[发明专利]一种固定翼无人机空冷型燃料电池双堆集成动力系统

权利要求书

1.一种固定翼无人机空冷型燃料电池双堆集成动力系统，包括机身、位于机身前部的动力电机、位于机身后部的高压储氢罐和位于机身两侧的机翼；其特征在于，所述动力系统还包括两个对称设置于机身中部或机翼上的空冷型燃料电池电堆，及两个与空冷型燃料电池电堆对应的散热系统；两个空冷型燃料电池电堆的直流输出端并联或串联，氢气管路并联；

所述散热系统包括连通固定翼无人机外部和空冷型燃料电池电堆阴极空气流道进气端的空冷电堆前置导流模块，空冷电堆前置导流模块与固定翼无人机连接处的导流进气窗口，连通空冷型燃料电池电堆阴极空气流道出气端和固定翼无人机外部的空冷电堆后置导流模块，和空冷电堆后置导流模块与固定翼无人机连接处的导流出气窗口；

当两个空冷型燃料电池电堆对称设置于机身中部时，所述散热系统还包括设置于空冷电堆后置导流模块内部的冷却风扇；

当固定翼无人机启动或低速飞行时，冷却风扇开启，外部空气在冷却风扇的强制对流作用下，经导流进气窗口、空冷电堆前置导流模块被吸入阴极空气流道，将反应温度控制在理想温度区间；外部空气在阴极空气流道内反应后，经空冷电堆后置导流模块、导流出气窗口流出；

当固定翼无人机中速飞行时，冷却风扇关闭，固定翼无人机飞行时形成的相对空气流经导流进气窗口、空冷电堆前置导流模块流入阴极空气流道，反应后带走产热，形成电堆出口空气流，流入空冷电堆后置导流模块，冷却风扇在电堆出口空气流下被动转动，将反应温度控制在理想温度区间，经冷却风扇后的电堆出口空气流从导流出气窗口流出；

当固定翼无人机高速飞行时，冷却风扇关闭，通过调节导流进气窗口的开口大小，控制相对空气流流入空冷型燃料电池电堆的进风量；相对空气流在阴极空气流道内反应后带走产热，形成电堆出口空气流，流入空冷电堆后置导流模块，冷却风扇在电堆出口空气流下被动转动，将反应温度控制在理想温度区间，经冷却风扇后的电堆出口空气流从导流出气窗口流出；

当两个空冷型燃料电池电堆对称设置于机翼上时，所述动力系统适用于机翼上装有辅助螺旋桨的固定翼无人机，当固定翼无人机启动或飞行时，辅助螺旋桨自动开启；所述空冷型燃料电池电堆位于辅助螺旋桨后方，所述散热系统还包括设置于辅助螺旋桨后方、空冷电堆前置导流模块前端的机翼前置导流罩；

当固定翼无人机启动或低速飞行时，外部空气在辅助螺旋桨的强制对流作用下，经机翼前置导流罩、空冷电堆前置导流模块流入阴极空气流道，将反应温度控制在理想温度区间；外部空气在阴极空气流道内反应后，经空冷电堆后置导流模块、导流出气窗口流出；

当固定翼无人机中速飞行时，一方面外部空气在辅助螺旋桨的强制对流作用下经机翼前置导流罩、空冷电堆前置导流模块流入阴极空气流道，另一方面固定翼无人机飞行时形成的相对空气流经导流进气窗口、空冷电堆前置导流模块流入阴极空气流道；外部空气和相对空气流在阴极空气流道内反应后带走产热，将反应温度控制在理想温度区间，形成电堆出口空气流，经空冷电堆后置导流模块、导流出气窗口流出；

当固定翼无人机高速飞行时，通过调节导流进气窗口的开口大小，控制相对空气流流入空冷型燃料电池电堆的进风量；外部空气和相对空气流流入阴极空气流道，反应后带走产热，将反应温度控制在理想温度区间，形成电堆出口空气流，经空冷电堆后置导流模块、导流出气窗口流出。

2.根据权利要求1所述固定翼无人机空冷型燃料电池双堆集成动力系统，其特征在于，所述空冷型燃料电池电堆的阴极空气流道为并行波浪型流道。

3.根据权利要求1所述固定翼无人机空冷型燃料电池双堆集成动力系统，其特征在于，当固定翼无人机启动或低速飞行时，根据风扇风量控制信号控制冷却风扇的风量。