无人机气液混合冷却系统的制作方法

本技术涉及无人机，尤其涉及一种无人机气液混合冷却系统。

背景技术：

1、随着无人机的用途越为广泛，无人机将继续往载货、载人方向发展，需要无人机续航能力和载荷总量两项技术指标做出突破，将对无人机的动力装置提出更多要求。氢能燃料电池作为可再生清洁能源，且具备较高的发电功率密度，将有机会成为未来大型载货、载人无人机动力装置的最优选择。其中低温质子交换膜燃料电池已成熟应用于商用车、船舶、叉车等，因此可应用于无人机。

2、为提升无人机的载荷量，除提供足够的动力外，还应尽可能减轻燃料电池系统自身的重量。现有技术的载货用无人机通常通过液冷散热，采用液冷方式的热管理子系统管路相对复杂且部件多，导致无人机整体重量增加，降低了无人机的载荷量。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供一种无人机气液混合冷却系统，旨在解决现有的无人机采用液冷散热导致无人机整体重量增加，降低了无人机的载荷量的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供一种无人机气液混合冷却系统，包括：

3、无人机本体，所述无人机本体包括机壳和旋翼，所述机壳内安装有燃料电堆，所述燃料电堆包括外壳和安装在所述外壳内的内芯，所述外壳与所述内芯之间形成气冷通道，所述内芯内形成液冷通道；

4、气冷模块，所述气冷模块包括引射器和气冷管路，所述引射器安装在所述机壳外侧并位于所述旋翼的下方，所述引射器通过所述气冷管路与所述气冷通道连通；

5、液冷模块，所述液冷模块安装在所述机壳内，所述液冷模块包括水泵、液冷管路和安装在液冷管路上的换热器，所述液冷管路与所述液冷通道连通为循环回路，所述水泵用于驱动冷却液在所述循环回路内流动。

6、优选地，所述内芯包括多个间隔设置的双极板，任意两个相邻的所述双极板之间设置有膜电极，部分所述双极板为冷却液极板，所述冷却液极板朝向所述膜电极的一侧开设有冷却液流道，一通孔贯穿所述外壳、所有所述双极板及所有所述膜电极，所述冷却液流道和所述通孔连通为所述液冷通道。

7、优选地，所述液冷通道包括两个所述通孔，所述液冷管路的两端分别通过两个所述通孔与所述冷却液流道的两端连通。

8、优选地，其余所述双极板为气流极板，所述气流极板的两侧均开设有气流流道，一气孔贯穿所述外壳、所有所述双极板和所有所述内芯，所述气流流道与所述通孔连通为所述液冷通道，所述冷却液极板和所述气流极板交替设置。

9、优选地，所述外壳的一侧侧壁开设有出风口，与所述出风口相对的一侧侧壁开设有进风口，所述出风口和所述进风口均与所述气冷通道连通，所述出风口与所述气冷管路连通，所述外壳上所述出风口所在的一侧侧壁与所述双极板垂直。

10、优选地，部分所述冷却液极板为第一极板，其余所述冷却液极板为第二极板，所述第一极板和所述第二极板交替设置，所述第一极板朝向所述进风口的一侧边沿朝向所述进风口突出形成第一导流斜坡，所述第一导流斜坡自所述外壳的顶部向所述外壳的底部朝远离所述第一极板的方向呈倾斜设置，所述第二极板朝向所述进风口的一侧边沿朝向所述进风口突出形成第二导流斜坡，所述第二导流斜坡自所述外壳的底部向所述外壳的顶部朝远离所述第一极板的方向呈倾斜设置，所述第一导流斜坡与所述第二导流斜坡均位于所述气冷通道内。

11、优选地，所述气流极板的顶部和底部均朝向所述外壳突出形成有横流肋片，所述横流肋片位于所述气冷通道内，所述第一极板、所述气流极板和所述第二极板依次交替设置。

12、优选地，所述进风口的数量为多个，各所述进风口为沿竖直方向延伸的条形进风口，多个所述进风口沿水平方向间隔设置在所述外壳的侧壁上。

13、优选地，所述外壳上所述出风口所在的一侧侧壁向外突出形成导流腔，所述导流腔的横截面积朝远离所述内芯的方向呈渐缩设置。

14、优选地，所述气孔的数量为四个，所述气流流道包括氢气气流流道和空气气流流道，其中两个所述气孔与所述氢气气流流道连通形成氢气循环气路，另外两个所述气孔与所述空气气流流道连通形成空气循环气路。

15、在本实用新型的技术方案中，通过增加气体模块对无人机进行辅助散热，降低液冷模块所承担的散热量，从而减少液冷模块内部的管路及部件，降低液冷模块的重量，进而降低无人机整体重量，提高了无人机的载荷量，同时气冷模块通过将引射器设置在旋翼的下方，然后通过气冷管路与气冷通道连通，利用无人机旋翼旋转所产生的高速气流为动力，通过引射器抽吸内芯附近的空气流动，对内芯进行冲刷散热，无需设置额外的驱动件或动力机构，通过无人机本身产生的高速气流驱动，结构简单，重量小，体积小，进一步降低了无人机整体重量，提高了无人机的载荷量。

技术特征：

1.一种无人机气液混合冷却系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的无人机气液混合冷却系统，其特征在于，所述内芯包括多个间隔设置的双极板，任意两个相邻的所述双极板之间设置有膜电极，部分所述双极板为冷却液极板，所述冷却液极板朝向所述膜电极的一侧开设有冷却液流道，一通孔贯穿所述外壳、所有所述双极板及所有所述膜电极，所述冷却液流道和所述通孔连通为所述液冷通道。

3.如权利要求2所述的无人机气液混合冷却系统，其特征在于，所述液冷通道包括两个所述通孔，所述液冷管路的两端分别通过两个所述通孔与所述冷却液流道的两端连通。

4.如权利要求2所述的无人机气液混合冷却系统，其特征在于，其余所述双极板为气流极板，所述气流极板的两侧均开设有气流流道，一气孔贯穿所述外壳、所有所述双极板和所有所述内芯，所述气流流道与所述通孔连通为所述液冷通道，所述冷却液极板和所述气流极板交替设置。

5.如权利要求4所述的无人机气液混合冷却系统，其特征在于，所述外壳的一侧侧壁开设有出风口，与所述出风口相对的一侧侧壁开设有进风口，所述出风口和所述进风口均与所述气冷通道连通，所述出风口与所述气冷管路连通，所述外壳上所述出风口所在的一侧侧壁与所述双极板垂直。

6.如权利要求5所述的无人机气液混合冷却系统，其特征在于，部分所述冷却液极板为第一极板，其余所述冷却液极板为第二极板，所述第一极板和所述第二极板交替设置，所述第一极板朝向所述进风口的一侧边沿朝向所述进风口突出形成第一导流斜坡，所述第一导流斜坡自所述外壳的顶部向所述外壳的底部朝远离所述第一极板的方向呈倾斜设置，所述第二极板朝向所述进风口的一侧边沿朝向所述进风口突出形成第二导流斜坡，所述第二导流斜坡自所述外壳的底部向所述外壳的顶部朝远离所述第一极板的方向呈倾斜设置，所述第一导流斜坡与所述第二导流斜坡均位于所述气冷通道内。

7.如权利要求6所述的无人机气液混合冷却系统，其特征在于，所述气流极板的顶部和底部均朝向所述外壳突出形成有横流肋片，所述横流肋片位于所述气冷通道内，所述第一极板、所述气流极板和所述第二极板依次交替设置。

8.如权利要求5所述的无人机气液混合冷却系统，其特征在于，所述进风口的数量为多个，各所述进风口为沿竖直方向延伸的条形进风口，多个所述进风口沿水平方向间隔设置在所述外壳的侧壁上。

9.如权利要求5所述的无人机气液混合冷却系统，其特征在于，所述外壳上所述出风口所在的一侧侧壁向外突出形成导流腔，所述导流腔的横截面积朝远离所述内芯的方向呈渐缩设置。

10.如权利要求4所述的无人机气液混合冷却系统，其特征在于，所述气孔的数量为四个，所述气流流道包括氢气气流流道和空气气流流道，其中两个所述气孔与所述氢气气流流道连通形成氢气循环气路，另外两个所述气孔与所述空气气流流道连通形成空气循环气路。

技术总结
本技术公开了一种无人机气液混合冷却系统，包括无人机本体、气冷模块和液冷模块，无人机本体包括机壳和旋翼，机壳内安装有燃料电堆，燃料电堆包括外壳和安装在外壳内的内芯，外壳与内芯之间形成气冷通道，内芯内形成液冷通道；气冷模块包括引射器和气冷管路，引射器安装在机壳外侧并位于旋翼的下方，引射器通过气冷管路与气冷通道连通；液冷模块安装在机壳内，液冷模块包括水泵、液冷管路和安装在液冷管路上的换热器，液冷管路与液冷通道连通为循环回路。本技术利用旋翼旋转所产生的高速气流为动力，通过引射器抽吸内芯附近的空气流动，对内芯进行冲刷散热，无需设置额外的驱动件，降低了无人机整体重量，提高了无人机的载荷量。

技术研发人员：韩一丹,曹桂军,曹桦钊,吴苗丰,郭跃新
受保护的技术使用者：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司
技术研发日：20230829
技术公布日：2024/3/12