위치한 내부 열 교환기를 포함하여 배터리 팩을 작동 유체에 열적으로 연결한다. 제1 특정 예에서, 내부 열 교환기는 저온 판이고, 이는 배터리 셀 가열, 배터리 셀 사이의 열 재분배, 배터리 셀 냉각, 작동 유체의 임시 열 저장을 위한(예를 들어, 여정 동안, 이에 의해 시스템의 열 용량을 증가시키는 것 등) 배터리 셀로부터의 열 전달 및/또는 다른 기능을 수행하는 것 같이 다수의 방식으로 기능할 수 있다. 특정 변형에서, 배터리 팩과 내부 열 교환기 사이의 열적 인터페이스는 접착제, 접합제, 열적 인터페이스 재료(TIM) 및/또는 기타 구성요소일 수 있다. 특정 예에서, 내부 열 교환기는 셀의 저부에 접착된 저온 판이어서 열 접촉을 보장하고(예를 들어, 공극이 없거나 최소화됨) 구조적 강성을 증가시킨다(즉, 저온 판이 구조적 요소로 작용할 수 있고 및/또는 탄소 구조/비히클 프레임에 하중을 전달할 수 있음).
열 교환 시스템(130)의 외부 열 교환기는 바람직하게는 작동 유체와 외부 환경 사이에서 열을 교환하고, 항공기로부터 (예를 들어, 항공기 외부로) 열을 제거하고, 순환 시스템으로부터 열을 제거하고, 및/또는 달리 열을 관리하는 기능을 한다. 제1 변형에서, 열 교환기는 (예를 들어, 강제 대류에 의해) 작동 유체에서 주변 공기로 직접 열을 교환한다. 제2 변형에서, 외부 열 교환기는 작동 유체를 주위 온도 이하 냉각 시스템(예를 들어, 냉동 사이클)에 열적으로 연결함으로써 외부 환경과 간접적으로 열을 교환한다. 외부 열 교환기는 배터리 팩의 원하는 온도 설정점에 따라 작동 유체를 냉각 및/또는 작동 유체를 가열할 수 있다. 바람직하게는 외부 열 교환기는 기반시설 설비의 구성요소이기 때문에, 열 교환기의 유형 및 구성은 비히클과 관련된 사용 가능한 공간 및/또는 질량 예산에 의해 제한되지 않아서 바람직하다.
외부 열 교환기는 기반시설 설비의 일부인 것이 바람직하며, 비히클과 통합되지 않는 것이 바람직하다. 외부 열 교환기는 바람직하게는 능동 열 교환기(예를 들어, 작동 유체로부터 공기와 같은 외부 환경으로의 열 전달을 증가시키기 위해 작동 유체가 능동적으로 구조를 통해 유동하고, 공기와 같은 외부 유체가 작동 유체로 또는 작동 유체로부터 열 전달을 증가시키기 위해 능동적으로 유동되는 것 등)이지만, 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로 작동 유체로 또는 그로부터 외부 유체 매체(예를 들어, 공기)로 열을 전달하는 수동 열 교환기(예를 들어, 히트 싱크)일 수 있다. 외부 열 교환기는 응축기, 증발기, 라디에이터, 냉동 시스템, 냉각 시스템, 및/또는 임의의 다른 적절한 구성요소를 포함할 수 있다.
제1 변형에서, 냉동 시스템은 비히클 외측(외부) 기반시설 설비에 배열될 수 있어, 비히클이 냉동 시스템의 하나 이상의 구성요소의 질량 없이 동작할 수 있게 한다. 냉동 시스템은 압축기, 열 교환기(인터쿨러, 컨디셔너, 증발기 등), 팬, 공기 덕트, 열 팽창 밸브(TXV), 건조기, 냉매(예를 들어, 저장소 또는 유체 체적), 냉매 매니폴드 및/또는 임의의 다른 적절한 요소와 같은 하나 이상의 냉동 구성요소를 포함할 수 있다. 비히클 외측 시설에 하나 이상의 냉동 구성요소를 포함시키는 것은 (예를 들어, 비히클 내부 구성요소의 필요한 전력, 크기, 체적 및/또는 비용을) 감소시키고 및/또는 항공기 내부의 구성요소 사이에 이러한 구성요소가 포함될 필요성을 제거할 수 있다. 제1 변형의 특정 예에서, 비히클은 소형 내부 압축기와 더 큰 외부 압축기를 포함한다. 제1 변형의 제2 특정 예에서, 비히클은 순환 서브시스템에 열적으로 연결된 내부 압축기를 포함하지 않는다.
제2 변형에서, 열 교환 시스템(130)은 작동 유체로부터 열 에너지를 제거하여 배터리를 컨디셔닝하는 기능을 하는 냉각 시스템(190)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 냉각 시스템은 비히클 외측 기반시설의 일부로서 항공기 외부에 위치하지만(예를 들어, 항공기와 분리되고 구별되며; 예를 들어, 외부 열 교환기 또는 그 구성요소임), 그러나, 냉각 시스템은 대안적으로 항공기 내부에 위치할 수 있고(예를 들어, 항공기 내부 소형 냉각 시스템 및 항공기 외부의 더 큰 냉각 시스템) 및/또는 달리 위치될 수 있다. 냉각 시스템은 바람직하게는 냉동 사이클을 통해 냉각되는 주위 온도 이하 냉각 시스템이며, 압축기(192), 외부 열 교환기(인터쿨러, 응축기, 증발기 등), 팬, 공기 덕트, 열 팽창 밸브(194)(TXV), 건조기, 냉매(예를 들어, 저장소 또는 유체 체적), 냉매 매니폴드 및/또는 임의의 다른 적절한 요소와 같은 임의의 적절한 냉동 구성요소를 포함할 수 있다. 비히클 외측 시설에 하나 이상의 냉각 구성요소를 포함시키는 것은 (예를 들어, 비히클 내부 구성요소의 필요한 전력, 크기, 체적 및/또는 비용을) 감소시키고 및/또는 항공기 내부의 구성요소 사이에 이러한 구성요소가 포함될 필요성을 제거할 수 있다. 특정 예에서, 시스템은 소형 내부 압축기와 더 큰 외부 압축기를 포함한다. 제1 변형의 제2 특정 예에서, 비히클은 순환 서브시스템에 열적으로 연결된 내부 압축기를 포함하지 않는다. 제3 예에서, 대량의 작동 유체가 (예를 들어, 항공기가 착륙하기 전에) 배터리 컨디셔닝에 앞서 외부 냉각 시스템 진행에서 냉각된다. 제3 예에서, 배터리 열 관리는 냉동 사이클의 최대 냉각 전력 또는 열 방출에 제한되지 않고, 오히려 저장소의 열 용량에 의존하여 배터리 팩을 컨디셔닝하며, 이는 (예를 들어, 작동 유체와 배터리 셀 사이의 더 큰 온도 차이를 통해) 보다 효율적인 냉각을 가능하게 할 수 있다. 제4 예에서, 비히클의 작동 유체는 외부 냉각 시스템의 냉각된 작동 유체로 대체되어 내부 저장소의 열 용량을 증가시킨다. 그러나, 외부 냉각 시스템은 대안적으로 주위 온도 초과 냉각 시스템 및/또는 임의의 다른 적절한 냉각 구성요소와 함께 임의의 다른 적절한 냉각 시스템을 포함할 수 있다.
시스템은 배터리 관리 시스템(BMS)과 같은 배터리 전자 장치(112)를 포함할 수 있다. 배터리 전자 장치는 (예를 들어, 1:1, 1:N, 또는 N:1 배터리 전자 장치 대 배터리 팩 관계로) 하나 이상의 배터리 팩에 결합될 수 있다. 배터리 전자 장치는 배터리 팩의 상태를 모니터링하는 기능을 한다. 배터리 팩의 상태는 충전 상태(SoC), 건전성 상태(SoH), 전력 상태(SoP), 안전 상태(SoS), 온도(예를 들어, 팩, 셀, 셀 어레이, 작동 유체, 셀의 온도 분포 등) 및/또는 임의의 다른 적절한 특성을 포함할 수 있다. 배터리 전자 장치는 또한 배터리 팩의 상태를 배터리 열 관리 시스템의 다른 구성요소에 보고하는 기능을 할 수 있다. 배터리 전자 장치는 또한 (예를 들어, 비히클 운전자 또는 컴퓨터화된 비히클 동작 시스템으로부터의 명령에 기초하여) 배터리 팩의 충전 및/또는 방전을 제어하는 기능을 할 수 있다. 배터리 전자 장치는 비히클의 내부 또는 외부에서 재순환 및/또는 냉각 시스템을 제어하도록 추가로 기능할 수 있다.
배터리 전자 장치는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 배터리 전자 장치의 센서는 동작 동안 배터리 팩의 파라미터를 측정하는 기능을 한다. 센서는 배터리 팩의 전기 관련 파라미터(예를 들어, 배터리 팩을 통한 전류 유동, 배터리 팩의 전압, 배터리 팩의 충전 상태 등), 배터리 팩의 열 파라미터(예를 들어, 배터리 팩의 임의의 적절한 지점에서의 온도, 배터리 팩 외부의 온도, 배터리 팩 내의 임의의 적절한 지점 또는 그 주변의 온도 변화율 등), 배터리 팩을 통한(예를 들어, 히트 싱크를 통한) 작동 유체의 유량 및/또는 임의의 다른 적절한 파라미터를 측정할 수 있다. 임의의 적절한 센서 유형 또는 양식이 앞서 설명한 파라미터(예를 들어, 전류 프로브, 션트, 열전대, 서미스터 등)를 측정하는 데 이용될 수 있다. 배터리 전자 장치는 내부 펌프, 비히클 제어기, 비히클 외측 기반시설(예를 들어, 외부 펌프, 배터리 충전기, 외부 냉각 시스템 등) 및/또는 임의의 다른 적절한 비히클 구성요소/종점에 통신적으로 연결하도록 구성된 통신 모듈(유선 또는 무선)을 포함할 수 있다.
배터리 전자 장치는 배터리 셀(114)과 동일한 시스템(들) 및/또는 상이한 냉각 구성요소에 의해 냉각될 수 있다. 배터리 전자 장치는 공랭식일 수 있고, 별도의 히트 싱크에 연결될 수 있고, 기체에 열적으로 연결될 수 있고 및/또는 배터리 셀과 별도로 달리 냉각될 수 있으며, 그에 의해, 배터리 열 관리 시스템의 열 부하를 감소시킬 수 있다. 배터리 전자 장치는 제어하는 배터리 팩에 의해 급전되고 및/또는 별개의 배터리 팩에 의해 급전될 수 있다.
배터리 열 관리 시스템은 배터리 팩에 전기적 에너지를 공급하는 기능을 하는 충전 스테이션을 선택적으로 포함할 수 있다. 충전 스테이션은 외부 냉각 시스템과 통합될 수 있거나 분리될 수 있다. 전기 커넥터(일명, 충전기)와 호스 커플링은 단일 디바이스(예를 들어, 충전 핸들)에 통합될 수 있거나 별개의 디바이스일 수 있다. 항공기, 배터리 팩, 펌프, 호스 커플링 당 하나 이상과 같은 임의의 적절한 수의 충전 스테이션이 존재할 수 있거나, 단일 충전 스테이션과 연관된 다수의 항공기, 배터리 팩, 펌프 및/또는 호스 커플링이 있을 수 있다. 제1 변형에서, 시스템은 단일 충전기(예를 들어, +/- 측면을 가짐) 및 단일(외부 측면) 호스 커플링(예를 들어, 별개의 입구 및 출구 튜브를 가짐)을 포함하며, 이는 비히클의 후방, 비히클의 전방, 비히클의 측면, 비히클의 날개 및/또는 임의의 다른 적절한 종점에 연결될 수 있다. 제2 변형에서, 시스템에는 2개의(외부 측면) 호스 커플링(예를 들어, 별개의 입구 및 출구 튜브 포함)이 포함되어 있으며, 이는 비히클의 전방/후방, 비히클의 좌측/우측 측면, 비히클의 좌측/우측 날개 및/또는 다른 적절한 비히클 종점에 연결될 수 있다.
배터리 열 관리 시스템은 승인된 냉각 및/또는 충전 시스템이 비히클을 충전/냉각할 수 있는 것을 보장하도록 기능하는 승인 메커니즘을 선택적으로 포함할 수 있다. 제1 변형에서, 승인 시스템은 기계식이다. 제1 변형의 제1 예에서, 독점 키는 유체 커플링을 언로킹한다. 제1 변형의 제2 예에서, 유체 커플링은 독점 인터페이스를 갖는다. 제2 변형에서, 승인 시스템은 디지털이다. 제2 변형의 제1 예에서, 외부 유체 커플링 헤드 또는 외부 충전 및/또는 냉각 시설은 제어기(예를 들어, 내부 제어기)에 그 식별자를 전송하고, 제어기는 (예를 들어, 내부 데이터베이스를 사용하여, 중앙 관리 시스템을 사용하여, 독점 클라우드 시스템을 사용하여, 등) 외부 충전/냉각 시스템을 검증하고, 제어기는 확인에 응답하여 (예를 들어, 펌프를 시동함으로써, 유체 커플링을 언로킹함으로써, 등) 냉각/충전을 개시한다. 제2 예에서, 외부 충전 및/또는 냉각 시스템은 제1 예와 동일하거나 유사한 방식으로 항공기를 검증한다.
특정 예에서, 배터리 열 관리 시스템은 내부 및 외부 구성요소 세트를 포함한다. 이 예의 내부 구성요소 세트는 하나 이상의 배터리 팩, 순환 서브시스템의 일부, 내부 펌프 및 내부 펌프 제어기를 포함하고, 열 교환기 또는 저장소는 배제한다. 이 예에서 내부 구성요소 세트는 eVTOL 항공기와 통합된다. 이 예의 외부 구성요소 세트(예를 들어, 기반시설 설비)는 열 교환기, 하나 이상의 배터리 팩의 컨디셔닝을 가능하게 하도록 내부 부분에 연결될 수 있는 순환 서브시스템의 다른 부분, 외부 펌프, 외부 펌프 제어기, 및 저장소를 포함한다. 특정 예에서, 비히클은 압축기 또는 냉동 유닛과 같은 순환 서브시스템 또는 열 컨디셔닝 시스템의 무거운 구성요소(예를 들어, 비적하 비히클 중량의 5%, 10%, 20% 등을 초과하는 중량의 구성요소)를 배제한다.
시스템은 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 다수의 노드(예를 들어, 비히클에 탑재된 계산 노드 및 기반시설 설비에 결합된 노드)에 걸쳐 분산되거나 단일 지점에서 중앙 집중화될 수 있다(예를 들어, 내부 펌프 제어기, 외부 펌프 제어기 등 같은 시스템의 제어 가능한 구성요소와 통신적으로 결합된 중앙 집중화된 제어기). 제어기는 배터리 열 관리 시스템의 제어 요소에 대한 입력 데이터를 기초로 명령 지시를 실행하는 기능을 한다. 예에서, 제어기는 방법(200)의 전체 또는 일부를 실행하거나 구현할 수 있지만; 그러나, 제어기는 추가적으로 또는 대안적으로 본 명세서에 설명되거나 또는 달리 적절하게 정의된 바와 같은 시스템 구성요소의 임의의 적절한 기능을 실행하거나 구현할 수 있다.
시스템은 유체 매니폴드 및/또는 유체 인벨로프의 임의의 적절한 부분으로부터 기체 상태(또는 다른 기체)의 가압되거나 가압되지 않은 작동 유체를 배출하기 위한 기체 릴리프(예를 들어, 배기부)를 선택적으로 포함할 수 있다. 작동 유체 기화는 변형에서 작동 유체의 기화의 잠열을 이용하여 열 이벤트의 전파로부터 보호하고/하거나 시스템의 열 용량을 증가시킬 수 있다. 기체 릴리프 메커니즘(배기구, 밸브, 파열 멤브레인 등)은 배터리 팩(예를 들어, 팩 측면, 팩 단부), 내부 히트 싱크, 유체 매니폴드(예를 들어, 펌프에 인접함), 저장소, 펌프 및/또는 유체 인벨로프의 임의의 다른 적절한 위치에 포함될 수 있다. 변형에서, 열 이벤트(예를 들어, 열 폭주)는 더 많은 작동 유체(예를 들어, 냉각제)를 상을 변화시키는 데(예를 들어, 기화 및 기화 잠열 포획) 사용 가능하게 함으로써 완화될 수 있으며, 이는 시스템의 다른 부분으로의 열 재분배를 필요로 하지 않고 더 큰 열 흡수를 허용할 수 있다(예를 들어, 기체 릴리프 메커니즘을 통해 방출된 기체의 내부 에너지는 시스템에 남지 않음). 제1 예에서, 유량은 증가할 수 있어(예를 들어, 펌프 RPM, 열 이벤트를 겪고 있는 하나 이상의 셀을 향해 냉각제를 전향, 예상되는 열 이벤트를 향해 냉각제를 전향, 저장소로부터 더 많은 냉각제의 펌핑 등) 상 변화를 위한 유체의 가용성을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 제2 예에서, 상 변화(예를 들어, 기화)를 통해 흡수된 열은 시스템에서 제거/방출된다. 제3 특정 예에서, 상 변화(예를 들어, 기화)를 통해 흡수된 열은 시스템에 남아 있고 (예를 들어, 저장소 내의, 액체 상의) 작동 유체, 기타 배터리 셀 및/또는 다른 적절한 종점으로 재분배될 수 있다. 그러나 작동 유체 또는 기타 메커니즘을 사용하여 달리 열 이벤트를 완화할 수 있다.
바람직한 실시예의 시스템 및 그 변형은 컴퓨터 판독 가능 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 수신하도록 구성된 기계로서 적어도 부분적으로 구체화 및/또는 구현될 수 있다. 명령어는 바람직하게는 시스템 및/또는 시스템의 일부와 통합되는 컴퓨터 실행 가능 구성요소에 의해 실행되는 것이 바람직하다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 RAM, ROM, 플래시 메모리, EEPROM, 광학 디바이스(CD 또는 DVD), 하드 드라이브, 플로피 드라이브 또는 임의의 적절한 디바이스와 같은 임의의 적절한 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 실행 가능 구성요소는 바람직하게는 일반 또는 주문형 프로세서이지만, 대안적으로 또는 추가적으로, 임의의 적절한 전용 하드웨어 또는 하드웨어/펌웨어 조합 디바이스가 명령어를 실행할 수 있다.
4. 방법
도 4에 도시된 바와 같이, 방법(200)은 배터리 팩의 온도 설정점을 결정하는 단계(S100); 및 배터리 팩 온도를 온도 설정점으로 조절하는 단계(S150)를 포함한다. 방법은 추가적으로 또는 대안적으로 배터리 팩의 온도를 결정하는 단계(S200); 및 배터리 팩의 온도에 기초하여 배터리 팩 내부의 열을 재분배하는 단계(S250)를 포함할 수 있다. 방법(200)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 프로세스를 포함할 수 있다.
블록 S100은 배터리 팩의 온도 설정점을 결정하는 것을 포함한다. 블록 S100은 배터리 팩이 컨디셔닝되어야 하는 목표 온도를 결정하는 기능을 한다. 블록 S100은 바람직하게는 기반시설 설비로부터 비히클이 출발하기 전에 수행되며, 따라서, 기반시설 설비의 능동 컨디셔닝 구성요소가 (예를 들어, 블록 S150의 하나 이상의 변형에 따라) 배터리 팩을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있지만 블록 S100은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 시간에 수행될 수 있다. 블록(S100)은 바람직하게는 시스템(100)의 제어기와 실질적으로 유사한 제어기에 의해 자동으로 수행되지만, 달리, 적절한 시스템의 임의의 적절한 구성요소 및/또는 이러한 시스템과 관련된 엔티티(예를 들어, 인간 조작자)에 의해 적절하게 수행될 수 있다.
온도 설정점은 바람직하게는 이륙 온도 설정점이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 동작 설정점 또는 임의의 다른 적절한 설정점일 수 있다.
블록 S100은 비히클의 여정 프로파일을 기초로 수행되는 것이 바람직하다. 여정 프로파일은 기간, 여정 거리, 비히클 중량, 다양한 동작 모드(예를 들어, 호버, 전진/순항, 전이, 이륙, 착륙 등)에서 소요된 시간, 주위 온도(예를 들어, 여정에 따른 위치), 배터리 파라미터(예를 들어, 수명, 용량, 셀 유형/모델, 현재 온도, 현재 SoC, SoP, SoH 등), 비히클 중량, 화물 중량, 중량 분포, 및/또는 임의의 다른 적절한 파라미터를 포함할 수 있다. 배터리 파라미터는 개별 셀에 대해 결정될 수 있거나, 유사한 파라미터를 갖는 셀에 대해 포괄적일 수 있거나, 배터리 팩에 대해 결정될 수 있거나, 유사한 파라미터를 갖는 배터리 팩에 대해 포괄적일 수 있거나, 달리 결정될 수 있다. 비히클이 항공기인 예에서, 여정 프로파일은 비행 계획(예를 들어, 하나 이상의 비행 또는 비행 구간) 및/또는 임의의 다른 비행 데이터(예를 들어, 날씨 데이터, 항공 교통 데이터 등)를 포함할 수 있다. 여정 프로파일은 사용자, 사용자 디바이스, 내부 제어기, 원격 시스템 및/또는 다른 적절한 종점으로부터 수신될 수 있으며, 임의의 다른 적절한 파라미터 세트를 포함할 수 있다.
블록 S100은 여정(예를 들어, 비행)에 대한 예상 전력 소비를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예상 전력 소비는 여정 프로파일, 전력 소비 모델 및/또는 기타 정보를 기초로 결정될 수 있다. 제1 변형에서, 예상 전력 소비는 물리적 비히클 모델에 기초하여 결정될 수 있고, 이는 테스트 데이터 또는 이력 여정 데이터(예를 들어, 비히클, 비히클 편대)를 기초로 이론적 또는 경험적으로 결정될 수 있다. 제2 변형에서, 예상 전력 소비는 여정 프로파일 및/또는 물리적 비히클 모델에 대한 참조표/차트에서 선택될 수 있다. 제3 변형에서, 예상 전력 소비는 예상 전력 소비를 출력하도록 훈련된 기계 학습 모델을 기초로 결정될 수 있다. 그러나, 여정에 대한 예상 전력 소비는 달리 결정될 수 있다.
블록 S100은 배터리 모델에 기초하여 여정(예를 들어, 비행) 동안 예상되는 열 발생을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예상 열 발생은 열 발생률, 비행 위치 사이에서 발생하는 열, 열 발생의 속도 및/또는 기타 열 발생 파라미터일 수 있다. 예상 열 발생은 (예를 들어, 참조표로부터) 선택되거나, (예를 들어, 수학식으로부터, 배터리 모델에 의해 등) 계산되거나, 또는 달리 결정될 수 있다. 배터리 모델은 테스트 데이터(예를 들어, 배터리 셀, 배터리 팩에 대한 경험적 테스트), 주어진 배터리 팩에 대한 이력 비행 데이터, 미리 결정된 모델(예를 들어, 제조자 또는 배터리 특성화 엔티티로부터 수신되는 등)을 기초로 생성될 수 있거나 또는 달리 생성된다. 배터리 모델은 미리 결정되거나, 배터리 셀 유형(예를 들어, 클래스, 제조자, 모델 등)에 기초하여 사용을 위해 선택되거나, 또는 달리 결정될 수 있다. 배터리 모델은 시작 배터리 팩 온도(예를 들어, 모든 셀에 걸쳐 평균화, 팩의 단일 온도 센서에서 측정, 작동 유체 온도 등), 추정 충전 상태(예를 들어, 이륙 시), 배터리 팩 또는 각각의 배터리 셀에 대해 추정된 건전성 상태(SoH), (예를 들어, 항공기 모델 또는 시뮬레이션, 참조표 등에서 결정된) 여정에 대한 예상 전력 소비(예를 들어, 총 전력 소비, 시계열로서, 전력 소비율 등), 배터리 사양 및/또는 임의의 다른 적절한 파라미터에 기초하여 예상 열 발생을 결정할 수 있다. 제1 변형에서, 예상되는 열 발생은 주어진 입력 파라미터에 대한 참조표/차트에서 선택된다. 제2 변형에서, 예상 열 발생은 예상 전력 소비를 출력하도록 훈련된 기계 학습 모델을 기초로 결정된다. 그러나, 여정(예를 들어, 비행) 동안 예상되는 열 발생은 달리 결정될 수 있다.
블록 S100은 예상 열 발생에 기초하여 배터리 팩의 예상 온도 상승을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 온도 상승은 전체 여정(예를 들어, 비행)에 대한 절대 온도 증가, 임무의 각각의 세그먼트(예를 들어, 비행의 각각의 구간)에 대한 온도 증가, 증가율 또는 다른 파라미터일 수 있다. 예상 온도 상승은 배터리 팩의 열 질량(예를 들어, 비열), 작동 유체의 비열(예를 들어, 작동 유체의 알려진 체적 및/또는 온도에 대한) 및/또는 여정 동안 예상되는 열 손실(예를 들어, 열원/싱크 등으로부터 환경, 나머지 비히클, 객실, 환경으로의 예상 열 소산)을 기초로 결정될 수 있다. 배터리 팩의 열 질량은 테스트에 의해 경험적으로 결정, 이론적으로 모델링(예를 들어, 계산), 충전 및/또는 방전 동안의 이력 온도 변화를 기초로 결정, 데이터베이스에서 검색 및/또는 달리 결정될 수 있다. 배터리 팩의 열 질량은 배터리 팩의 절대 열 질량, 배터리 팩의 사용 가능한 열 질량(예를 들어, 현재 배터리 팩 온도 및/또는 이륙시 추정 배터리 팩 온도를 감안한, 아래에 설명된 바와 같은 배터리 팩이 최대 배터리 온도에 도달하기 전에 흡수할 수 있는 열의 양) 및/또는 기타 열 파라미터일 수 있다.
예상되는 열 상승을 기초로, 블록 S100은 선택적으로 배터리 셀과 작동 유체 사이의 예상 온도 차이를 결정하는 것을 포함할 수 있으며, 이는 고정 오프셋(예를 들어, 동일한 온도, 2℃ 차이 등)을 가정하고, 재료 속성 및 유량을 기초로 온도 천이를 동적으로 모델링하고, 이력/테스트 데이터를 사용하고, 및/또는 달리 예상 온도 차이를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 배터리 팩 및/또는 셀의 예상 온도 상승은 달리 결정될 수 있다.
블록 S100은 온도 설정점을 결정하기 위해 배터리 온도 요건으로부터 예상되는 온도 상승을 차감(offsetting)하는 것을 포함할 수 있다. 배터리 온도 요건은 >65℃, 65℃, 60℃, 55℃, 50℃, 45℃, 40℃, <45℃, 앞서 설명한 값을 경계로 하는 임의의 범위, 및/또는 임의의 다른 적절한 온도와 같은 최대 배터리(팩 또는 셀) 온도일 수 있다. 배터리 온도 요건은 테스트 데이터, 배터리 사양, 배터리 효율 범위, 배터리 수명(예를 들어, 배터리가 저하되기 시작하는 온도), 배터리 SoH, 배터리 SoC, (예를 들어, 주어진 충전 상태, 주어진 배터리 화학에 대한 절대 임계값, 배터리 제조자 요건, 보증 요건 등에서의) 열 폭주 가능성, 안전 여유, 비행 계획(예를 들어, 비행의 각각의 구간 또는 비행 시리즈의 각각의 비행에 대해 서로 다른 배터리 온도 요건이 선택됨)에 기초하여 결정될 수 있고 및/또는 달리 결정될 수 있다. 특정 예에서, 비행 동안 예상되는 온도 변화를 배터리 온도 요건에서 차감하여 온도 설정점을 획득할 수 있다.
블록 S100은 배터리 SoC(예를 들어, 현재 SoC, 이륙 시 예상 SoC, 비행 동안의 예상 SoC 프로파일)를 기초로 배터리의 온도 설정점을 조절하는 것을 포함할 수 있으며, 이는 높은 배터리 SoC에서 열 폭주 전파의 위험을 감소시키거나 완화하는 기능을 한다. 온도 설정점을 조절하는 것은 현재 SoC, 이륙 SoC, 냉각 속도, 열 재분배 속도, 충전 동안의 추정된 열 발생 및/또는 임의의 다른 적절한 파라미터에 기초하여 결정되는 주어진 SoC및 예상 전력 소비에서 열 이벤트의 가능성을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 열 이벤트의 가능성을 결정하는 것은 특정 SoC, 참조표, 기계 학습 모델, 및/또는 다른 적절한 기술에서의 열 전파 확률에 기초하여 결정될 수 있다. 열 이벤트의 가능성은 여정 프로파일에 대해 한 번, 예상 여정 프로파일의 시계열 모델에 걸쳐, 예상 여정 프로파일에 대해 주기적으로, 여정 프로파일/SoC의 연속 함수 근사에 대해 예측될 수 있고 및/또는 달리 예측될 수 있다. 제1 예에서, 10마일의 여정에 대한 배터리의 온도 설정점은 40℃로 결정된다. 배터리 팩의 SoC는 95%이다. 블록 S100은 온도 설정점을 30℃까지 조절하여 높은 SoC를 감안하여 열 이벤트가 전파될 수 없는 것을 보장한다.
비히클은 바람직하게는 낮은 질량에 최적화되고 따라서 능동 컨디셔닝 장비가 없는 것이 바람직하기 때문에, 온도 설정점은 바람직하게는 (예를 들어, 여정 프로파일에 기초하여 계산된) 여정 동안의 계산된 온도 변화에 따라 결정된다. 그러나, 온도 설정점은 원하는 항공기 구성요소 온도(예를 들어, 날개 온도, 나셀 온도, 허브 온도, 객실 온도)(여기서, 배터리 팩(들)은 열원으로서 기능할 수 있음), 다른 구성요소 열 발생 및/또는 다른 파라미터에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 여정 프로파일은 비히클의 이륙 중량, 여정 거리, 여정의 각각의 페이즈에서의 추정된 비행 시간 및 관련 예상 전력 소비를 포함할 수 있다. 이 예에서 블록 S100은 여정 프로파일(예를 들어, 비행 계획 포함)을 기초로 비행 동안의 배터리 팩의 방전 특성을 계산하고 비행 동안의 예상 온도 상승을 계산하고, 배터리 팩 온도가 미리 결정된 범위 내에서 유지되도록(예를 들어, 열 이벤트의 발생을 방지하도록 결정됨) 비행 전 온도 설정점을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 관련된 예에서, 온도 설정점을 결정하기 위한 기준은 추가적으로 또는 대안적으로 비히클 질량(적하 또는 비적하), 비히클의 항력 프로파일, 에너지 방전 프로파일, 및/또는 임의의 다른 적절한 미리 결정된 또는 동적으로 결정된, 비히클 여행(예를 들어, 여정)의 양태를 정량화하는 시계열을 포함할 수 있다.
제2 변형에서, 온도 설정점은 (예를 들어, 비행 계획에 기초하여) 경험적으로 결정될 수 있다.
제3 변형에서, 배터리 팩에 대한 온도 설정점은 미리 결정될 수 있다(예를 들어, 절대 최대값, 정적 설정점 등).
제4 변형에서, 온도 설정점은 사용자 입력에 기초하여 결정될 수 있다.
제5 변형에서, 온도 설정점은 참조표로부터 결정될 수 있다(예를 들어, 온도 설정점 또는 예상되는 온도 상승과 함께 비행 길이 또는 항공기 중량과 같은 비행 파라미터를 관련시킴).
제6 변형에서, 온도 설정점은 훈련된 신경망에 의해 결정될 수 있다. 그러나, 온도 설정점은 달리 결정될 수 있다.
제7 변형에서, 온도 설정점은 배터리 팩의 특정 화학과 관련된 최적의 방전 온도(예를 들어, 전력 전달이 최대로 효율적인 온도 또는 온도 범위)에 기초하여 결정될 수 있다. 온도 설정점은 최적의 방전 온도와 동일할 수 있지만, 추가적으로 또는 대안적으로 방전 동안 배터리 팩의 가온으로 인해 배터리 팩이 여정 동안 원하는 시간 기간에 대해(예를 들어, 최대화된 방전 시간 기간 동안, 이륙 및/또는 착륙과 같은 고위험 비히클 동작과 연관된 시간 기간 동안, 등) 최적의 방전 온도에 있도록 최적 방전 온도 미만이 될 수 있다. 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로 온도 설정점은 달리 적절하게 결정될 수 있다. 블록 S100의 예가 도 14에 도시되어 있다.
제8 변형에서, 예상되는 온도 상승은 음수일 수 있다(예를 들어, 온도 변화, 온도 감소 등).
블록 S150은 배터리 팩 온도를 온도 설정점으로 조절하는 것을 포함한다. 변형에서, 비히클 동작(예를 들어, 이륙 또는 비행)이 온도 설정점을 충족하는 배터리 팩 온도에 따라 컨디셔닝될 수 있다. 블록 S150은 능동적인 온도 제어의 필요성을 피하고 비히클 동작 동안 배터리 팩의 성능을 최대화하기 위해 배터리 팩의 가열 및/또는 냉각을 포함할 수 있는 배터리 팩을 컨디셔닝하는 기능을 한다. 온도 설정점은 바람직하게는 이륙 온도 설정점이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 동작 설정점 또는 임의의 다른 적절한 설정점일 수 있다. 블록 S150은 바람직하게는 비히클 구성요소(예를 들어, 배터리 팩 및 내부 순환 서브시스템)가 비히클 외측 구성요소(예를 들어, 외부 순환 서브시스템, 열 교환기, 외부 펌프 등)에 결합되어 있는 동안 수행되며, 이는 바람직하게는 여정(예를 들어, 비행) 동안의 비히클 동작 이전이지만; 그러나 블록 S150은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 시간에 수행될 수 있다. S150은 바람직하게는 배터리 팩 충전 동안(예를 들어, 미리 결정된 SOC까지) 수행되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 배터리 팩 충전과 독립적으로 수행될 수 있다(예를 들어, 항공기가 지상에 있는 동안에만 배터리 팩이 냉각되는 것; 이륙 온도 설정점에 도달한 후에만 항공기가 이륙하는 것 등).
변형에서, 블록 S150은 순환 서브시스템을 외부 냉각 시스템에 연결하는 것을 포함할 수 있고, 이는 수조작으로(예를 들어, 사용자에 의해), 자동으로(예를 들어, 로봇 및/또는 전기 기계 연결) 수행될 수 있고 및/또는 달리 수행될 수 있다.
변형에서, 블록 S150은 외부 펌프를 사용하여 조합된 내부 및 외부 순환 서브시스템을 통해 작동 유체를 능동적으로 순환시키는 것을 포함할 수 있고, 따라서, (예를 들어, 환경에 대해 열을 수용하거나 방출하기 위해) 열 교환기와 환경 사이에서 및 (예를 들어, 배터리 팩을 설정점 온도로 가열하거나 냉각하기 위해) 배터리 팩과 작동 유체 사이에서 열이 교환될 수 있다. 대안적인 변형에서, 블록 S150은 배터리 팩이 환경의 온도로 수동 냉각되게 하는 것을 포함할 수 있다(예를 들어, 온도 설정점은 환경의 온도와 실질적으로 동일하고, 배터리 팩은 비히클의 여정 및 동작이 시작되기 전에 환경과 수동적으로 열 평형에 도달할 것으로 결정됨). 제3 변형에서, S150은 순환 서브시스템을 통해 유체를 순환시킴으로써 배터리 팩을 충전 온도 범위로 냉각 또는 가온하는 것, 및/또는 충전 온도 범위 내에서 배터리 팩 온도를 유지하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 변형에서, S150은 충전 완료 후 배터리 팩을 이륙 온도 설정점으로 냉각 또는 가온하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다.
블록 S150은 외부 냉각 시스템 동작을 제어하는 것을 포함할 수 있으며, 이는 BMS(예를 들어, 내부 BMS)에서, 배터리 전자 장치에서, 비히클 제어기에서, 충전 스테이션에서, 비히클에서 외부에서, 비히클 내부에서, 및/또는 임의의 다른 적절한 종점에서 제어될 수 있다. 블록 S150은 순환 서브시스템을 제어하는 것(예를 들어, 작동 유체를 순환시키는 것)을 포함할 수 있고, 이는 선택적으로 (예를 들어, 내부 및/또는 외부) 펌프를 통한 유량을 조절하는 것을 포함할 수 있다. 블록 S150은 작동 유체를 능동적으로 순환시키는 것을 포함할 수 있고, 선택적으로 제2 작동 유체(예를 들어, 냉매)를 (능동적으로) 순환시키는 것을 포함할 수 있다. 블록 S150은 외부 냉동 시스템(예를 들어, 압축기, TXV, 증발기, 및 응축기를 포함함, 예가 도 12에 도시됨)과 같이 작동 유체로부터 열을 능동적으로 제거하는 것을 포함할 수 있다. 특정 예에서, S150은 배터리 컨디셔닝 동안 작동 유체의 유량이 여정(예를 들어, 이륙, 착륙, 전진 비행 등) 동안의 유량(예를 들어, 연속, 정상 상태 펌프 동작 등)과 실질적으로 동일하도록 제어한다.
특정 예에서, 배터리 팩 온도는 화물(예를 들어, 승객) 로딩/언로딩 및/또는 배터리 충전 동안 감소될 수 있다. 언로딩, 로딩, 배터리 충전 및/또는 컨디셔닝을 위한 회전 시간은 3분 미만, 5분, 7분, 10분, 12분, 15분, 20분, 35분, 30분, 45분, 1시간, 1시간 초과, 앞서 설명한 값을 경계로 하는 임의의 범위, 및/또는 임의의 다른 적절한 회전 시간일 수 있다. 비히클 회전 시간 동안의 온도 감소는 <5℃, 5℃, 10℃, 15℃, 25℃, 30℃, 35℃, >35℃, 앞서 설명한 값을 경계로 하는 임의의 범위 및/또는 임의의 다른 적절한 온도 변화일 수 있다. 제1 예에서, 배터리 팩 온도는 (도 8a 및 도 8b의 예에 도시된 바와 같이) 동시 충전 및 컨디셔닝 동안 (예를 들어, 지속적으로, 단조적으로 등) 감소한다. 제2 예에서, 온도는 동시 충전 및 컨디셔닝 동안 증가 및/또는 동일하게 유지되고, 후속적으로 감소한다. 제3 예에서, 배터리 온도는 컨디셔닝 동안 온도 설정점 아래로 감소하고, 그 후, 후속하여, 후속 충전 및 컨디셔닝 동안 온도 설정점 이하로 유지된다.
제1 예에서, 배터리 충전은, 블록 S150과 동시에 또는 달리, 배터리 팩을 (예를 들어, 전기 커넥터를 통해) 충전기에 전기적으로 연결하는 것, 여정 프로파일에 대한 예상 전력 소비 및 배터리 전력 용량을 기초로 SoC 임계값을 결정하는 것, 충전 조건(예를 들어, SoC 임계값 이상의 SoC)의 만족을 결정하는 것, 충전 조건의 만족에 응답하여 배터리 팩의 충전을 중단하는 것 및/또는 충전기에서 배터리 팩을 전기적으로 분리하는 것을 포함할 수 있다.
블록 S150은 외부 냉각 시스템으로부터 순환 서브시스템을 분리하는 것을 선택적으로 포함할 수 있으며, 이는 수조작으로(예를 들어, 사용자에 의해) 및/또는 로크아웃 메커니즘을 통해 자동으로 발생할 수 있다(예가 도 15에 도시됨). 유체 로크아웃 메커니즘을 포함하는 시스템의 변형에서, 블록 S150은 유체 순환의 조건(예를 들어, 분리 조건)의 만족을 결정하고(예를 들어, BMS, 비히클 제어기, 충전기 또는 다른 종점에 의해), 이에 응답하여, (예를 들어, 유체 로크아웃 메커니즘에서) 내부 냉각 시스템으로부터 외부 냉각 시스템 분리하는 것을 포함할 수 있다. 조건은 배터리 컨디셔닝의 완료, (예를 들어, BMS에 의해 명령된 유량과 측정된 유량 사이의) 유량 불일치, (예를 들어, 예상 및 측정 유동 온도 사이의) 유동 온도 불일치, 및/또는 유체 순환의 임의의 다른 적절한 조건일 수 있다.
블록 S200은 배터리 팩의 순간 온도를 결정하는 것을 포함한다. 블록 S200은 (예를 들어, 블록 S100의 하나 이상의 변형에 따라 결정된 설정점 온도를 향해, 열 이벤트 등의 위험 또는 발생을 피하기 위해 하향하여) 배터리 팩의 온도를 조절하는 데 사용하기 위한 배터리 팩의 온도를 결정하도록 기능한다. 블록 S200은 (예를 들어, 온도 센서로) 배터리 팩의 순간 온도를 직접 측정하는 것, (예를 들어, 온도 센서가 아닌 다른 센서의 출력에 기초하여, 배터리 팩의 열 모델에 따라, 등) 배터리 팩의 온도를 추론하거나 추정하는 것, (예를 들어, 배터리 팩의 출력 전력에 기초하여) 배터리 팩의 온도를 계산하는 것 및/또는 달리 적절하게 온도를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 결정된 온도는 배터리 팩 내 물리적 지점(예를 들어, 임의의 지점, 센서 입력에 결합된 지점 등)의 온도, (예를 들어, 셀별 해상도의, 셀별보다 더 미세하거나 더 조대한 해상도의, 등) 배터리 팩 내의 온도 분포(예를 들어, 3차원 분포), 배터리 팩 내의 지점의 온도 변화율, 배터리 팩 내의 온도 변화율의 분포 및/또는 온도의 임의의 다른 적절한 정량화 또는 유도량일 수 있다.
블록 S200은 (예를 들어, 블록 S150의 하나 이상의 변형에 따라) 배터리 컨디셔닝 동안 수행될 수 있고; 예를 들어, 배터리 팩의 순간 온도를 측정하여 배터리 팩이 결정된 온도 설정점에 도달했는지 여부를 결정할 수 있다. 블록 S200은 비히클 동작(예를 들어, 비행, 운전, 수상 운행 등) 중에도 수행될 수 있고; 예를 들어, 블록 S200은 사용 중에 배터리 팩의 열 상태를 결정하기 위해 온도 및/또는 온도 관련 데이터를 모니터링하는 것을 포함할 수 있다.
블록 S200은 열 이벤트를 검출하는 것을 포함할 수 있다. 열 이벤트를 검출하는 것은 온도 또는 온도 변화율 측정에 기초하여 온도 및/또는 온도 상승율이 임계값을 초과했는지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 블록 S200은 온도 또는 다른 화재 검출 조치(예를 들어, 연기 검출기, 파이어 로프, 등)의 직접 측정에 추가로 또는 대안적으로 열 이벤트(예를 들어, 전류 스파이크 또는 드롭아웃, 전력 동요 등)를 나타내는 신호에 기초하여 열 이벤트를 추론하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록 S200은 복수의 인접한 셀에서 측정된 온도 상승율에 기초하여 배터리 팩의 다수의 셀 사이의 열 이상의 전파를 검출하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 블록 S200은 내부 단락으로 인한 출력 전류 드롭아웃에 기초하여 배터리 팩에서 열 이벤트를 검출하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 블록 S200은 달리 열 이벤트를 적절하게 검출하는 것을 포함할 수 있다.
블록 S200은 열 이벤트를 예측하는 것을 포함할 수 있다. 배터리 팩의 열 모델을 기초로 열 이벤트를 예측할 수 있으며, 블록 S200은 비히클 동작 데이터(예를 들어, 비행 데이터, 여정 데이터 등)에 기초하여 (예를 들어, 임계값을 초과하는 정량화 가능한 확률과 관련하여) 열 이벤트가 발생할 가능성이 있다고 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록 S200은 비상 착륙이 발생했음을 나타내는 비행 데이터(예를 들어, 충격 센서 판독, 비행 컴퓨터의 메시지 등)를 기초로 열 폭주 가능성이 있음을 예측하는 것을 포함할 수 있다.
블록 S200은 선택적으로 사용자, 조종사, 원격 서버, 제3자에게 열 이벤트 및/또는 현재 온도를 통지하는 것을 포함할 수 있다. 통지는 여정 전, 컨디셔닝 동안, 배터리 충전 동안, 여정 동안(예를 들어, 주기적으로, 지속적으로 등), 열 이벤트 검출에 응답하여, 및/또는 임의의 다른 적절한 타이밍일 수 있는 임의의 적절한 타이밍으로 발생할 수 있다. 예가 도 16에 도시되어 있다.
블록 S200은 온도에 기초하여 비히클을 제어하는 것을 선택적으로 포함할 수 있고, 이는 온도가 임계값을 초과하는 것에 응답하여 온도가 미리 결정된 온도 범위 내에 있는 경우(예를 들어, 절대 배터리 최대값 미만, 예상 온도 프로파일의 임계값 편차 이내, 현재 열 이벤트 없음 등), 여정 계획 실행을 계속하는 것, 배터리 팩으로부터 인출되는 전력을 감소/차단하는 것, 비상 착륙을 실행하는 것, 여정 동안의 여정 계획을 동적으로 조절하는 것 및/또는 달리 비히클을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
블록 S200은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 열 이벤트를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
블록 S250은 배터리 팩의 온도를 기초로 배터리 팩 내부의 열을 재분배하는 것을 포함한다. 블록(S250)은 배터리 팩 전체의 열 질량을 이용하여 배터리 팩의 일부에서 열 이벤트로 인한 과잉 열을 흡수하는 기능을 한다. 블록 S250은 또한 배터리 팩 내에서 온도 균일성을 달성하는 기능을 할 수 있다. 블록 S250은 또한 열 이벤트의 발생(예를 들어, 열 폭주를 방지하기 위해 오동작하는 셀에서 열을 멀리 운송) 및/또는 열 이벤트의 악화(예를 들어, 전파를 방지하기 위해 열 폭주를 경험하는 셀에서 열을 멀리 운송)를 방지하는 기능을 할 수 있다. S250은 내부 펌프, 외부 펌프 및/또는 임의의 다른 적절한 펌프로 수행할 수 있다.
블록 S250은 내부 순환 서브시스템의 폐쇄된 내부 부분을 통해 작동 유체를 순환시키도록 동작가능한 내부 펌프의 유량을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 블록 S250은 수신된 데이터(예를 들어, 열 이벤트 데이터, 비행 데이터, 여정 데이터 등)에 기초하여 유량을 결정하고 결정된 유량을 구현하기 위해 (예를 들어, 펌프 제어기를 통해) 내부 펌프를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
블록 S250은 바람직하게는 기반시설 설비에서 떨어진(예를 들어, 분리된) 비히클 동작 동안 수행되며, 따라서 바람직하게는 (예를 들어, 배터리 팩 전체를 냉각하는 것, 배터리 팩 전체를 가온하는 것을 위한) 배터리 팩의 능동 컨디셔닝을 포함하지 않지만, 오히려 바람직하게는 배터리 팩의 열 질량에 걸쳐 배터리 팩의 열을 재분배하는 것(예를 들어, 공칭 온도 이하인 하나의 셀로부터 다른 셀 또는 셀들로 과잉 열을 운송하는 것)을 포함한다. 그러나, 블록 S250은 기반시설 설비와 통합된 것과 같은 전용의 고처리량 열 교환기를 사용하지 않고, 내부 시스템과 환경 사이에서 (예를 들어, 내부 순환 서브시스템의 라디에이터 섹션을 통해) 열 교환을 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
블록 S250은 비히클의 페일세이프 및/또는 장애 내성 동작을 위한 메커니즘으로서 검출된 열 이벤트 또는 기타 시스템 장애에 대한 응답으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 블록 S250은 검출된 열 이벤트에 응답하여 최대 유량에서 내부 펌프를 동작하는 것을 포함할 수 있다.
블록 S250는 상황 데이터를 기초로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상황 데이터는 비상 착륙을 실행하기 전에 필요한 고도 및 추정된 시간 기간 및 전력 프로파일과 같은 비행 정보를 포함할 수 있고, 블록 S250은 (내부 펌프에 급전하기 위한) 배터리 팩의 잔여 에너지 및 상황 데이터에 기초하여 최대 허용 유량을 결정하고, 결정된 최대 허용 유량에서 내부 펌프를 동작시키는 것을 포함할 수 있다. 관련 예에서, 블록 S250은 추진 시스템에 급전하는 데 내부 에너지가 더 잘 이용될 수 있는 경우(예를 들어, 항공기가 배터리 팩에 손상을 입고 있음에도 안전하게 착륙하는 것이 가능한 경우), 열 이벤트의 발생에도 불구하고 내부 펌프의 활성화를 방지하는 것을 포함할 수 있다.
블록 S250은 예측된 열 이벤트를 기초로 수행될 수 있다. 예를 들어, 블록 S250은 (예를 들어, 경착륙 검출, 충격 센서의 출력, 비히클 운전자에 의한 비상 스위치 활성화, 등에 기초한) 열 폭주가 가능성이 있다는 예측에 응답하여, 최대 유량에서 내부 펌프를 선제적으로 동작시키는 것을 포함할 수 있다.
블록 S250은 순환 서브시스템에서 누설을 검출하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다. 블록 S250은 누설 검출에 응답하여 펌프를 자동으로 중지하여 유체 손실의 양 및/또는 전기적 단락 가능성을 최소화하거나, 통지(예를 들어, 항공기 내의 사용자, 조종사, 중앙 관리 시스템 등)를 전송하거나 또는 달리 누설로 인한 장애를 완화시킬 수 있다. 누설 검출은 저항성, 용량성 및/또는 광학 센서 및/또는 임의의 다른 적절한 센서 세트를 사용할 수 있다. 누설은 (예를 들어, 센서 측정의 시계열에 기초한) 미리 결정된 손실 임계값(예를 들어, 0.5L, 1L 등)을 초과하는 유체 인벨로프로부터의 작동 유체 체적의 손실, 작동 유체 저항의 변화(예를 들어, 증가, 감소), (예를 들어, 작동 유체를 통해 전류를 흘리는 것에 의한) 개회로 검출로서 검출될 수 있고 및/또는 달리 결정될 수 있다.
제1 변형에서, 블록 S250은 여정 중에 배터리 팩과 순환 서브시스템에 의해 협력적으로 정의된 열 시스템으로부터 상당한 양의 열을 제거하지 않는다. 제1 예에서, 발생된 열(또는 총 열)의 50%, 25%, 10%, 5%, 3%, 1% 미만이 여정 동안 방출된다.
제2 변형에서, 블록 S250은 여정 중에 배터리 팩 및/또는 비히클 시스템에서 상당한 양의 열을 제거하지 않는다. 제1 예에서, 생성된 열 또는 총 열의 10%, 5%, 1% 미만이 여정 중에 제거된다. 제2 예에서, 배터리 팩의 온도(예를 들어, 순 온도, 가장 높은 개별 셀 온도 등)는 여정 동안 단조적으로(예를 들어, 온도 변화율이 균일하거나 불균일할 수 있지만 엄격하게는 0을 초과함; 지속적으로; 등) 증가한다. 제3 예에서, 배터리 팩 및 작동 유체의 열 시스템 내에 함유된 열 에너지는 여정 동안 지속적으로 증가한다(예를 들어, 온도 변화율은 균일하거나 불균일할 수 있지만 엄격하게는 0을 초과함).
제3 변형에서, 블록 S250은 여정 중에 배터리 팩 및/또는 비히클 시스템에서 열을 제거한다.
제4 변형에서, 블록 S250은 여정 중에 열을 지속적으로 재분배한다. 특정 예에서, 작동 유체는 펌프, 내부 열 교환기, 및/또는 유체 매니폴드(또는 인벨로프)의 최대 유량(예를 들어, 절대 최대값, 최대 연속 유량)으로 순환된다. 제2 특정 예에서, 여정 동안 순환의 유량은 배터리 컨디셔닝 동안 실질적으로 동일한 순환이고, 예컨대, 50% 이내, 25% 이내, 10% 이내, 5% 이내, 3% 이내, 1% 이내, 정확히 동일하고 및/또는 달리 동등하다.
제1 특정 예에서, 능동 가열 및/또는 냉각은 작동 유체와 배터리 팩 사이의 (예를 들어, 5℃, 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 50℃ 등을 초과하는) 정상 상태 온도 차이를 생성하기 위해 작동 유체에 기계적 일을 적용하는 것을 포함한다. 제2 특정 예에서, 여정 중에는 배터리 팩의 능동적인 열 제거 및/또는 능동적인 냉각이 없으며, 여정 후에 배터리의 능동적 열 제거 및/또는 능동적 냉각이 이루어진다. 제3 특정 예에서, 배터리 팩 및 순환 서브시스템(예를 들어, 항공기 내부의 유체 매니폴드 및 작동 유체의 체적 포함)의 집합적 열 시스템에 대한 능동적 냉각은 존재하지 않는다. 제3 특정 예에서, 환경과 배터리 팩과 순환 서브시스템을 포함하는 집합적 열 시스템 사이에 강제 대류가 없다(예를 들어, 복사, 자연 대류 및 전도로 제한된 열 교환).
간결함을 위해 생략되었지만, 바람직한 실시예는 다양한 시스템 구성요소 및/또는 방법 블록의 모든 조합 및 순열을 포함하고, 방법 블록들은 임의의 적절한 순열 또는 조합으로 조합될 수 있고/있거나 바람직한 실시예의 변형으로부터 전체 또는 부분적으로 생략될 수 있다.
본 기술 분야의 숙련자는 이전의 상세한 설명과 도면 및 청구범위로부터 인식할 수 있는 바와 같이, 다음 청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (31)

  1. 전기 항공기용 시스템이며,
    · 전기 항공기 내부의 배터리 팩; 및
    · 전기 항공기 내부의 순환 루프를 포함하고, 순환 루프는
    · 배터리 팩에 열적으로 결합된 내부 히트 싱크;
    · 내부 순환 시스템으로서,
    · 내부 히트 싱크에 유체 연결된 분산 매니폴드;
    · 작동 유체; 및
    · 분산 매니폴드에 연결되고 항공기 비행 중에 내부 히트 싱크를 통해 작동 유체를 지속적으로 순환시키도록 구성된 펌프를 포함하고;
    내부 순환 시스템은 내부 압축기를 포함하지 않는, 내부 순환 시스템; 및
    · 분산 매니폴드를 외부 냉각 시스템에 선택적으로 연결하도록 구성된 커플링으로서, 외부 냉각 시스템은 작동 유체로부터 외부 압축기를 포함하는 주위 온도 이하 냉각 루프로 열을 전달하도록 구성되는, 커플링을 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 작동 유체는 배터리 팩을 충전하는 동안 외부 냉각 시스템을 통해 순환되는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 작동 유체는 비행 동안 제1 속도로 순환되고, 작동 유체는 배터리 팩을 충전하는 동안 제1 속도와 실질적으로 동일한 제2 속도로 순환되는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 작동 유체는 비행 동안 펌프의 최대 연속 유량으로 순환되는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 외부 냉각 시스템은 배터리 충전 동안 배터리 팩을 이륙 온도 이하로 냉각시키는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 배터리 팩의 온도는 항공기 비행 동안 단조적으로 증가하는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 제2 히트 싱크를 더 포함하고, 제2 히트 싱크는,
    · 분산 매니폴드에 의해 내부 히트 싱크에 유체 연결된 저장소; 및
    · 저장소에 함유된 작동 유체의 체적을 포함하는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 내부 히트 싱크는 냉각 판을 포함하는, 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 배터리 팩은 제1 셀 및 제2 셀을 포함하고, 내부 히트 싱크는 제1 셀과 제2 셀을 열적으로 연결하고 제1 셀로부터 제2 셀로 열을 전달하도록 구성되는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 제1 셀과 제2 셀은 인접하고 서로 단열되어 있는, 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    · 제2 배터리 팩; 및
    · 제2 배터리 팩에 열적으로 결합되고 내부 순환 시스템에 유체 연결된 제2 히트 싱크를 더 포함하고;
    펌프는 제1 및 제2 배터리 팩에 의해 중복식으로 급전되는, 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 펌프는 제1 및 제2 배터리 팩 사이에 배열되는, 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    · 배터리 충전 모드 및 항공기 비행 동안 작동 유체의 유량을 명령하도록 구성된 내부 배터리 관리 시스템(BMS); 및
    · 배터리 충전 모드 동안 내부 순환 시스템과 외부 냉각 시스템을 선택적으로 분리하는 유체 로크아웃 메커니즘을 더 포함하는, 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 내부 히트 싱크는 3mm 미만의 두께를 포함하는 시스템.
  15. 전기 항공기 동작 방법이며,
    · 비행 거리를 포함하는 비행 계획을 사용자로부터 수신하는 단계;
    · 비행 거리 및 배터리 팩의 열 질량에 기초하여 배터리 팩에 대한 이륙 온도 임계값을 결정하는 단계;
    · 배터리 팩을 통해 작동 유체를 순환시킴으로써 배터리 팩을 이륙 온도 임계값 이하로 냉각시키는 단계; 및
    · 배터리 팩을 이륙 온도 임계값 이하로 냉각한 후 비행 계획에 따라 항공기를 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 배터리 팩을 냉각하는 단계는 전기 항공기를 전기 항공기 외부의 냉각 시스템에 유체 연결하고 냉각 시스템으로 작동 유체를 냉각하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서, 배터리 팩의 냉각과 동시에 배터리 팩을 충전하는 단계를 더 포함하고, 배터리 팩을 냉각시키는 단계는 배터리 팩 온도를 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제15항에 있어서, 비행 계획에 따라 항공기를 제어하는 동안 내부 펌프로 배터리 팩을 통해 작동 유체를 순환시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제15항에 있어서, 이륙 온도 임계값을 결정하는 단계는
    · 비행 거리를 기초로 비행 계획에 대한 예상 전력 소비를 결정하는 단계;
    · 예상 전력 소비 및 배터리 열 모델에 기초하여 배터리 팩에 대한 예상 열 변화를 계산하는 단계; 및
    · 예상 열 변화와 배터리 열 제한 세트를 기초로 이륙 온도 임계값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제15항에 있어서, 이륙 온도 임계값은 배터리 팩의 충전 상태에 기초하여 결정되는, 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법을 구현하도록 구성된 시스템이며, 시스템은 배터리 팩에 연결된 순환 시스템을 포함하는, 시스템.
  22. 전기 항공기용 시스템이며,
    · 외부 압축기 및 작동 유체를 포함하는 외부 냉각 루프; 및
    · 외부 냉각 루프를 내부 순환 루프에 선택적으로 결합하도록 구성된 밸브를 포함하고, 내부 순환 루프는 전기 항공기의 배터리 팩에 열적으로 연결되고,
    · 배터리 팩에 열적으로 결합된 내부 히트 싱크; 및
    · 내부 히트 싱크 및 보조 작동 유체에 연결된 분산 매니폴드를 포함하는 내부 순환 시스템을 포함하고,
    내부 순환 루프는 내부 압축기를 포함하지 않는, 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 제2항 내지 제15항 중 어느 한 항을 더 포함하는 시스템.
  24. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 시스템을 사용하는, 방법.
  25. 전기 항공기이며,
    · 복수의 셀을 포함하는 배터리 팩; 및
    · 압축기가 없는 내부 냉각 시스템으로서, 복수의 셀 사이에 열을 분산하도록 구성된 내부 냉각 시스템을 포함하는, 전기 항공기.
  26. 제25항에 있어서, 제2항 내지 제14항 중 어느 한 항을 더 포함하는, 시스템.
  27. 배터리 팩을 포함하는 전기 항공기를 열적으로 관리하는 방법이며,
    · 배터리 생성 열의 임계량 미만이 비행 동안 전기 항공기 외부에서 제거된다고 가정하여 배터리 팩의 이륙 온도를 결정하는 단계;
    · 배터리 팩을 이륙 온도 이하로 냉각하는 단계; 및
    · 배터리 팩의 온도가 이륙 온도에 도달하거나 아래로 떨어지는 것에 응답하여 항공기 비행을 허용하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서, 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항을 더 포함하는, 방법.
  29. 제27항에 있어서, 이륙 온도는 추가로 비행 거리 및 배터리 팩의 열 질량을 포함하는 비행 계획에 기초하여 결정되는, 방법.
  30. 배터리 팩을 포함하는 전기 항공기를 열적으로 관리하는 방법이며,
    · 전기 항공기를 동작시키는 단계; 및
    · 전기 항공기 동작 중에 항공기에서 배터리 팩에 의해 생성된 열의 임계량 미만을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  31. 제27항 및 제30항에 있어서, 임계량이 50% 이하인, 방법.
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Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11065979B1 (en) 2017-04-05 2021-07-20 H55 Sa Aircraft monitoring system and method for electric or hybrid aircrafts
US11063323B2 (en) 2019-01-23 2021-07-13 H55 Sa Battery module for electrically-driven aircraft
US11148819B2 (en) 2019-01-23 2021-10-19 H55 Sa Battery module for electrically-driven aircraft
US10479223B2 (en) 2018-01-25 2019-11-19 H55 Sa Construction and operation of electric or hybrid aircraft
DE102017108404B4 (de) * 2017-04-20 2020-06-18 Webasto SE Elektrische Heizeinrichtung
JP6731604B2 (ja) * 2018-03-31 2020-07-29 中松　義郎 高速ドローン等航空機
US11295622B2 (en) 2018-04-24 2022-04-05 Joby Aero, Inc. Determining VTOL departure time in an aviation transport network for efficient resource management
US11238745B2 (en) 2018-05-07 2022-02-01 Joby Aero, Inc. Dynamic aircraft routing
WO2020009871A1 (en) 2018-07-02 2020-01-09 Joby Aero, Inc. System and method for airspeed determination
WO2020061085A1 (en) 2018-09-17 2020-03-26 Joby Aero, Inc. Aircraft control system
WO2020180373A2 (en) 2018-12-07 2020-09-10 Joby Aero, Inc. Aircraft control system and method
DE102019203731A1 (de) * 2019-03-19 2020-10-08 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuereinrichtung zur elektrischen Leistungsflusssteuerung
CN114041229B (zh) 2019-04-23 2023-06-16 杰欧比飞行有限公司 电池热管理系统及方法
US11230384B2 (en) * 2019-04-23 2022-01-25 Joby Aero, Inc. Vehicle cabin thermal management system and method
CN114072983A (zh) * 2019-05-16 2022-02-18 特洛斯公司 用于双均衡电池和电池组性能管理的方法和系统
US11247583B2 (en) 2019-08-15 2022-02-15 Ford Global Technologies, Llc Battery thermal management systems for providing improved battery cooling as a function of vehicle speed
US10723235B1 (en) * 2019-08-30 2020-07-28 Kitty Hawk Corporation Flexible battery system for a vehicle
GB2586839A (en) * 2019-09-05 2021-03-10 Bae Systems Plc Thermal management apparatus
FI130759B1 (en) * 2019-09-17 2024-02-28 Ronald Lindberg HYBRID UNMANNED AIR VEHICLE
US11211643B2 (en) * 2019-11-25 2021-12-28 Panasonic Avionics Corporation Methods and systems for dynamically controlling discharge ratio of a plurality of batteries packs
US11654794B1 (en) * 2019-11-25 2023-05-23 Zipline International Inc. System and method for preconditioning batteries of unmanned aerial vehicles
US11613368B2 (en) * 2020-01-28 2023-03-28 Rolls-Royce Corporation Aircraft with electrical energy storage in nacelles
US11485511B2 (en) * 2020-02-12 2022-11-01 Hamilton Sundstrand Corporation Aircraft feeder cable system with thermoelectric cooler
US12012229B2 (en) 2020-03-06 2024-06-18 Joby Aero, Inc. System and method for robotic charging aircraft
US11799151B1 (en) * 2020-08-20 2023-10-24 Moog Inc. Vehicle battery cell cooling assembly
US11750021B2 (en) * 2020-11-13 2023-09-05 Raytheon Company Modular electrical power subsystem architecture
DE102020216090A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-23 MTU Aero Engines AG Kühlsystem für ein Fluggerät, Fluggerät mit einem Kühlsystem und Verfahren zum Kühlen eines elektrischen Antriebssystems eines Fluggeräts
WO2022133486A1 (en) 2020-12-18 2022-06-23 Joby Aero, Inc. Electric motor comprising a liquid cooling of wound stator
KR20220095354A (ko) * 2020-12-29 2022-07-07 현대자동차주식회사 항공모빌리티의 전력 관리 시스템 및 그 운영방법
US11628745B2 (en) * 2021-02-05 2023-04-18 Beta Air, Llc Apparatus for a ground-based battery management for an electric aircraft
JP7434197B2 (ja) * 2021-02-08 2024-02-20 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 組電池
US11560235B2 (en) * 2021-02-09 2023-01-24 Joby Aero, Inc. Aircraft propulsion unit
DE102021103483A1 (de) * 2021-02-15 2022-08-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Klimasystem für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug mit einem Kühlkörper und einer Heizeinrichtung, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Klimasystems
US20220281613A1 (en) * 2021-03-04 2022-09-08 Bell Textron Inc. Aircraft thermal management system
DE102021105375A1 (de) 2021-03-05 2022-09-08 Volocopter Gmbh Batteriekühlvorrichtung und Verfahren zur Kühlung einer Batteriezelle eines elektrisch angetriebenen Fluggerätes
US20220285753A1 (en) * 2021-03-05 2022-09-08 Bell Textron Inc. Aircraft battery pack and associated cooling system
GB202103279D0 (en) 2021-03-10 2021-04-21 Rolls Royce Plc Computer-Implemented Methods for Controlling the Operation of Electric and Hybrid Electric Aircraft
GB202103278D0 (en) 2021-03-10 2021-04-21 Rolls Royce Plc Computer-Implemented Methods for Controlling the Operation of Electric and Hybrid Electric Aircraft
DE102021110774A1 (de) 2021-04-27 2022-10-27 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Elektrisches Antriebssystem
US11340308B1 (en) 2021-04-27 2022-05-24 Beta Air, Llc System and method for state determination of a battery module configured for used in an electric vehicle
DE102021204292A1 (de) * 2021-04-29 2022-11-03 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Ständer für eine elektrische Maschine
US20220359925A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 Apple Inc. System and method for cooling battery cells
US20220363404A1 (en) * 2021-05-14 2022-11-17 Beta Air, Llc Systems and methods for monitoring health of an electric vertical take-off and landing vehicle
CN113285140A (zh) * 2021-05-14 2021-08-20 中航锂电（洛阳）有限公司 电源系统、电源系统的控制方法及控制装置
US11597528B2 (en) 2021-06-16 2023-03-07 Joby Aero, Inc. Aircraft energy storage mounting system
US20230058524A1 (en) * 2021-08-17 2023-02-23 Bell Textron Inc. Estimating available power for an aircraft battery
US11385694B1 (en) * 2021-08-17 2022-07-12 Beta Air, Llc Systems and methods for determining remaining useful energy in an electric aircraft
US11745612B1 (en) * 2021-08-18 2023-09-05 Zoox, Inc. Thermal management for vehicle charging systems
FR3126500B1 (fr) * 2021-08-27 2023-07-21 Psa Automobiles Sa Procédé de détection de l’emballement thermique d’une batterie éléctrique
EP4141609A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-01 Eaton Intelligent Power Limited Proactive thermal management system
US11961984B2 (en) * 2021-09-22 2024-04-16 Caterpillar Paving Products Inc. Subsystem thermal transfer for working machine
CN113978311B (zh) * 2021-10-15 2024-05-17 潍柴动力股份有限公司 一种电池温度修正方法、装置及电子设备
WO2023066528A1 (en) * 2021-10-22 2023-04-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Managing heat transfer to a battery
US11443569B1 (en) * 2021-10-30 2022-09-13 Beta Air, Llc Systems and methods for battery management for a vehicle
US11562653B1 (en) 2021-11-17 2023-01-24 Beta Air, Llc Systems and methods for in-flight re-routing of an electric aircraft
US11476676B1 (en) * 2021-11-17 2022-10-18 Beta Air, Llc Systems and methods for battery management for electric aircraft batteries
JP7505477B2 (ja) 2021-11-30 2024-06-25 株式会社デンソー 電動飛行体の制御装置及び制御プログラム
US12024308B2 (en) 2021-12-16 2024-07-02 Rolls-Royce Corporation Propeller driven backup cooling pump system for electric motor converter
US11817567B2 (en) 2021-12-28 2023-11-14 Beta Air, Llc System for battery temperature management in an electric aircraft
US11694560B1 (en) * 2021-12-28 2023-07-04 Beta Air, Llc Computing device and method for predicting battery temperature in an electric aircraft
US20230216109A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-06 Polestar Performance Ab Thermal reservoir for electric vehicle
US11572183B1 (en) 2022-01-13 2023-02-07 Beta Air, Llc Apparatuses and methods for preconditioning a power source of an electric aircraft
US11766920B2 (en) 2022-02-10 2023-09-26 Rancho Del I.P. Selective efficiency traction inverters and chargers as heat sources for thermal conditioning of electric vehicles
US11597295B1 (en) 2022-03-25 2023-03-07 Beta Air, Llc System for monitoring a battery system in-flight and a method for its use
DE102022110556A1 (de) 2022-04-29 2023-11-02 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Antriebssystem für ein Luftfahrzeug
US20230415913A1 (en) * 2022-06-28 2023-12-28 Beta Air, Llc Preflight temperature management of an electric aircraft energy source
CN115009524B (zh) * 2022-07-17 2023-11-17 西北工业大学 一种基于正常运行状态下的太阳能飞机热控系统及方法
AT526382A1 (de) * 2022-08-09 2024-02-15 Avl List Gmbh Nutzfahrzeug mit Brennstoffzellen-Kühlsystem
US20240063444A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-22 Beta Air, Llc Apparatus and method for battery management for a battery pack with multiple operational modes
DE102022123453A1 (de) * 2022-09-14 2024-03-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher mit mehreren Speichersträngen und Trenneinrichtungen zwischen den Speichersträngen
WO2024107698A1 (en) * 2022-11-14 2024-05-23 Archer Aviation Inc. Heat exchanger assemblies and cooling systems for evtol aircraft
US20240162520A1 (en) * 2022-11-14 2024-05-16 Archer Aviation, Inc. Heat exchanger assemblies and cooling systems for evtol aircraft
CN115621578B (zh) * 2022-11-15 2023-03-31 深圳海润新能源科技有限公司 一种电池簇的联动控制系统及方法
KR102552683B1 (ko) * 2023-01-05 2023-07-06 국방과학연구소 적외선 영상에 관한 블러 커널 생성 방법 및 장치
US11993397B1 (en) 2023-03-10 2024-05-28 Beta Air, Llc System and a method for preconditioning a power source of an electric aircraft
US11973288B1 (en) 2023-03-15 2024-04-30 Beta Air, Llc Apparatus for a locking thermal conditioning hose for an electric aircraft and method of use
CN116526016A (zh) * 2023-07-04 2023-08-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 冷却系统及其储能电站和冷却控制方法
CN117254152B (zh) * 2023-08-15 2024-05-14 江苏果下科技有限公司 一种控温型新能源电池箱
CN117554825B (zh) * 2024-01-11 2024-03-19 深圳市北测检测技术有限公司 电动汽车的充电安全性能检测方法及系统
CN117622492B (zh) * 2024-01-25 2024-05-17 四川沃飞长空科技发展有限公司 飞行器舱内温度调节系统及控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130164578A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Edward Thomas Sweet Battery module
US10177424B1 (en) * 2017-08-11 2019-01-08 Kitty Hawk Corporation Aircraft hybrid cooling system

Family Cites Families (324)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1386713A (en) 1916-11-27 1921-08-09 Curtis H Leinweber Airship
US1496723A (en) 1923-01-10 1924-06-03 Miller Albert Emergency propeller
US1794202A (en) 1930-03-01 1931-02-24 Nathan C Pickard Airship
US2868476A (en) 1956-06-25 1959-01-13 Ernest W Schlieben Convertiplane with tiltable cylindrical wing
US3002712A (en) 1957-02-01 1961-10-03 Beckwith Sterling Polycopter
US2969935A (en) 1957-09-09 1961-01-31 Carl C Price Convertible aircraft
US3035789A (en) 1957-11-27 1962-05-22 Arthur M Young Convertiplane
US3059876A (en) 1958-07-03 1962-10-23 Haviland H Platt Vertical take-off airplane
US3081964A (en) 1958-12-08 1963-03-19 Boeing Co Airplanes for vertical and/or short take-off and landing
US2981339A (en) 1960-05-12 1961-04-25 Allan G Kaplan Retractable propeller
US3082977A (en) 1960-07-06 1963-03-26 Arlin Max Melvin Plural rotor sustained aircraft
US3181810A (en) 1961-02-27 1965-05-04 Curtiss Wright Corp Attitude control system for vtol aircraft
US3089666A (en) 1961-04-13 1963-05-14 Boeing Co Airplane having changeable thrust direction
US3159361A (en) 1962-02-14 1964-12-01 Carl W Weiland Aircraft
US3141633A (en) 1962-11-05 1964-07-21 North American Aviation Inc Tilt-wing aircraft
US3136499A (en) 1962-11-15 1964-06-09 North American Aviation Inc Aircraft power transmission system
US3231221A (en) 1964-03-10 1966-01-25 Haviland H Platt Vertical take-off airplanes
US3350035A (en) 1964-08-19 1967-10-31 Ernest W Schlieben Vtol with cylindrical wing
US3259343A (en) 1964-09-23 1966-07-05 Clarence L Roppel Control apparatus for vertical take-off aircraft
US3360217A (en) 1965-05-26 1967-12-26 John C Trotter Duct rotation system for vtol aircraft
US4925131A (en) 1966-05-18 1990-05-15 Karl Eickmann Aircraft with a plurality of propellers, a pipe structure for thereon holdable wings, for vertical take off and landing
US4982914A (en) 1966-05-18 1991-01-08 Karl Eickmann Aircraft with a plurality of propellers, a pipe structure for thereon holdable wings, for vertical take off and landing
US3404852A (en) 1966-08-24 1968-10-08 Bell Aerospace Corp Trailing rotor convertiplane
GB1271102A (en) 1969-01-07 1972-04-19 Westland Aircraft Ltd An aircraft with a wing pivotable about a spanwise axis
US3618875A (en) 1969-02-24 1971-11-09 Gen Electric V/stol aircraft
US3592412A (en) 1969-10-03 1971-07-13 Boeing Co Convertible aircraft
US3693910A (en) 1970-12-14 1972-09-26 Angelo J Aldi Aircraft rotor blade mechanism
US4387866A (en) 1971-01-07 1983-06-14 Karl Eickmann Fluid motor driven propeller-aircraft for vertical take off and landing with a multipurpose pipe structure
US3795372A (en) 1971-08-23 1974-03-05 L Feldman Sail rotor crane
US3856238A (en) 1972-04-14 1974-12-24 F Malvestuto Aircraft transporter
US3834654A (en) 1973-03-19 1974-09-10 Lockheed Aircraft Corp Boxplane wing and aircraft
US4053125A (en) 1973-08-30 1977-10-11 Alexander Ratony Staggered channel wing-type aircraft
US4047840A (en) 1975-05-29 1977-09-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Impact absorbing blade mounts for variable pitch blades
US4022405A (en) 1976-03-25 1977-05-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fan lift-cruise v/stol aircraft
US4146199A (en) 1977-08-01 1979-03-27 Phoenixbird, Inc. Multi-winged lifting body aircraft
DE2903389A1 (de) 1978-03-22 1979-10-04 Breinlich Richard Dr Luftfahrzeug mit von fluidmotoren getriebenen, in ihrer lage veraenderbaren propellern
US4459083A (en) 1979-03-06 1984-07-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Shapes for rotating airfoils
US4263786A (en) 1979-07-10 1981-04-28 The Boeing Company Fuel conserving air-conditioning apparatus and method for aircraft
US4342083A (en) 1980-02-05 1982-07-27 The Bendix Corporation Communication system for a multiple-computer system
US4519746A (en) 1981-07-24 1985-05-28 United Technologies Corporation Airfoil blade
US4569633A (en) 1983-04-18 1986-02-11 United Technologies Corporation Airfoil section for a rotor blade of a rotorcraft
US4667909A (en) 1985-10-10 1987-05-26 Alfred Curci Single-stick control system for helicopters
JPS63145195A (ja) 1986-12-08 1988-06-17 森　敬 太陽光収集飛行体
US4805107A (en) 1987-04-15 1989-02-14 Allied-Signal Inc. Task scheduler for a fault tolerant multiple node processing system
US4742760A (en) 1987-07-06 1988-05-10 The Boeing Company Aircraft cabin ventilation system
US4979698A (en) 1988-07-07 1990-12-25 Paul Lederman Rotor system for winged aircraft
US5001646A (en) 1988-12-19 1991-03-19 Mcdonnell Douglas Corporation Automated helicopter flight control system
US5085315A (en) 1989-05-05 1992-02-04 Sambell Kenneth W Wide-range blade pitch control for a folding rotor
US5031858A (en) 1989-11-20 1991-07-16 Bell Helicopter Textron, Inc. Apparatus and method for folding and locking rotor blades
US5082079A (en) 1990-05-04 1992-01-21 Aerovironment, Inc. Passively stable hovering system
GB9022281D0 (en) 1990-10-13 1991-02-20 Westland Helicopters Helicopter rotor blades
US5156363A (en) 1991-02-28 1992-10-20 United Technologies Corporation Helicopter collective stick of the displacement type occupying a minimum space envelope yet whose grip generates an arc of large radius
US5184304A (en) 1991-04-26 1993-02-02 Litton Systems, Inc. Fault-tolerant inertial navigation system
US5141176A (en) 1991-06-12 1992-08-25 Grumman Aerospace Corporation Tilt wing VTOL aircraft
US5381985A (en) 1992-04-23 1995-01-17 Mcdonnell Douglas Helicopter Co. Wingtip mounted, counter-rotating proprotor for tiltwing aircraft
US5715162A (en) 1992-10-13 1998-02-03 United Technologies Corporation Correlative filter for a synchrophaser
US5405105A (en) 1993-05-28 1995-04-11 Hudson Valley V/Stol Aircraft, Inc. Tilt wing VTOL aircraft
US5374010A (en) 1993-09-23 1994-12-20 E.G.R. Company Deflected slipstream vertical lift airplane structure
US5419514A (en) 1993-11-15 1995-05-30 Duncan; Terry A. VTOL aircraft control method
US5472156A (en) 1994-03-28 1995-12-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Air combat collective control head
US5842667A (en) 1994-03-31 1998-12-01 Jones; Tommy Lee Vertical takeoff and landing mass transit system and method
US5515282A (en) 1994-04-25 1996-05-07 The Boeing Company Method and apparatus for implementing a databus voter to select flight command signals from one of several redundant asynchronous digital primary flight computers
US6343127B1 (en) 1995-09-25 2002-01-29 Lord Corporation Active noise control system for closed spaces such as aircraft cabin
US5823468A (en) 1995-10-24 1998-10-20 Bothe; Hans-Jurgen Hybrid aircraft
US5839691A (en) 1996-05-22 1998-11-24 Lariviere; Jean Soulez Vertical takeoff and landing aircraft
US5868351A (en) 1996-05-23 1999-02-09 Bell Helicopter Textron Inc. Rotor blade stowing system
US5806805A (en) 1996-08-07 1998-09-15 The Boeing Company Fault tolerant actuation system for flight control actuators
US6460810B2 (en) 1996-09-06 2002-10-08 Terry Jack James Semiautonomous flight director
DE19700182A1 (de) 1997-01-04 1998-07-09 Industrieanlagen Betriebsges Luftfahrzeug mit einem im wesentlichen als aerostatischem Auftriebskörper ausgebildeten Rumpf
US6260796B1 (en) 1997-03-04 2001-07-17 Wallace Neil Klingensmith Multi-thrustered hover craft
US5899085A (en) 1997-08-01 1999-05-04 Mcdonnell Douglas Corporation Integrated air conditioning and power unit
DE19745492B4 (de) 1997-10-15 2005-06-09 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Senkrecht startendes Flugzeug
US6561455B2 (en) 1997-12-10 2003-05-13 Franco Capanna Vertical take-off and landing, aerodynamically self-sustained horizontal flight hybrid aircraft
US6098923A (en) 1998-03-13 2000-08-08 Lockheed Martin Corporation Aircraft structure to improve directional stability
JP2968511B2 (ja) 1998-03-25 1999-10-25 株式会社コミュータヘリコプタ先進技術研究所 ヘリコプタの低騒音着陸装置および低騒音着陸システム
FR2791319B1 (fr) 1999-03-25 2001-05-25 Eurocopter France Aeronef convertible a rotors basculants
US6474604B1 (en) 1999-04-12 2002-11-05 Jerry E. Carlow Mobius-like joining structure for fluid dynamic foils
US6254032B1 (en) 1999-10-26 2001-07-03 Franz Bucher Aircraft and method for operating an aircraft
DE1282555T1 (de) 2000-05-16 2003-09-18 Bell Helicopter Textron, Inc. Multimodales schwenkrotorgondel-steuerungssystem mit integriertem flugbereichsschutz
US6655631B2 (en) 2000-07-28 2003-12-02 John Frederick Austen-Brown Personal hoverplane with four tiltmotors
US6402088B1 (en) 2000-08-11 2002-06-11 Aero Copter, Inc. Passenger vehicle employing a circumferentially disposed rotatable thrust assembly
US6464166B1 (en) 2001-05-29 2002-10-15 Romeo Yankee Ltd. Ducted fan vehicles particularly useful as VTOL aircraft
AU2002309237A1 (en) 2001-06-04 2002-12-16 Romeo Yankee Ltd. Vehicles particularly useful as vtol vehicles
US6568630B2 (en) 2001-08-21 2003-05-27 Urban Aeronautics Ltd. Ducted vehicles particularly useful as VTOL aircraft
US6886776B2 (en) 2001-10-02 2005-05-03 Karl F. Milde, Jr. VTOL personal aircraft
US20030062443A1 (en) 2001-10-02 2003-04-03 Joseph Wagner VTOL personal aircraft
JP2003137192A (ja) 2001-10-31 2003-05-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 垂直離着陸機
JP3861224B2 (ja) 2001-12-07 2006-12-20 有限会社新科学開発研究所 空中乗物
DE10209881A1 (de) 2002-03-06 2003-09-18 Aloys Wobben Fluggerät
US6625033B1 (en) 2002-04-01 2003-09-23 White Rock Networks Systems and methods for a reducing EMI in a communications switch component utilizing overlapping interfaces
RU2232105C2 (ru) 2002-04-16 2004-07-10 ООО "Мидера-К" Аэродинамический подъемно-тянущий движитель
US7048505B2 (en) 2002-06-21 2006-05-23 Darko Segota Method and system for regulating fluid flow over an airfoil or a hydrofoil
AU2003247149A1 (en) 2002-08-05 2004-02-23 Urban Aeronautics Ltd. Vtol vehicles
US7210653B2 (en) 2002-10-22 2007-05-01 The Boeing Company Electric-based secondary power system architectures for aircraft
US6885917B2 (en) 2002-11-07 2005-04-26 The Boeing Company Enhanced flight control systems and methods for a jet powered tri-mode aircraft
US20040126241A1 (en) 2002-12-30 2004-07-01 Gecheng Zha Forward swept high efficiency airplane propeller blades
US7095488B2 (en) 2003-01-21 2006-08-22 Rosemount Aerospace Inc. System for profiling objects on terrain forward and below an aircraft utilizing a cross-track laser altimeter
DE60327687D1 (de) 2003-01-23 2009-07-02 Supercomputing Systems Ag Fehlertolerantes computergesteuertes System
US6719244B1 (en) 2003-02-03 2004-04-13 Gary Robert Gress VTOL aircraft control using opposed tilting of its dual propellers or fans
DE10319246A1 (de) 2003-04-28 2004-12-16 Aloys Wobben Rotorblatt einer Windenergieanlage
NO317612B1 (no) 2003-05-20 2004-11-22 Proxflyer As Rotor som genererer loft og bruk av rotor
JP4155112B2 (ja) 2003-06-02 2008-09-24 トヨタ自動車株式会社 冗長型制御装置を備えた自動車
US7302804B2 (en) 2003-06-24 2007-12-04 Honeywell International, Inc. Cabin air compressor cooling system
US7219013B1 (en) 2003-07-31 2007-05-15 Rockwell Collins, Inc. Method and system for fault detection and exclusion for multi-sensor navigation systems
US6745977B1 (en) 2003-08-21 2004-06-08 Larry D. Long Flying car
JP4223921B2 (ja) 2003-10-24 2009-02-12 トヨタ自動車株式会社 垂直離着陸飛翔装置
US7857253B2 (en) 2003-10-27 2010-12-28 Urban Aeronautics Ltd. Ducted fan VTOL vehicles
FR2864393B1 (fr) 2003-12-17 2006-04-28 Airbus France Reseau de communication redondant de type ethernet full-dupl full-duplex commute, et procedure de gestion de la redondance d'un tel reseau, notamment dans le domaine avionique.
US20050178879A1 (en) 2004-01-15 2005-08-18 Youbin Mao VTOL tailsitter flying wing
US7147182B1 (en) 2004-02-23 2006-12-12 Kenneth Warren Flanigan Gas-powered tip-jet-driven tilt-rotor compound VTOL aircraft
ES2275370B1 (es) 2004-03-05 2008-05-01 Industria Helicat Y Alas Giratorias, S.L. Metodo de operacion de una aeronave convertible.
US7289906B2 (en) 2004-04-05 2007-10-30 Oregon Health & Science University Navigation system applications of sigma-point Kalman filters for nonlinear estimation and sensor fusion
US7310573B2 (en) 2004-04-13 2007-12-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Method and apparatus for isolating aircraft equipment
JP3677748B1 (ja) 2004-07-07 2005-08-03 快堂 池田 急速風量発生風向変更装置を機体の側面や側壁に直接、密着固定させて作成した航空機
US7472863B2 (en) 2004-07-09 2009-01-06 Steve Pak Sky hopper
US7118066B2 (en) 2004-07-22 2006-10-10 Norman Carter Allen Tall V/STOL aircraft
US9851723B2 (en) 2004-07-29 2017-12-26 Textron Innovations Inc. Method and apparatus for flight control of tiltrotor aircraft
US7374130B2 (en) 2004-11-10 2008-05-20 The Boeing Company Method and apparatus for vehicle control using variable blade pitch
US20060226281A1 (en) 2004-11-17 2006-10-12 Walton Joh-Paul C Ducted fan vertical take-off and landing vehicle
WO2006069291A2 (en) 2004-12-22 2006-06-29 Aurora Flight Sciences Corporation System and method for utilizing stored electrical energy for vtol aircraft thrust enhancement and attitude control
DE102004063205B3 (de) 2004-12-23 2006-05-04 Julian Kuntz Fluggerät mit verbesserter Beweglichkeit am Boden
JP2008526599A (ja) 2005-01-10 2008-07-24 アーバン エアロノーティクス リミテッド ダクト内ファン垂直離着陸ビークル
US7159817B2 (en) 2005-01-13 2007-01-09 Vandermey Timothy Vertical take-off and landing (VTOL) aircraft with distributed thrust and control
US7861967B2 (en) 2008-04-25 2011-01-04 Abe Karem Aircraft with integrated lift and propulsion system
US20100270435A1 (en) 2005-08-15 2010-10-28 Abe Karem Wing efficiency for tilt-rotor aircraft
US7802754B2 (en) 2005-08-15 2010-09-28 Abe Karem Tilt outboard wing for tilt rotor aircraft
US8152096B2 (en) 2005-10-18 2012-04-10 Smith Frick A Apparatus and method for vertical take-off and landing aircraft
US7874513B1 (en) 2005-10-18 2011-01-25 Smith Frick A Apparatus and method for vertical take-off and landing aircraft
US8720814B2 (en) 2005-10-18 2014-05-13 Frick A. Smith Aircraft with freewheeling engine
US7318565B2 (en) 2005-12-16 2008-01-15 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Electric motor assisted takeoff device for an air vehicle
US20070154314A1 (en) 2005-12-29 2007-07-05 Minebea Co., Ltd. Reduction of tonal noise in cooling fans using splitter blades
WO2007099543A2 (en) 2006-03-01 2007-09-07 Urban Aeronautics Ltd. Ground effect vanes arrangement
US20090159757A1 (en) 2006-05-03 2009-06-25 Raphael Yoeli Ducted Fan Vtol Vehicles
US8016566B2 (en) 2006-08-03 2011-09-13 Bell Helicopter Textron Inc. High performance low noise rotorcraft blade aerodynamic design
US8056866B2 (en) 2006-09-28 2011-11-15 Aerofex, Inc. Air-vehicle augmented kinesthetic control system
WO2008065664A2 (en) 2006-11-30 2008-06-05 Urban Aeronautics Ltd. Flight control cockpit modes in ducted fan vtol vehicles
WO2008147484A2 (en) 2007-02-16 2008-12-04 Donald Orval Shaw Modular flying vehicle
US20080205416A1 (en) 2007-02-23 2008-08-28 Honeywell International, Inc. Flight control computers with ethernet based cross channel data links
US7789176B2 (en) 2007-04-11 2010-09-07 Tesla Motors, Inc. Electric vehicle thermal management system
WO2008135973A2 (en) 2007-05-02 2008-11-13 Urban Aeronautics Ltd. Control flows and forces in vtol vehicles
US8016226B1 (en) 2007-07-10 2011-09-13 Wood Victor A Vertical take off and landing aircraft system with energy recapture technology
US8083185B2 (en) 2007-11-07 2011-12-27 The Boeing Company Aircraft wing tip having a variable incidence angle
US8021116B2 (en) 2007-12-03 2011-09-20 Bell Helicopter Textron Inc. Multi-bladed rotor system for rotorcraft
EP2234883B1 (en) 2007-12-14 2017-08-02 Urban Aeronautics Ltd. Vtol vehicle and method of operating
US20100072325A1 (en) 2008-01-22 2010-03-25 Kenneth William Sambell Forward (Upstream) Folding Rotor for a Vertical or Short Take-Off and Landing (V/STOL) Aircraft
US20090224095A1 (en) 2008-03-04 2009-09-10 Honeywell International, Inc. Ducted vertical take-off and landing (vtol) personnel carrier
US8066219B2 (en) 2008-04-25 2011-11-29 Karem Aircraft, Inc. Anhedral tip blades for tiltrotor aircraft
US8322648B2 (en) 2008-05-15 2012-12-04 Aeryon Labs Inc. Hovering aerial vehicle with removable rotor arm assemblies
EP2285676A1 (en) 2008-06-03 2011-02-23 Urban Aeronautics Ltd. Vtol vehicle with offset engine
DE102008030401A1 (de) * 2008-06-26 2010-04-08 Airbus Deutschland Gmbh Zusatzkühleinrichtung zur Verbindung mit einem Luftfahrzeugflüssigkeitskühlsystem
NZ569455A (en) 2008-06-27 2009-10-30 Martin Aircraft Company Ltd Propulsion device incorporating radiator cooling passage
US7872603B2 (en) 2008-09-04 2011-01-18 The Boeing Company Method and apparatus for making airborne radar horizon measurements to measure atmospheric refractivity profiles
US8523102B2 (en) 2008-10-03 2013-09-03 Textron Innovations Inc. Method and apparatus for aircraft sensor and actuator failure protection using reconfigurable flight control laws
US8109073B2 (en) 2008-10-08 2012-02-07 The Invention Science Fund I, Llc Hybrid propulsive engine including at least one independently rotatable compressor stator
US8761970B2 (en) 2008-10-21 2014-06-24 The Boeing Company Alternative method to determine the air mass state of an aircraft and to validate and augment the primary method
US7877627B1 (en) 2008-12-18 2011-01-25 Supercon, L.L.C. Multiple redundant computer system combining fault diagnostics and majority voting with dissimilar redundancy technology
WO2010123601A1 (en) 2009-01-27 2010-10-28 Kuhn Ira F Jr Purebred and hybrid electric vtol tilt rotor aircraft
EP2406131B1 (en) 2009-03-12 2016-05-11 Bell Helicopter Textron Inc. Tiltrotor aircraft and method of controlling yaw movement therefor
US10476051B2 (en) * 2009-04-22 2019-11-12 Tesla, Inc. Battery pack base plate heat exchanger
CA2762246C (en) 2009-05-22 2015-07-21 Bell Helicopter Textron Inc. Rotor blade spacing for vibration attenuation
IL199009A (en) 2009-05-27 2013-11-28 Israel Aerospace Ind Ltd aircraft
US20110001020A1 (en) 2009-07-02 2011-01-06 Pavol Forgac Quad tilt rotor aerial vehicle with stoppable rotors
US20110042510A1 (en) 2009-08-24 2011-02-24 Bevirt Joeben Lightweight Vertical Take-Off and Landing Aircraft and Flight Control Paradigm Using Thrust Differentials
US20110042508A1 (en) 2009-08-24 2011-02-24 Bevirt Joeben Controlled take-off and flight system using thrust differentials
US8376264B1 (en) 2009-08-24 2013-02-19 Jianhui Hong Rotor for a dual mode aircraft
US9046109B2 (en) 2009-09-02 2015-06-02 Apple Inc. Centrifugal blower with asymmetric blade spacing
US8616492B2 (en) 2009-10-09 2013-12-31 Oliver Vtol, Llc Three wing, six tilt-propulsion units, VTOL aircraft
US8800912B2 (en) 2009-10-09 2014-08-12 Oliver Vtol, Llc Three wing, six-tilt propulsion unit, VTOL aircraft
US8708273B2 (en) 2009-10-09 2014-04-29 Oliver Vtol, Llc Three-wing, six tilt-propulsion unit, VTOL aircraft
JP2011112312A (ja) 2009-11-30 2011-06-09 Hitachi Ltd 移動体の熱サイクルシステム
US8342440B2 (en) 2009-12-10 2013-01-01 Regents Of The University Of Minnesota Miniature robotic vehicle with ground and flight capability
US20110147533A1 (en) 2009-12-21 2011-06-23 Honeywell International Inc. Morphing ducted fan for vertical take-off and landing vehicle
US8275494B1 (en) 2009-12-31 2012-09-25 Michael Roth System, apparatus and method for controlling an aircraft
EP2555974B1 (en) 2010-06-15 2015-08-12 Bell Helicopter Textron Inc. Method and apparatus for in-flight blade folding
GB2482333A (en) 2010-07-30 2012-02-01 Ge Aviat Systems Ltd Aircraft propeller
US9114877B2 (en) 2010-08-30 2015-08-25 Ge Aviation Systems, Llc Method and system for vehicle thermal management
US8527233B2 (en) 2010-09-27 2013-09-03 The Boeing Company Airspeed sensing system for an aircraft
CN103314336B (zh) 2011-01-14 2016-08-10 贝尔直升机泰克斯特龙公司 用于控制竖直飞行航迹的飞行控制系统和方法
US8602347B2 (en) 2011-02-04 2013-12-10 Textron Innovations Inc. Tilt rotor aircraft with fixed engine arrangement
US9016080B2 (en) 2011-03-18 2015-04-28 Denso International America, Inc. Battery heating and cooling system
WO2013106009A1 (en) 2011-03-28 2013-07-18 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Aircraft and airborne electrical power and thermal management system
EP2505500B1 (en) 2011-03-31 2016-09-14 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Noise and performance improved rotor blade for a helicopter
GB2491129B (en) 2011-05-23 2014-04-23 Blue Bear Systems Res Ltd Air vehicle
TWI538852B (zh) 2011-07-19 2016-06-21 季航空股份有限公司 個人飛機
US9786961B2 (en) 2011-07-25 2017-10-10 Lightening Energy Rapid charging electric vehicle and method and apparatus for rapid charging
WO2013019336A1 (en) * 2011-07-29 2013-02-07 Lightening Energy Electric battery rapid recharging system and method for military and other applications
FR2979993B1 (fr) 2011-09-09 2013-09-20 Airbus Operations Sas Procede et dispositif d'estimation automatique d'une vitesse air d'un aeronef.
US20130132548A1 (en) 2011-11-17 2013-05-23 Flight Focus Pte. Ltd. Aircraft computer system for executing inflight entertainment and electronic flight bag applications
US20130138413A1 (en) 2011-11-24 2013-05-30 Auckland Uniservices Limited System and Method for Determining Motion
US20130201316A1 (en) 2012-01-09 2013-08-08 May Patents Ltd. System and method for server based control
IL217501A (en) 2012-01-12 2017-09-28 Israel Aerospace Ind Ltd A method and system for maneuvering aircraft
US20130204544A1 (en) 2012-02-03 2013-08-08 Gulfstream Aerospace Corporation Methods and systems for determining airspeed of an aircraft
GB201202441D0 (en) 2012-02-13 2012-03-28 Reiter Johannes Wing adjustment mechanism
EP2817219B1 (de) 2012-02-22 2020-06-03 Volocopter GmbH Fluggerät
US8901885B2 (en) * 2012-03-09 2014-12-02 Tesla Motors, Inc. Low temperature fast charge
DE102012104783B4 (de) 2012-06-01 2019-12-24 Quantum-Systems Gmbh Fluggerät, bevorzugt UAV, Drohne und/oder UAS
US8751085B2 (en) 2012-08-03 2014-06-10 Chrysler Group Llc Method and system for battery charging and thermal management control in electrified vehicles
US20140046510A1 (en) 2012-08-13 2014-02-13 Lockheed Martin Corporation Estimating a wind vector
US9128109B1 (en) 2012-08-20 2015-09-08 The Boeing Company Method and system for detecting errors in indicated air speed
US10780786B2 (en) 2012-09-24 2020-09-22 Robert Del Core Adaptive thermal management of an electric energy storage method and system apparatus
US10273018B2 (en) 2012-10-10 2019-04-30 Sikorsky Aircraft Corporation Upturned exhaust system for rotary wing aircraft
US9075144B1 (en) 2012-10-25 2015-07-07 Garmin International, Inc. Digital radar altimeter
US9033284B2 (en) 2012-11-20 2015-05-19 Sikorsky Aircraft Corporation Integrated seat mounted inceptor
US9085355B2 (en) 2012-12-07 2015-07-21 Delorean Aerospace, Llc Vertical takeoff and landing aircraft
US20140174707A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 GM Global Technology Operations LLC Method and system for thermal storage in a vehicle
US9561857B2 (en) 2013-02-06 2017-02-07 Raytheon Company Aircraft thermal management system for cooling using expendable coolants
US9316141B2 (en) 2013-02-15 2016-04-19 Enis Pilavdzic Engine energy management system
US9114794B2 (en) 2013-03-13 2015-08-25 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling an electric vehicle while charging
US9816529B2 (en) 2013-03-15 2017-11-14 Kcf Technologies, Inc. Propeller sound field modification systems and methods
US9068999B2 (en) 2013-05-30 2015-06-30 Sikorsky Aircraft Corporation Airspeed estimation using rotor vibrations
EP3008532A1 (en) 2013-06-14 2016-04-20 Bombardier Inc. Aircraft sidestick priority and dual input control logic
CN103363993B (zh) 2013-07-06 2016-04-20 西北工业大学 一种基于无迹卡尔曼滤波的飞机角速率信号重构方法
US9527581B2 (en) 2013-07-25 2016-12-27 Joby Aviation, Inc. Aerodynamically efficient lightweight vertical take-off and landing aircraft with multi-configuration wing tip mounted rotors
JP5942943B2 (ja) * 2013-08-20 2016-06-29 トヨタ自動車株式会社 電池温度調節装置
US9561867B2 (en) 2013-10-11 2017-02-07 The Boeing Company Modular equipment center lightning threat reduction architecture
US9714575B2 (en) 2013-11-27 2017-07-25 Hamilton Sundstrand Corporation Differential blade design for propeller noise reduction
US9623967B2 (en) 2014-02-01 2017-04-18 Aero Machining, LLC Tiltrotor unmanned aerial vehicle
DE102014102311A1 (de) 2014-02-21 2015-08-27 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Lüfter mit einem mit Laufschaufeln versehenen Laufrad
CN110979668B (zh) 2014-03-13 2023-05-30 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
US10625852B2 (en) 2014-03-18 2020-04-21 Joby Aero, Inc. Aerodynamically efficient lightweight vertical take-off and landing aircraft with pivoting rotors and stowing rotor blades
US10315760B2 (en) 2014-03-18 2019-06-11 Joby Aero, Inc. Articulated electric propulsion system with fully stowing blades and lightweight vertical take-off and landing aircraft using same
US10046855B2 (en) 2014-03-18 2018-08-14 Joby Aero, Inc. Impact resistant propeller system, fast response electric propulsion system and lightweight vertical take-off and landing aircraft using same
US9694911B2 (en) 2014-03-18 2017-07-04 Joby Aviation, Inc. Aerodynamically efficient lightweight vertical take-off and landing aircraft with pivoting rotors and stowing rotor blades
AU2015253168B2 (en) 2014-05-01 2018-09-27 Alakai Technologies Corporation Clean fuel electric multirotor aircraft for personal air transportation and manned or unmanned operation
FR3020799B1 (fr) 2014-05-12 2016-06-03 Airbus Helicopters Giravion equipe d'un anemometre place au sommet d'une derive arriere du giravion
EP3164576B1 (en) 2014-07-03 2020-07-29 General Electric Company Jet engine cold air cooling system and corresponding method
US9377784B2 (en) 2014-07-25 2016-06-28 The Boeing Company Adaptable automatic nacelle conversion for tilt rotor aircraft
US9834114B2 (en) 2014-08-27 2017-12-05 Quantumscape Corporation Battery thermal management system and methods of use
CN115946858A (zh) 2014-08-29 2023-04-11 峰鸟航空科技公司 使用混合电动飞机实现区域性空中运输网络的系统和方法
FR3025626B1 (fr) 2014-09-05 2017-11-03 Sagem Defense Securite Architecture bi-voies avec liaisons ccdl redondantes
FR3025497B1 (fr) 2014-09-05 2016-09-30 Liebherr-Aerospace Toulouse Sas Systeme de conditionnement d'air pour avion " plus electrique "
US10013900B2 (en) 2014-09-23 2018-07-03 Amazon Technologies, Inc. Vehicle noise control and communication
US10857887B2 (en) * 2014-10-03 2020-12-08 Lightening Energy Electric vehicle battery thermal management system and method
US9435661B2 (en) 2014-10-08 2016-09-06 Honeywell International Inc. Systems and methods for attitude fault detection based on air data and aircraft control settings
FR3027477B1 (fr) 2014-10-17 2017-12-29 Thales Sa Commutateur de transmission de donnees entre reseaux heterogenes pour aeronef
US9533544B2 (en) 2014-10-21 2017-01-03 Atieva, Inc. EV multi-mode thermal management system
US9994313B2 (en) 2014-11-26 2018-06-12 XCraft Enterprises, LLC High speed multi-rotor vertical takeoff and landing aircraft
US10526091B2 (en) 2014-12-03 2020-01-07 The Boeing Company Mobile platform thermal management systems and methods
EP3031732B1 (fr) 2014-12-12 2020-06-10 Airbus (Sas) Dispositif et procédé de refroidissement d'au moins une source d'alimentation électrique autonome d'un aéronef
US10270123B2 (en) 2015-01-09 2019-04-23 GM Global Technology Operations LLC Prevention of cell-to-cell thermal propagation within a battery system using passive cooling
US9464958B2 (en) 2015-01-16 2016-10-11 Bell Helicopter Textron Inc. Dynamic center of gravity determination
US9957052B2 (en) 2015-01-27 2018-05-01 Honeywell International Inc. Aircraft environmental control system that optimizes the proportion of outside air from engines, APU's, ground air sources and the recirculated cabin air to maintain occupant comfort and maximize fuel economy
US9838436B2 (en) 2015-03-30 2017-12-05 Gulfstream Aerospace Corporation Aircraft data networks
US20160304214A1 (en) 2015-04-20 2016-10-20 Hamilton Sundstrand Corporation Emergency power sources for propulsion systems
FR3036506B1 (fr) 2015-05-19 2018-06-29 Airbus Operations Procede et systeme de controle d'une descente d'urgence d'un aeronef.
WO2016189421A1 (en) 2015-05-22 2016-12-01 Bombardier Inc. Airflow management in cabin of aircraft
CN107848623B (zh) 2015-05-29 2021-02-09 维里蒂工作室股份公司 飞行器
US10293946B2 (en) 2015-06-08 2019-05-21 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid electric
US10266250B2 (en) 2015-06-12 2019-04-23 Bell Helicopter Textron Inc. Control inceptor management system
DE102015213026A1 (de) 2015-07-13 2017-01-19 Siemens Aktiengesellschaft System zum Bereitstellen von kinetischer Energie für ein Antriebssystem eines Luftfahrzeugs
US9415870B1 (en) 2015-09-02 2016-08-16 Amazon Technologies, Inc. Unmanned aerial vehicle motor driving randomization and feedback for noise abatement
US9422055B1 (en) 2015-09-02 2016-08-23 Amazon Technologies, Inc. Unmanned aerial vehicle motor driving randomization for noise abatement
CA2996284A1 (en) 2015-09-02 2017-04-20 Jetoptera, Inc. Fluidic propulsive system
US10589854B2 (en) 2015-10-07 2020-03-17 Sikorsky Aircraft Corporation Aircraft with overlapped rotors
US20170104385A1 (en) 2015-10-08 2017-04-13 Adam C. Salamon Reduced Complexity Ring Motor Design for Propeller Driven Vehicles
US10048686B2 (en) 2015-11-06 2018-08-14 The Boeing Company Methods and apparatus to autonomously navigate a vehicle by selecting sensors from which to obtain measurements for navigation
US10011361B2 (en) 2015-11-16 2018-07-03 Textron Innovations Inc. Aircraft environmental control system providing improved performance and backup temperature control
US10246184B2 (en) 2015-12-02 2019-04-02 Jon M. Ragland Aircraft with internally housed propellor units
EP3184425B1 (en) 2015-12-21 2018-09-12 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Multirotor aircraft
US10150561B2 (en) 2016-02-01 2018-12-11 King Fahd University Of Petroleum And Minerals System and method of operation of twin-tiltrotor helicopter
US10029808B2 (en) 2016-02-29 2018-07-24 The Boeing Company Structurally integrated thermal management system for aerospace vehicles
US10017271B2 (en) 2016-03-18 2018-07-10 Sunlight Photonics Inc. Methods of three dimensional (3D) airflow sensing and analysis
US10399666B2 (en) 2016-03-23 2019-09-03 Amazon Technologies, Inc. Aerial vehicle propulsion mechanism with coaxially aligned and independently rotatable propellers
US10208676B2 (en) 2016-03-29 2019-02-19 General Electric Company Gas turbine engine dual sealing cylindrical variable bleed valve
US9855819B2 (en) 2016-05-04 2018-01-02 Ford Global Technologies, Llc Intuitive preconditioning interface
AU2017264948B2 (en) 2016-05-13 2022-04-21 Aurora Flight Sciences Corporation Solar power system and method thereof
US10153524B2 (en) * 2016-06-30 2018-12-11 Faraday&Future Inc. Vehicle cooling system using gravity based fluid flow
US9963228B2 (en) 2016-07-01 2018-05-08 Bell Helicopter Textron Inc. Aircraft with selectively attachable passenger pod assembly
US10011351B2 (en) 2016-07-01 2018-07-03 Bell Helicopter Textron Inc. Passenger pod assembly transportation system
US10183746B2 (en) 2016-07-01 2019-01-22 Bell Helicopter Textron Inc. Aircraft with independently controllable propulsion assemblies
US9944386B1 (en) 2017-07-13 2018-04-17 Kitty Hawk Corporation Multicopter with wide span rotor configuration and protective fuselage
KR102461367B1 (ko) 2016-10-05 2022-10-31 볼투 모터 인코퍼레이티드 전기 자동차
US10364036B2 (en) 2016-10-18 2019-07-30 Kitty Hawk Corporation Multicopter with boom-mounted rotors
CN106921003B (zh) * 2016-10-25 2019-09-06 蔚来汽车有限公司 电动汽车电池包温度的智能控制系统和方法
US10407164B2 (en) 2016-10-28 2019-09-10 Honeywell International Inc. Air distribution system with drag reducing inlet
BR112019008925A2 (pt) 2016-11-02 2019-07-16 Joby Aviation Inc aeronave vtol com o uso de rotores para simular aerodinâmica de asa rígida
WO2018118070A1 (en) 2016-12-22 2018-06-28 Kitty Hawk Corporation Distributed flight control system
CN106532155A (zh) * 2016-12-27 2017-03-22 武汉博富通试验设备有限公司 热管理系统检测设备
US10392107B2 (en) 2016-12-27 2019-08-27 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Aerial vehicle capable of vertical take-off and landing, vertical and horizontal flight and on-air energy generation
US10326643B2 (en) 2016-12-27 2019-06-18 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Self-configuring fault-tolerant operational group
DE102017101242A1 (de) * 2017-01-24 2018-07-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kühlkreislauf für Batterie mit Buchholzrelais
US20180215475A1 (en) 2017-02-01 2018-08-02 General Electric Company Systems and Methods for Integrated Power and Thermal Management in a Turbine-Powered Aircraft
EP3363733B1 (en) 2017-02-18 2021-11-10 Jean-Eloi William Lombard Passive flow control mechanism for reducing and/or suppressing tollmien-schlichting waves, delaying transition to turbulence and reducing drag
US10384776B2 (en) 2017-02-22 2019-08-20 Bell Helicopter Textron Inc. Tiltrotor aircraft having vertical lift and hover augmentation
US10691140B2 (en) 2017-03-01 2020-06-23 Textron Innovations, Inc. Rotorcraft control mode transition smoothing
US10481615B2 (en) 2017-03-01 2019-11-19 Bell Textron Inc. Rotorcraft control mode transition smoothing
US11731772B2 (en) 2017-03-02 2023-08-22 Textron Innovations Inc. Hybrid propulsion drive train system for tiltrotor aircraft
CN107042884A (zh) 2017-03-18 2017-08-15 北京天宇新超航空科技有限公司 一种倾转旋翼无人机
US20180287234A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 Kitty Hawk Corporation Integrated cooling and venting system
FR3065518B1 (fr) 2017-04-20 2019-07-05 Liebherr-Aerospace Toulouse Sas Procede et dispositif de controle thermique d'une pluralite de cabines d'un vehicule
US10435148B2 (en) 2017-05-08 2019-10-08 Aurora Flight Sciences Corporation Systems and methods for acoustic radiation control
US20180358664A1 (en) * 2017-06-08 2018-12-13 Mtd Products Inc Rechargeable battery pack with active or passive cooling
US10768201B2 (en) 2017-06-12 2020-09-08 The Boeing Company System for estimating airspeed of an aircraft based on a drag model
US10513334B2 (en) 2017-06-12 2019-12-24 Textron Innovations Inc. X-tiltwing aircraft
US10507928B2 (en) 2017-06-16 2019-12-17 Honeywell International Inc. High efficiency electrically driven environmental control system
CN109204064A (zh) 2017-06-29 2019-01-15 比亚迪股份有限公司 车辆、外部冷却装置、充电装置和车辆冷却系统
DE102017211561A1 (de) 2017-07-06 2019-01-10 Siemens Aktiengesellschaft Flugzeug mit einem Leistungselektronikbauteil
US20190047429A1 (en) 2017-08-11 2019-02-14 Valvoline Licensing And Intellectual Property Llc System and Method for Rapid Charge Battery Cooling Station
US10144504B1 (en) 2017-09-01 2018-12-04 Kitty Hawk Corporation Decoupled hand controls for aircraft with vertical takeoff and landing and forward flight capabilities
US10493820B2 (en) 2017-09-08 2019-12-03 Honeywell International Inc. Coating of the ECS primary heat exchanger (PHX) with low temperature catalyst for ozone and/or volatile organic compounds (VOC) and/or carbon monoxide conversion
EP4219303A1 (en) 2017-09-22 2023-08-02 AMSL Innovations Pty Ltd Wing tilt actuation system for electric vertical take-off and landing (vtol) aircraft
US10759537B2 (en) 2017-11-03 2020-09-01 Uber Technologies, Inc. Safe vertical take-off and landing aircraft payload assignment
US10696391B2 (en) 2017-11-16 2020-06-30 Textron Innovations Inc. Extended range quad tiltrotor aircraft
EP3499634A1 (en) 2017-12-14 2019-06-19 Mahle International GmbH Battery thermal management system for a vehicle
US11660970B2 (en) 2018-01-05 2023-05-30 Byton Limited On-board liquid-cooled or gas-cooled charging cable for electric vehicles
US10822109B2 (en) 2018-01-05 2020-11-03 The Boeing Company Methods and systems for determining airspeed of an aircraft
US10144503B1 (en) 2018-02-22 2018-12-04 Kitty Hawk Corporation Fixed wing aircraft with trailing rotors
US20190316849A1 (en) 2018-04-11 2019-10-17 Nio Usa, Inc. Thermal management, heat transfer improvement of radiator and condenser using ac system evaporator's condensation
US11024894B2 (en) * 2018-05-04 2021-06-01 Raytheon Technologies Corporation Cooling architecture for a vehicle
US10974827B2 (en) 2018-05-10 2021-04-13 Joby Aero, Inc. Electric tiltrotor aircraft
US20190351740A1 (en) 2018-05-18 2019-11-21 Nio Usa, Inc. Use of an inside condenser to maximize total thermal system performance
CN110654534A (zh) 2018-06-29 2020-01-07 中光电智能机器人股份有限公司 旋翼机
US11746701B2 (en) 2018-08-09 2023-09-05 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Bleed expander cooling with turbine
US10962988B2 (en) 2018-11-01 2021-03-30 Textron Innovations Inc. Method of determining the center of gravity of an aircraft and a method of fuel/load management based thereon
US10807723B2 (en) 2018-11-02 2020-10-20 The Boeing Company Integrated liquid heat exchanger and outflow valve systems and methods
US10497996B1 (en) 2018-12-12 2019-12-03 Cora Aero Llc Battery with liquid temperature controlling system
US10604028B1 (en) 2019-02-15 2020-03-31 Wisk Aero Llc Desired departure temperature for a battery in a vehicle
US20200385127A1 (en) 2019-02-21 2020-12-10 Gabriel Devault Advanced FuelCell Integration Into Aircraft
EP3719919A1 (en) 2019-03-20 2020-10-07 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal regulation of batteries
US11749851B2 (en) 2019-03-20 2023-09-05 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal regulation of batteries
CN114041229B (zh) 2019-04-23 2023-06-16 杰欧比飞行有限公司 电池热管理系统及方法
BR112021023498A2 (pt) 2019-05-24 2022-02-08 Alakai Tech Corporation Sistema, método e aparelho de transferência de energia térmica multimodos integrados para aeronave de múltiplos rotores elétricos de combustível limpo
US20200376927A1 (en) 2019-05-31 2020-12-03 Nio Usa, Inc. Artificial intelligence in conditioning or thermal management of electrified powertrain
WO2021062305A1 (en) 2019-09-25 2021-04-01 Joby Aero, Inc. Vehicle cabin thermal management system and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130164578A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Edward Thomas Sweet Battery module
US10177424B1 (en) * 2017-08-11 2019-01-08 Kitty Hawk Corporation Aircraft hybrid cooling system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020219747A2 (en) 2020-10-29
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EP3959770A2 (en) 2022-03-02
US11479146B2 (en) 2022-10-25
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CN114041229B (zh) 2023-06-16
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US20230015559A1 (en) 2023-01-19
US10960785B2 (en) 2021-03-30
CN116646641A (zh) 2023-08-25
US11548407B2 (en) 2023-01-10
KR102652792B1 (ko) 2024-03-29
US20210170908A1 (en) 2021-06-10
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