集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置制造方法及图纸

技术编号:23064904 阅读:38 留言:0更新日期:2020-01-10 20:59
一种集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置,驱动电源结构包括N个PCB板和N个热沉,所述N个PCB板与N组电源模块一一对应,所述N个热沉也与N组电源模块一一对应,每组电源模块中的所有电源模块均水平放置,所述电源模块的底端为铝基板,每组所述电源模块中的所有电源模块的作为焊接面的顶壁均与该组电源模块相对应的那个PCB板焊接,每组所述电源模块中的所有电源模块底端的铝基板的作为散热面的底壁均与该组电源模块相对应的那个热沉的顶壁相贴合。有效避免了现有技术中无人机的高速电机的驱动电源采用的壳体体积庞大、驱动电源结构中的风道内容易积尘、积水,电源部件防水密封做不好以致很容易引起其内部器件损坏的缺陷。

Centralized heat dissipation device of motor driving power for UAV

【技术实现步骤摘要】
集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置
本技术涉及无人机的电机驱动电源
,具体涉及一种集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机,或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比,无人机往往更适合那些太“愚钝,肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域,可分为军用与民用。军用方面,无人机分为侦察机和靶机。民用方面,无人机+行业应用,是无人机真正的刚需;目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用,大大的拓展了无人机本身的用途,发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。特别是近年来,以深圳大疆创新科技有限公司为首的无人机企业在世界范围内的行业地位越来越高,从而也带动了一批杰出的科技创新型企业也跻身于无人机的研发当中。无人机,特别是多旋翼无人机能够在空中悬浮,飞行范围受控,操作灵活、可靠性高在各行各业中备受青睐。无人机,特别是多旋翼无人机一般要求长续航、高载荷,因此必须采用高效可靠的动力技术。无人机中带有旋翼的无人机越来越多,特别是多旋翼无人机的多旋翼基本上没有活动部件,旋翼的可靠性、动力基本上取决于无刷电机的可靠性,特别是对于高载荷多旋翼无人机,即载荷大于100Kg的多旋翼无人机一般采用6轴高速电机提供动力,该电机采用作为驱动电源的开关电源驱动。随着载荷的增大,电机功率也在增大,驱动电源的功率、功耗也随之上升,这样使得驱动电源散热问题也越来越突显,由此选择合适的散热结构显得尤为重要。另外,无人机常用在户外作业,对驱动电源而言,防水防尘也特别重要。加上现有所述驱动电源总功率常常为12KW,这样驱动电源就采用壳体结构,壳体内部器件采用3层结构布置,每层上主要有4只1000W全砖模块,每层功耗能达300W。这样散热的结构普遍采用风机强制风冷散热,每层上4只模块的散热面紧贴一块型材散热器,型材散热器的散热齿的高度为40mm,风机气流通过散热器齿间隙,将热量带出壳体。但是无人机工作环境多变,对于每组器件的防护要求也较高。驱动电源要求完全密封,防护等级需IP65以上。现行方案对每层器件进行密封处理,把每层器件单独安装于一个壳体内,散热器露在壳体外侧,风机安装在散热器一端。依照这种方式组装成3套独立的电源部件,将3套电源部件并列排布,再在并列排布后的3套电源部件的外围加上前后、上下盖板,组装成一台电源,在电源部件之间形成风道,利用风机强制风冷对电源进行散热。再通过防水连接器,将电源部件进行连接,实现其供电要求。驱动电源悬挂于无人机下方,电源部件之间形成的风道水平放置。这样驱动电源的总功耗为900W,每个电源部件上都需要一定高度的散热器,并配备3组直流风机对驱动电源散热器进行降温。这样就会使得驱动电源整体体积大,重量大,占用无人机所使用的有效载荷和承载空间大,限制的无人机的机动性和挂载能力,使得无人机大部分有效功用来克服自身重量,偏离了无人机设计初衷。这样单独密封多层并列排布的方式使得壳体结构变得体积庞大,加工难度增加,成本增加,后期维修、拆装过程繁琐,有悖于无人机搭载部件小型化,高效化及其便捷性的要求。驱动电源水平搭载与无人机上,所述风道的风向易受水平自然风的干扰,在自然风与驱动电源风道气流方向相反的情况下,所述风机有停机的隐患。风机停转,驱动电源内部温度升高,电源模块常会出于自我保护的目的而断电,这样无人机的电机供电也会中断,无人机会空中坠落会造成设备损坏,威胁无人机之下的人员安全。只有驱动电源可靠运行,才能为无人机提供源源不断的动力支持。现有驱动电源的方案,风道内容易积尘、积水,电源部件防水密封做不好以致很容易引起其内部器件损坏。
技术实现思路
为解决上述问题,本技术提供了一种集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置,有效避免了现有技术中无人机的高速电机的驱动电源采用的壳体体积庞大、驱动电源结构中的风道内容易积尘、积水,电源部件防水密封做不好以致很容易引起其内部器件损坏的缺陷。为了克服现有技术中的不足,本技术提供了一种集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置的解决方案,具体如下:一种集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置,包括设置在中空长方体状的壳体5中的驱动电源结构,所述驱动电源结构包括驱动电源,所述驱动电源包括N组电源模块,每组电源模块包括M个电源模块1,其中N为不小于1的正整数,M为不小于1的正整数,所述电源模块1与无人机的高速电机连接;所述驱动电源结构还包括N个PCB板2和N个热沉3,所述N个PCB板2与N组电源模块一一对应,所述N个热沉3也与N组电源模块一一对应,每组电源模块中的所有电源模块1均水平放置,所述电源模块1的底端为铝基板,每组所述电源模块中的所有电源模块1的作为焊接面的顶壁均与该组电源模块相对应的那个PCB板2焊接,每组所述电源模块中的所有电源模块1底端的铝基板4的作为散热面的底壁均与该组电源模块相对应的那个热沉3的顶壁相贴合。所述电源模块1底端的铝基板4同与之相贴合的热沉3通过螺钉固定。所述电源模块1底端的铝基板4同与之相贴合的热沉3之间涂抹着导热硅脂。所述集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置还包括N个热管组,所述N个热沉3与N个热管组一一对应,每个所述热管组均包括若干根热管6,每个所述热管组中所有的热管6的一端均贯穿透过与该热管组相对应的那个热沉3的两个相向的边壁并直至伸出中空长方体状的壳体5之外。所述中空长方体状的壳体5包含处在前端的前面板7、处在后端的后面板、处在顶端的盖板8、处在底端的底板、处在左端的左侧板9和处在右端的右侧板10;所述盖板与采用拼板焊接方式焊接起来的处在前端的前面板7、处在后端的后面板、处在底端的底板、处在左端的左侧板9和处在右端的右侧板10组成的箱体的顶端相连,所述箱体的顶部的端面开有U型槽,所述U型槽内装有密封条。所述热管6穿过所述中空长方体状的壳体5的前面板7、后面板、左侧板9或右侧板10延伸到壳体外部,所述热管6同所述中空长方体状的壳体5的前面板7、后面板、左侧板9或右侧板10的穿孔之间加装密封圈。所述中空长方体状的壳体5的前面板7、后面板、左侧板9或右侧板10之外相向分布有若干散热翅片11,所述热管穿透每个散热翅片11。所述散热翅片11的个数为30。每个所述散热翅片11厚度为0.4mm,所述散热翅片11的长度和宽度分别同与之相向的所述中空长方体状的壳体5的前面板7、后面板、左侧板9或右侧板10的长度和宽度的大小相等,且所述散热翅片11同与之相向的所述中空长方体状的壳体5的前面板7、后面板、左侧板9或右侧板10保持平行。所述中空长方体状的壳体5与所述散热翅片11均设置在无人机的螺旋桨叶下方。本技术的有益效果为:本技术能够将驱动电源的多层单独散热改为集中散热,让功耗大的无本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置,其特征在于,包括设置在中空长方体状的壳体中的驱动电源结构,所述驱动电源结构包括驱动电源,所述驱动电源包括N组电源模块,每组电源模块包括M个电源模块,其中N为不小于1的正整数,M为不小于1的正整数,所述电源模块与无人机的高速电机连接;/n所述驱动电源结构还包括N个PCB板和N个热沉,所述N个PCB板与N组电源模块一一对应,所述N个热沉也与N组电源模块一一对应,每组电源模块中的所有电源模块均水平放置,所述电源模块的底端为铝基板,每组所述电源模块中的所有电源模块的作为焊接面的顶壁均与该组电源模块相对应的那个PCB板焊接,每组所述电源模块中的所有电源模块底端的铝基板的作为散热面的底壁均与该组电源模块相对应的那个热沉的顶壁相贴合。/n

【技术特征摘要】
1.一种集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置,其特征在于,包括设置在中空长方体状的壳体中的驱动电源结构,所述驱动电源结构包括驱动电源,所述驱动电源包括N组电源模块,每组电源模块包括M个电源模块,其中N为不小于1的正整数,M为不小于1的正整数,所述电源模块与无人机的高速电机连接;
所述驱动电源结构还包括N个PCB板和N个热沉,所述N个PCB板与N组电源模块一一对应,所述N个热沉也与N组电源模块一一对应,每组电源模块中的所有电源模块均水平放置,所述电源模块的底端为铝基板,每组所述电源模块中的所有电源模块的作为焊接面的顶壁均与该组电源模块相对应的那个PCB板焊接,每组所述电源模块中的所有电源模块底端的铝基板的作为散热面的底壁均与该组电源模块相对应的那个热沉的顶壁相贴合。


2.根据权利要求1所述的集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置,其特征在于,所述电源模块底端的铝基板同与之相贴合的热沉通过螺钉固定。


3.根据权利要求1所述的集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置,其特征在于,所述电源模块底端的铝基板同与之相贴合的热沉之间涂抹着导热硅脂。


4.根据权利要求1所述的集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置,其特征在于,所述集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置还包括N个热管组,所述N个热沉与N个热管组一一对应,每个所述热管组均包括若干根热管,每个所述热管组中所有的热管的一端均贯穿透过与该热管组相对应的那个热沉的两个相向的边壁并直至伸出中空长方体状的壳体之外。


5.根据权利要求4所述的集中式用于无人机的电机驱动电源的散热装置,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:张少飞
申请(专利权)人:西安福华力能电源有限公司
类型:新型
国别省市:陕西;61

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