[发明专利]混合动力多旋翼无人机水冷却系统及其应用方法

说明书

本发明属于无人机技术领域，公开了一种混合动力多旋翼无人机水冷却系统，发动机上设有发动机气缸冷却水套，旋翼驱动电机的定子外壳上设有电机定子散热孔道，旋翼支撑臂上设有旋翼支撑臂散热孔道；所述冷却系统还包括相连接的水箱、水泵；所述旋翼支撑臂散热孔道的出水口与水箱通过管道相连接；所述水泵出水口与旋翼支撑臂散热孔道进水口之间设置发动机气缸冷却水套、电机定子散热孔道；旋翼支撑臂散热孔道、水箱、水泵、发动机气缸冷却水套和/或电机定子散热孔道形成循环回路。本发明还公开了上述系统的应用方法。本发明利用无人机飞行时旋翼产生的风散热，降低散热系统的质量，提高散热系统的效率，降低动力系统的热负荷，增加动力系统的寿命。

技术领域

本发明涉及发动机冷却技术领域，混合动力多旋翼无人机技术领域，具体来说是一种轻质高效的混合动力多旋翼无人机水冷却系统。

背景技术

目前中型多旋翼无人机有很好的市场前景，应用十分广泛，比如航拍、巡检、物流、植保等。目前量产的多旋翼无人机以动力电池供电的方式为主，航时有限，满载最长10到15分钟。在未来的一段时间内，电池技术很难有突破性的进步，使用动力电池带来的航时问题很难从根本上解决。采用油电混合动力系统供电的方式既保留电驱动操纵灵活的特点，又可以很好的解决航时问题。

航空混合动力系统设计第一原则就是结构紧凑、轻质高效，有很高的功重比。混合动力系统结构上采用高速两冲程汽油机和高速永磁无刷直流电机通过机械直连组成，结构紧凑。冷却系统直接决定了动力系统的输出特性包括动力性和经济性、负荷强度和工作寿命，是混合动力系统的核心子系统。航空混合动力系统工作转速很高，工作在12000r/min以上，发动机气缸体和电机定转子发热严重。但航空混合动力系统散热条件差，大部分采用强制风冷的冷却方式，受质量限制，散热面积有限，冷却风流量有限；另外，多旋翼无人机一般工作状态下，飞行速度较低，动力系统表面冷却风量严重不足。产热、散热问题限制了混合动力系统的极限输出功率，使混合动力系统功重比难以提高。

水冷散热的方式散热效率高，冷却效果好，工作可靠，可以提高发动机的极限输出功率。使用水泵配合散热片、散热风扇的传统散热方式会大大增加冷却系统的质量，另外风扇及水泵增加功率损耗，降低动力系统的功重比。需要设计新的水冷却方式，既有较轻的质量，又有很高的散热效率。从而在质量不变或者增加很小的前提下，提高动力系统的输出功率，提高混合动力系统的功重比。

授权公告号为CN U、公告日为201年月日的中国发明专利说明书公开了一种。采用上述结构的，。因此，需要一种混合动力多旋翼无人机水冷却系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力多旋翼无人机水冷却系统及其应用方法，本发明去掉传统水冷系统的散热片和散热风扇，利用无人机飞行时旋翼产生的风散热，降低散热系统的质量，提高散热系统的效率，降低动力系统的热负荷，提高效率，增加动力系统的寿命。

本发明的第一个目的是提供一种混合动力多旋翼无人机水冷却系统，包括机舱、旋翼支撑臂、发动机、旋翼驱动电机，其特征是，所述发动机上设有发动机气缸冷却水套，旋翼驱动电机的定子外壳上设有电机定子散热孔道，旋翼支撑臂上设有旋翼支撑臂散热孔道；

所述机舱上设置相连接的水箱、水泵；

所述旋翼支撑臂散热孔道的出水口与水箱通过管道相连接；

所述水泵出水口与旋翼支撑臂散热孔道进水口之间设置发动机气缸冷却水套、电机定子散热孔道；

旋翼支撑臂散热孔道、水箱、水泵、发动机气缸冷却水套和/或电机定子散热孔道形成循环回路。

优选的，所述发动机气缸冷却水套、电机定子散热孔道串联设置。

优选的，所述发动机气缸冷却水套、电机定子散热孔道并联设置，并联设置的发动机气缸冷却水套、电机定子散热孔道上分别对应设有阀门。