一种具有阴极开放式空冷燃料电池动力系统的多旋翼无人机技术方案

本发明专利技术公开了一种具有模块化阴极开放式空冷燃料电池堆动力系统的多旋翼无人机

【技术实现步骤摘要】
一种具有阴极开放式空冷燃料电池动力系统的多旋翼无人机


[0001]本专利技术涉及一种具有阴极开放式空冷燃料电池动力系统的多旋翼无人机
。

技术介绍

[0002]氢燃料电池可以将氢气经过氧化还原反应与氧气结合生成水，同时产生较高热量和电流的能量转换装置，具有功率密度大
、
清洁
、
零排
、
安静和长续航的特点，是未来清洁能源发展的重要研究和产业化方向，目前已经广泛应用在交通
、
储能发电领域
。
[0003]开放式阴极燃料电池省略了燃料电池的阴极侧氧气的加湿
、
加压系统，同时也减去了原有的循环水散热系统，简化装置结构，直接通过配套的高速风扇来为燃料电池堆提供反应空气，带着多余热量，所以它的结构简单
、
系统自身消耗低
、
体积较小，广泛应用在小型便携式电源
、
电单车
、
无人机和部分小型汽车中
。
例如中国专利
CN305503935S《
无人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有模块化阴极开放式空冷燃料电池堆动力系统的多旋翼无人机，其特征在于包括：储氢系统，用于储存和供应氢气，其包括：储氢罐
、
多个氢气传输管路和氢气控制阀；阴极开放式空冷燃料电池系统，其包括：扰流支撑柱
、
具有上绝缘板和下绝缘板的绝缘板
、
上集流板和下集流板的集流板
、
膜电极
、
密封圈
、
双极板
、
上端板和下端板的端板
、
内部风道和紧固螺栓；动力系统，其包括旋翼
、
紧固装置和动力电机；无人机机身；智能控制系统和；蓄电池系统；其中：燃料电池系统为圆环型，内部风道为圆柱型，燃料电池系统通过扰流支撑柱与旋翼同轴线相连固定在无人机机身的机翼端，从而提高燃料电池系统的进气量和散热效果，并增加无人机内部的载重空间
。2.
根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于：所述储氢系统的储氢罐通过顶部的螺纹装置与氢气控制阀连接，氢气控制阀配有安装在阀门和气体传输管路之间的氢气压力监控装置，氢气传输管路连接燃料电池系统和氢气阀门，并被安装在无人机机翼中预留的中空管路中，用于传输氢气，当氢气消耗完毕时，通过更换储氢罐继续使用
。3.
根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于：扰流支撑柱的两端为螺纹结构，用于连接和支撑燃料电池系统和动力系统，同时增加燃料电池内部风道与外部空气接触面积，提升气体流动效果；扰流支撑柱的中间为螺旋结构，其直径小于燃料电池内部风道直径的
1/2
～
1/3
，其长度在燃料电池电堆的高度的
5/4
～
6/5
之间，以保证内部风道和顶部空间气体的流通性；扰流支撑柱的表面包裹了散热材料，并且在扰流支撑柱上分布了扰流热刺，从而增强扰流支撑柱的散热和
/
或扰流效果
。4.
根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于：所述阴极开放式空冷燃料电池系统的绝缘板用于紧固燃料电池系统和绝缘隔热；所述的集流板置于绝缘板和端板之间，预留有输出电流的传递耳，用于汇集电流；所述的上绝缘板通过螺栓紧固装置与无人机机身固定；所述的下绝缘板上预留了氢气传输接口
、
电流传递耳
、
紧固螺栓孔
、
扰流支撑柱螺栓孔的位置；所述的上绝缘板
、
上集流板为圆环形，内直径为双极板内径的
0.95
‑
0.90
倍，外直径为双极板直径的
1.05
‑
1.01
倍；所述的下绝缘板
、
下集流板为圆形，外直径为双极板直径的
1.05
‑
1.01
倍；所述的膜电极放置于燃料电池双极板之间，与两块双极板的阴极和阳极面同属于一块单电池单元；所述的膜电极包括气体扩散层
、
催化层和质子交换膜；所述密封圈被置于双极板和膜电极之间，用于隔绝水气；
所述双极板为圆环形结构，并具有阴极流道
、
阳极流道和密封圈凹槽，外空气在阴极流道内反应，氢气在密封的阳极流道内反应；所述的上端板只有阴极面，并被置于上集流板和膜电极之间；所述的下端板只有阳极面，并被置于下集流板和膜电极之间；所述的紧固螺栓安装在燃料电池的内环和外环，用于固定
、
锁紧燃料电池
。5.
根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于：动力系统用于为无人机的飞行提供动力，并加大燃料电池周边空气的流速，从而为燃料电池发电提供必要的空气和提供散热；动力电机通过传动轴与旋翼连接，利用燃料电池和蓄电池系统的电力驱动旋翼旋转；无人机机身用于为储氢系统
、
燃料电池系统
、
动力系统
、
蓄电池系统和智能控制系统提供安装空间，包括：中部核心区域

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晨，张景然，
申请(专利权)人：电子科技大学深圳高等研究院，
类型：发明
国别省市：