本发明专利技术公开了一种基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置，包括机翼、赋形燃料电池组件以及赋形支架。机翼内设置有燃料腔，机翼的上表面上开设有卡槽以及若干进风口和若干出风口；赋形燃料电池组件通过赋形支架压装于卡槽内；赋形支架内设置有阴极腔，赋形支架与卡槽的壁板之间设置有阳极腔，阳极腔与燃料腔相连通。本发明专利技术搭载赋形燃料电池组件的赋形支架嵌在机翼壁板的卡槽内，不占据飞行器机体内部有效空间，同时由于赋形燃料电池组件在结构上是沿面铺设，大大改善了其散热性能和排水性能，系统不需要液冷循环和吹扫，可以直接利用阴极侧的进风进行风冷散热和排水，大幅提高系统的功率密度和能量密度。系统的功率密度和能量密度。系统的功率密度和能量密度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置
[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置。
技术介绍
[0002]近些年，各类无人机在航拍测绘、电力巡检、快递运输、新闻报道、灾难救援、战场信息感知和侦查打击等领域得到广泛应用，大大的拓展了无人机本身的用途，各主要国家均在积极扩展无人机的行业应用，大力发展无人机技术。目前，中小型无人机动力多数采用聚合物锂离子电池，其续航里程受限于锂离子电池的能量密度。
[0003]有研究人员将燃料电池作为中小型无人机的动力源，因为燃料电池具有高能量密度、高功率密度、低排放等优势。但常规的燃料电池采用层叠电堆结构，由若干个燃料电池单体组成长方体形状的电堆，对于中小型无人机而言，长方体形状的电堆及其辅助部件无疑会大量占据机体内部的有效空间，从而造成严重的空间适配问题。
[0004]为此，需要一种能够有效利用中小型无人机内部狭长、不规则空间的新型燃料电池组件，这对提升中小型无人机空间利用率具有极大意义。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有燃料电池电堆及其辅助元件用于中小型无人机时出现的占用机体内大量有效空间的问题，提供一种基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置，该装置具备空间适配性强、辅助元件少、结构紧凑等优点。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置，包括：
[0008]机翼，所述机翼内设置有燃料腔，机翼的上表面上开设有卡槽以及若干进风口和若干出风口；进风口的入口位于机翼的上表面，出口位于卡槽的侧壁；出风口入口位于卡槽的侧壁，出口位于机翼的上表面；
[0009]赋形燃料电池组件，所述赋形燃料电池组件通过赋形支架压装于卡槽内；
[0010]赋形支架，所述赋形支架内设置有阴极腔，赋形支架与卡槽的壁板之间设置有阳极腔，阳极腔与燃料腔相连通。
[0011]本专利技术上述装置进一步的改进在于：
[0012]所述赋形燃料电池组件包括若干燃料电池发电单元、阴极基片、阴极集流片、阳极基片和阳极集流片；燃料电池发电单元包括与阴极和阳极相对应的活性区域和围绕活性区域的封装区域；
[0013]阴极集流片附着在阴极基片的第一侧面上，并与燃料电池发电单元的阴极侧活性区域相接触；阴极基片和阴极集流片上均开设有若干个与阴极侧活性区域相对应的阴极流孔，使燃料电池发电单元的部分阴极侧活性区域暴露在外；
[0014]阳极集流片附着在阳极基片的第一侧面上，并与燃料电池发电单元的阳极侧活性
区域相接触；阳极基片和阳极集流片上均开设有若干个与阳极侧活性区域相对应的阳极流孔，使燃料电池发电单元的部分阳极侧活性区域暴露在外。
[0015]所述燃料电池发电单元的封装区域两侧分别与阴极基片第一侧面和阳极基片第一侧面的对应区域紧密连接，使得燃料电池发电单元被夹持并封装在阴极基片和阳极基片之间。
[0016]所述赋形燃料电池组件还包括从阴极集流片引出的阴极极耳和从阳极集流片引出的阳极极耳；阴极极耳和阳极极耳分别位于燃料电池发电单元的两侧；在与阴极极耳和阳极极耳对应的阳极基片上分别设置有阴极接线窗口和阳极接线窗口，使阴极极耳和阳极极耳的部分或全部暴露在外；
[0017]前一个燃料电池发电单元的阴极接线窗口处的阴极极耳和后一个燃料电池发电单元的阳极接线窗口处的阳极极耳电连接，第一个燃料电池发电单元的阳极接线窗口连接阳极集电线，最后一个燃料电池发电单元的阴极接线窗口连接阴极集电线。
[0018]一个所述阴极基片附着一个或多个阴极集流片及相应的阴极极耳，一个阳极基片附着一个或多个阳极集流片及相应的阳极极耳。
[0019]所述赋形支架包括电池承接板、翼面赋形板、连接板和裙板；
[0020]电池承接板的第一侧面与赋形燃料电池组件的阴极基片的第二侧面紧密连接，使得赋形燃料电池组件附着在赋形支架上，电池承接板上设置有与阴极流孔相对应的阴极进口；
[0021]翼面赋形板位于电池承接板第二侧面一侧，翼面赋形板的第一侧面与电池承接板的第二侧面相对，并在翼面赋形板和电池承接板之间形成空隙，翼面赋形板的第二侧面与机翼的翼面平滑过渡；
[0022]连接板围绕电池承接板和翼面赋形板的边缘布置，连接板的两个端面分别与电池承接板的第二侧面和翼面赋形板的第一侧面紧密连接，将电池承接板和翼面赋形板之间的空隙封闭，从而形成阴极腔，阴极腔两侧的连接板上分别设置有若干个阴极腔进口和阴极腔出口，阴极腔进口与进风口相连通，阴极腔出口与出风口相连通；
[0023]裙板围绕电池承接板的边缘布置，裙板的第一端面与电池承接板的第一侧面紧密连接，裙板的第二端面与卡槽的壁板紧密连接，从而在电池承接板和机翼的壁板之间形成阳极腔，赋形燃料电池组件位于阳极腔内。
[0024]所述进风口和出风口分别位于赋形支架的上风侧和下风侧，机翼外部的空气通过进风口和阴极腔进口进入阴极腔，进入阴极腔的空气一部分通过阴极进口和阴极流孔流向燃料电池发电单元的阴极，剩余部分连通燃料电池发电单元的产物通过出风口流出。
[0025]所述卡槽底部设置有阳极腔进口，阳极腔进口的另一端与燃料腔相连通，燃料腔内的燃料通过阳极腔进口进入阳极腔，进入阳极腔的燃料通过阳极流孔流向燃料电池发电单元的阳极。
[0026]所述赋形燃料电池组件各组成部分均采用柔性材质，根据机翼内壁面的形状进行剪裁和弯曲，燃料腔内储存的燃料包括烃类燃料和有机酸；所述烃类燃料包括压缩氢气、储氢合金、甲醇或乙醇，有机酸采用甲酸。
[0027]所述燃料电池发电单元的封装区域与阴极基片和阳极基片采用胶接、超声焊接或热压的方式进行连接；电池承接板和阴极基片采用胶接、超声焊接、激光焊接或热压的方式
进行连接；电池承接板、翼面赋形板、连接板和裙板之间通过胶接、焊接或一体成型的方式进行连接；裙板与机翼通过铰链连接、滑轨连接、胶接或焊接的方式进行连接。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术赋形燃料电池组件附着在赋形支架的外壁面上，搭载赋形燃料电池组件的赋形支架嵌在机翼壁板的卡槽内，赋形燃料电池组件及其辅助部件全部设置在机翼内部，不占据飞行器机体内部有效空间，同时由于赋形燃料电池组件在结构上是沿面铺设，大大改善了其散热性能和排水性能，系统不需要液冷循环和吹扫，可以直接利用阴极侧的进风进行风冷散热和排水，大幅提高系统的功率密度和能量密度。
附图说明
[0030]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0031]图1为本专利技术的基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置，其特征在于，包括：机翼(3)，所述机翼(3)内设置有燃料腔(6)，机翼(3)的上表面上开设有卡槽(31)以及若干进风口(4)和若干出风口(5)；进风口(4)的入口位于机翼(3)的上表面，出口位于卡槽(31)的侧壁；出风口(5)入口位于卡槽(31)的侧壁，出口位于机翼(3)的上表面；赋形燃料电池组件(1)，所述赋形燃料电池组件(1)通过赋形支架(2)压装于卡槽(31)内；赋形支架(2)，所述赋形支架(2)内设置有阴极腔(7)，赋形支架(2)与卡槽(31)的壁板之间设置有阳极腔(8)，阳极腔(8)与燃料腔(6)相连通。2.根据权利要求1所述的基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置，其特征在于，所述赋形燃料电池组件(1)包括若干燃料电池发电单元(11)、阴极基片(12)、阴极集流片(13)、阳极基片(14)和阳极集流片(15)；燃料电池发电单元(11)包括与阴极和阳极相对应的活性区域和围绕活性区域的封装区域；阴极集流片(13)附着在阴极基片(12)的第一侧面上，并与燃料电池发电单元(11)的阴极侧活性区域相接触；阴极基片(12)和阴极集流片(13)上均开设有若干个与阴极侧活性区域相对应的阴极流孔(16)，使燃料电池发电单元(11)的部分阴极侧活性区域暴露在外；阳极集流片(15)附着在阳极基片(14)的第一侧面上，并与燃料电池发电单元(11)的阳极侧活性区域相接触；阳极基片(14)和阳极集流片(15)上均开设有若干个与阳极侧活性区域相对应的阳极流孔(17)，使燃料电池发电单元(11)的部分阳极侧活性区域暴露在外。3.根据权利要求2所述的基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置，其特征在于，所述燃料电池发电单元(11)的封装区域两侧分别与阴极基片(12)第一侧面和阳极基片(14)第一侧面的对应区域紧密连接，使得燃料电池发电单元(11)被夹持并封装在阴极基片(12)和阳极基片(14)之间。4.根据权利要求2或3所述的基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置，其特征在于，所述赋形燃料电池组件(1)还包括从阴极集流片(13)引出的阴极极耳(13A)和从阳极集流片(15)引出的阳极极耳(15A)；阴极极耳(13A)和阳极极耳(15A)分别位于燃料电池发电单元(11)的两侧；在与阴极极耳(13A)和阳极极耳(15A)对应的阳极基片(14)上分别设置有阴极接线窗口(14A)和阳极接线窗口(14B)，使阴极极耳(13A)和阳极极耳(15A)的部分或全部暴露在外；前一个燃料电池发电单元(11)的阴极接线窗口(14A)处的阴极极耳(13A)和后一个燃料电池发电单元(11)的阳极接线窗口(14B)处的阳极极耳(15A)电连接，第一个燃料电池发电单元(11)的阳极接线窗口(14B)连接阳极集电线，最后一个燃料电池发电单元(11)的阴极接线窗口(14A)连接阴极集电线。5.根据权利要求4所述的基于赋形燃料电池组件的机翼动力一体化装置，其特征在于，一个所述阴极基片(12)附着一个或多个阴极集流片(13)及相应的阴极极耳(13A)，一个阳极基片(14)附着一个或多个阳极集流片(15)及相应的阳极极耳(15A)。6.根据权利要求1所述的基于赋形燃料电池组件的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兄文，闵小滕，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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