[发明专利]结构元件、电池组、结构元件和电池组的布置以及空天飞行器

说明书

描述和要求保护的是一种用于空天飞行器的结构元件和电池组的布置。所述结构元件沿纵向方向延伸并具有主连接板、第一凸缘和第二凸缘。所述凸缘远离所述主连接板延伸并且由沿所述纵向方向延伸的凸缘边缘界定。所述第一凸缘、所述第二凸缘和所述主连接板形成限定腔的U形轮廓。所述电池组包括底板和设置在所述底板上的至少一个电池。所述结构元件和所述电池组形成为，使得所述底板可以可释放地附连到所述结构元件。当所述电池组安装到所述结构元件时，所述底板在凸缘边缘之间延伸并且所述电池被接收在所述腔中。此外，描述并要求保护包括这种布置的空天飞行器、用于空天飞行器的结构元件和电池组。

技术领域

本发明涉及用于空天飞行器的结构元件和电池组的布置。本发明还涉及包括这样的结构元件和电池组的布置的空天飞行器：该结构元件用于可释放地将电池组安装在空天飞行器中并且该电池组用于可释放地安装至空天飞行器的结构元件。

背景技术

近年来，对增加使用电驱动装置运行的运输工具的数量显著地越来越感兴趣。无论运输工具是完全由电能驱动还是电能仅用于补充依赖化石燃料运转的驱动装置，在运输工具上存储电能是持续的问题。任何电驱动运输工具的关键问题之一是存储所需的电能。由于电池的能量密度低于化石燃料的能量密度，因此提供用于为电驱动运输工具提供动力的足够能量的电池非常重。事实上，高重量的电池极大地限制了当今电动交通工具的行程。如果空天飞行器使用电力驱动或至少部分地使用电力驱动，则该问题对于这些空天飞行器更为明显。此外，重型电池需要专用结构来支撑交通工具上的电池。这进一步增加了交通工具的重量并缩小其行程。

针对该问题为电池提供存储空间的一种方法是使用组合了电能的存储和结构的所谓结构电池。目前正在研究两种不同类型的结构电池。一种方法使用多功能材料，其同时提供车辆的结构并且能够存储电能。这些材料也称为复合电池。另一种更传统的方法提出多功能结构，其中车辆的中空结构元件用电池“填充”。例如，锂离子电池的阳极和阴极放置在具有矩形轮廓的汽车框架内。虽然后一种方法在汽车业中可能是有用的，但它们不能容易地应用于航空航天工业中。

发明内容

鉴于上述情况，因此，本发明的目的是在考虑到航空航天工业的特定需求的情况下提供用于在空天飞行器上存储电池的改进装置。

在第一方面，通过用于空天飞行器的结构元件和电池组的布置解决该问题。所述结构元件沿纵向方向延伸并具有主连接板、第一凸缘和第二凸缘。所述第一凸缘延伸远离所述主连接板并且由沿所述纵向方向延伸的第一凸缘边缘界定。所述第二凸缘在与所述第一凸缘间隔开的位置延伸远离所述主连接板，使得所述第一凸缘、所述第二凸缘和所述主连接板形成限定腔的U形轮廓。所述第二凸缘由沿所述纵向方向延伸的第二凸缘边缘界定。所述电池组包括底板和设置在所述底板上的至少一个电池。所述结构元件和所述电池组形成为使得，所述电池组的所述底板能够可释放地附连到所述结构元件以用于将所述电池组安装到所述结构元件，当所述底板已经附连到所述结构元件以用于将所述电池组安装到所述结构元件时，所述底板从所述第一凸缘边缘延伸到所述第二凸缘边缘，并且当所述底板已经附连到所述结构元件以用于将所述电池组安装到所述结构元件时，布置在所述底板上的所述至少一个电池被接收在所述腔中。

换句话说，本发明的布置包括两个部分，每个部分由它们自己的发明构思形成：用于空天飞行器的结构元件和电池组。结构元件特别被适配成将电池组可释放地安装在空天飞行器中，并且电池组也被适配成可释放地安装到空天飞行器的结构元件。

结构元件可以例如是飞行器机翼的翼梁或飞行器机身的裂口或框架。结构元件沿着纵向方向，例如，沿着飞行器的翼展方向延伸。它可以由复合材料形成，并且包括主连接板、第一凸缘和第二凸缘。主连接板可以在主连接板平面中延伸，该主连接板平面平行于纵向方向延伸。在两侧向侧，即，在垂直于纵向方向并在主连接板平面中延伸的方向上，主连接板分别由第一凸缘和第二凸缘界定。