一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统及其飞行器

本发明涉及电池温控，尤其涉及一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统及其飞行器。

背景技术：

1、全电力飞行器备受关注，而基于锂离子电池的全电力飞行器受制于飞行环境及电池性能，难以实现安全飞行。本项目提出航空混合动力电池组全天候智能温控系统(包括硬件和软件)，以氢燃料电池/锂离子电池为电-电混合动力电池模组，设计嵌入式集成液流管道及温度自动调控系统，结合电池管理系统，实现两类电池外部热量交换，使电池组处于最优工作状态，确保全电力飞行器电能输出的稳定性、安全性和持久性。

2、目前国内外对于电池的热管理方案通常包括空气散热和温控板散热。空气散热是通过将外界冷空气通入电池中，利用空气在动力电池表面的对流带走热量，冷却效率有限。温控板散热利则是用液体作为导热流体对动力电池进行温度控制的元器件，一般以导热性好、密度较小的合金为主要材料，具有使电池单体之间温度分布更均匀，升温、降温速率容易控制等优点。

3、但在飞行器上，电池模组较大，温控散热板中冷却换热所需的冷却液用量较大，但受到飞行器上的安装空间局限，冷却液在经过换热后再次复冷效率较低，对于电池模组的冷却效果不足，对于电池模组的热控能力有待提高。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统及其飞行器。

2、为了达到上述发明目的，第一方面，本申请提供一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，采用的技术方案如下：

3、一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，包括通过用于存储冷却液的冷液仓和电池循环温控系统，电池循环温控系统包括通过管道循环连接的电池换热系统、热液仓和涵道冷却系统，管道内流动有冷却液，冷液仓通过管道连接在涵道冷却系统和电池换热系统之间，热液仓用于存储经过电池换热系统换热后的冷却液，管道上还设有用于控制冷液仓和电池循环温控系统之间的管道以及电池循环温控系统内的管道通断的阀门组件，以及泵送冷却液的泵送组件；

4、其中，电池换热系统设置于飞行器的电池组内，电池换热系统中的管道与电池组内的电池外壁相贴合；

5、涵道冷却系统设置于飞行器的涡扇发动机内，涵道冷却系统中的管道与涡扇发动机的涵道内壁相贴合。

6、优选的，电池的外壁上设有u型板，u型板包括若干个依次套设的u型管，若干个u型管的两端均同向且连通在管道上，冷却液从u型板上若干个u型管的同侧一端流向另一端；

7、电池的两侧外壁均设有u型板，电池两侧u型板的u型管内冷却液流动方向相反。

8、优选的，电池的外壁上设有u-a型板，u-a型板包括一个a型管和若干个依次套设在a型管外侧的u型管，a型管和若干个u型管的两端均同向且连通在管道上，冷却液从u-a型板上a型管和若干个u型管的同侧一端流向另一端；

9、电池的两侧外壁均设有u-a型板，电池两侧u-a型板的a型管和u型管内冷却液流动方向相反。

10、优选的，涵道冷却系统中的管道在涵道内沿涵道轴向延伸并沿涵道周向来回弯折呈蛇形管。

11、优选的，涵道的内壁上还同轴固定设置有翅冷板，翅冷板沿涵道轴向间隔设有多片，蛇形管穿过翅冷板并与翅冷板固定连接。

12、优选的，还包括二级冷却系统，二级冷却系统包括伸缩管，蛇形管的两端沿涵道轴向朝向同一端，伸缩管设置在蛇形管上每个平行于涵道轴向的直线段上，伸缩管靠近蛇形管远离自身端部的弯折处，涵道内设有用于驱使伸缩部沿涵道轴向伸缩的驱动件。

13、优选的，驱动件为驱动液压杆，蛇形管上位于伸缩管远离蛇形管端部的一侧设有活动翅板，活动翅板与蛇形管固定连接，驱动液压杆的一端与翅冷板固定连接、另一端与活动翅板固定连接。

14、优选的，阀门组件包括第一阀门、第二阀门和第三阀门，第一阀门设置在冷液仓与电池循环温控系统之间的管道上，第二阀门设置在电池循环温控系统中涵道冷却系统与冷液仓之间的管道上，第三阀门设置在电池换热系统与热液仓之间的管道上。

15、优选的，泵送组件包括第一水泵和第二水泵，第一水泵设置在冷液仓与电池循环温控系统之间的管道上，第二水泵设置在电池循环温控系统中涵道冷却系统与冷液仓之间的管道上。

16、第二方面，本申请提供一种飞行器，采用如下的技术方案：

17、一种飞行器，包括飞行器本体，飞行器本体的两侧均具有涵道，飞行器本体上应用有如本申请第一方面提供的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，可调节温控系统包括对称设置在飞行器本体两侧的涵道上的涵道冷却系统。

18、本发明的有益效果为：1、通过采用冷却液对电池组进行换热降温，再将冷却液输送入涵道冷却系统中回冷后，继续循环对电池组进行降温，能够有效控制电池组温度，确保电池组安全；

19、2、通过将涵道冷却系统中的管道嵌入飞行器涵道内壁中，在电驱动的涵道发动机内，飞行器飞行时冷空气经过涵道，能够对涵道中的管道换热降温，提高冷却液回冷效率，节能环保；

20、3、涵道内采用可伸缩的蛇形管，能够延长冷却液在涵道冷却系统中流动的长度，达到二级冷却效果，能够应对飞行器在起飞或降落等过程中，复杂温度变化等情形。

技术特征：

1.一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，其特征在于，包括通过用于存储冷却液的冷液仓(1)和电池循环温控系统，所述电池循环温控系统包括通过管道循环连接的电池换热系统(2)、热液仓(3)和涵道冷却系统(4)，所述管道内流动有冷却液，所述冷液仓(1)通过管道连接在涵道冷却系统(4)和电池换热系统(2)之间，所述热液仓(3)用于存储经过电池换热系统(2)换热后的冷却液，所述管道上还设有用于控制冷液仓(1)和电池循环温控系统之间的管道以及电池循环温控系统内的管道通断的阀门组件，以及泵送冷却液的泵送组件；

2.根据权利要求1所述的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，其特征在于，所述电池的外壁上设有u型板(5)，所述u型板(5)包括若干个依次套设的u型管(51)，若干个所述u型管(51)的两端均同向且连通在管道上，所述冷却液从u型板(5)上若干个u型管(51)的同侧一端流向另一端；

3.根据权利要求1所述的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，其特征在于，所述电池的外壁上设有u-a型板(50)，所述u-a型板(50)包括一个a型管(52)和若干个依次套设在a型管(52)外侧的u型管(51)，所述a型管(52)和若干个u型管(51)的两端均同向且连通在管道上，所述冷却液从u-a型板(50)上a型管(52)和若干个u型管(51)的同侧一端流向另一端；

4.根据权利要求1所述的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，其特征在于，所述涵道冷却系统(4)中的管道在涵道内沿涵道轴向延伸并沿涵道(16)周向来回弯折呈蛇形管(6)。

5.根据权利要求4所述的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，其特征在于，所述涵道(16)的内壁上还同轴固定设置有翅冷板(7)，所述翅冷板(7)沿涵道(16)轴向间隔设有多片，所述蛇形管(6)穿过翅冷板(7)并与翅冷板(7)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，其特征在于，还包括二级冷却系统，所述二级冷却系统包括伸缩管(8)，所述蛇形管(6)的两端沿涵道(16)轴向朝向同一端，所述伸缩管(8)设置在蛇形管(6)上每个平行于涵道(16)轴向的直线段上，所述伸缩管(8)靠近蛇形管(6)远离自身端部的弯折处，所述涵道(16)内设有用于驱使伸缩部沿涵道(16)轴向伸缩的驱动件。

7.根据权利要求6所述的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，其特征在于，所述驱动件为驱动液压杆(9)，所述蛇形管(6)上位于伸缩管(8)远离蛇形管(6)端部的一侧设有活动翅板(10)，所述活动翅板(10)与蛇形管(6)固定连接，所述驱动液压杆(9)的一端与翅冷板(7)固定连接、另一端与活动翅板(10)固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，其特征在于，所述阀门组件包括第一阀门(11)、第二阀门(12)和第三阀门(13)，所述第一阀门(11)设置在冷液仓(1)与电池循环温控系统之间的管道上，所述第二阀门(12)设置在电池循环温控系统中涵道冷却系统(4)与冷液仓(1)之间的管道上，所述第三阀门(13)设置在电池换热系统(2)与热液仓(3)之间的管道上。

9.根据权利要求1所述的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，其特征在于，所述泵送组件包括第一水泵(14)和第二水泵(15)，所述第一水泵(14)设置在冷液仓(1)与电池循环温控系统之间的管道上，所述第二水泵(15)设置在电池循环温控系统中涵道冷却系统(4)与冷液仓(1)之间的管道上。

10.一种飞行器，其特征在于，包括飞行器本体，所述飞行器本体的两侧均具有涵道，所述飞行器本体上应用有如权利要求1-9任意一项所述的一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统，所述可调节温控系统包括对称设置在飞行器本体两侧的涵道(16)上的涵道冷却系统(4)。

技术总结
本发明提供了一种节能环保的飞行器电池组可调节温控系统及其飞行器，属于电池温控技术领域，包括通过用于存储冷却液的冷液仓和电池循环温控系统，电池循环温控系统包括通过管道循环连接的电池换热系统、热液仓和涵道冷却系统，冷液仓通过管道连接在涵道冷却系统和电池换热系统之间，电池换热系统设置于飞行器的电池组内，电池换热系统中的管道与电池组内的电池外壁相贴合；涵道冷却系统设置于飞行器的涡扇发动机内，涵道冷却系统中的管道与涡扇发动机的涵道内壁相贴合。通过采用冷却液对电池组进行换热降温，再将冷却液输送入涵道冷却系统中回冷后，继续循环对电池组进行降温，能够有效控制电池组温度，确保电池组安全。

技术研发人员：粟长浩,林栎阳,罗铃,刘洪浦,陈柯旭,高浚森,葛晗
受保护的技术使用者：重庆交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11