JP2023089988A - cooling system - Google Patents
cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023089988A JP2023089988A JP2021204693A JP2021204693A JP2023089988A JP 2023089988 A JP2023089988 A JP 2023089988A JP 2021204693 A JP2021204693 A JP 2021204693A JP 2021204693 A JP2021204693 A JP 2021204693A JP 2023089988 A JP2023089988 A JP 2023089988A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- cooling
- inverter
- flow path
- cooling system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 126
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 13
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電動航空機のプロペラを回転させるモータと、モータの動作を制御するインバータ装置とを冷却する冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system that cools a motor that rotates a propeller of an electric aircraft and an inverter device that controls the operation of the motor.
近年、電動航空機の開発が盛んである。このような航空機には、例えば電動垂直離着陸機がある。電動垂直離着陸機は、eVTOLと称される。電動航空機は、複数のプロペラ装置を備える。プロペラ装置は、プロペラと、電動モータとを備える。本明細書では、電動モータを、単にモータとも称する。モータは、プロペラを回転させる。 In recent years, the development of electric aircraft is prosperous. Such aircraft include, for example, electric vertical take-off and landing aircraft. An electric vertical take-off and landing vehicle is referred to as an eVTOL. An electric aircraft includes a plurality of propeller devices. The propeller device includes a propeller and an electric motor. In this specification, the electric motor is also simply referred to as a motor. A motor rotates the propeller.
特許文献1には、電動航空機(マルチコプター)のモータを冷却するための技術が示される。この技術において、モータの外周面には、複数のフィンが形成される。また、モータの外部には、ファンホイールが設けられる。ファンホイールは、モータの回転軸に接続される。この構造において、モータの熱は、各々のフィンに伝搬する。モータの回転に伴い、ファンホイールが回転する。すると、互いに隣接するフィンの間に冷却風が流れる。このため、各フィンは、冷却風によって冷却される。
電動航空機のモータは、インバータに接続される。インバータはモータの数だけ設けられる。各モータと同様に、各インバータは発熱する。このため、各モータの冷却と同様に、各インバータの冷却も必要である。 The motor of the electric aircraft is connected to the inverter. As many inverters as there are motors are provided. Like each motor, each inverter generates heat. Therefore, cooling of each inverter is necessary as well as cooling of each motor.
インバータを冷却するためには、例えばラジエータ等の冷却装置を電動航空機に設ければよい。しかし、ラジエータが電動航空機に設けられると、電動航空機が重くなる。すると、電動航空機の単位飛行距離当たりの消費電力が増加する。言い換えると、電動航空機の航続距離が短くなる。このため、電動航空機の重量増加をできるだけ抑えて、各インバータを冷却する技術が望まれる。 In order to cool the inverter, the electric aircraft may be provided with a cooling device such as a radiator. However, when a radiator is provided in an electric aircraft, the electric aircraft becomes heavy. As a result, the power consumption per unit flight distance of the electric aircraft increases. In other words, the cruising range of the electric aircraft is shortened. Therefore, a technique for cooling each inverter while suppressing an increase in the weight of the electric aircraft as much as possible is desired.
本発明は上述した課題を解決することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the problems described above.
本発明の態様は、電動航空機のプロペラを回転させるモータと、前記モータの動作を制御するインバータ装置とを冷却する冷却システムであって、前記モータの径方向外側に位置し、複数のフィンを有する放熱体と、前記モータの固定子と複数の前記フィンとの間に位置し、冷却液を流すモータ冷却流路と、前記冷却液を流すことによって前記インバータ装置を冷却するインバータ冷却流路と、前記モータ冷却流路から前記インバータ冷却流路に前記冷却液を流す第1流路と、前記インバータ冷却流路から前記モータ冷却流路に前記冷却液を流す第2流路と、前記第1流路と前記第2流路とのいずれか一方に設けられるポンプとを備え、前記冷却液は、前記モータ冷却流路から、前記第1流路、前記インバータ冷却流路、前記第2流路の順に流れて前記モータ冷却流路に戻り、前記モータと前記インバータ装置の各々から吸熱し、前記フィンに放熱する、冷却システム。 An aspect of the present invention is a cooling system that cools a motor that rotates a propeller of an electric aircraft and an inverter device that controls the operation of the motor, the cooling system being positioned radially outward of the motor and having a plurality of fins. a heat radiator, a motor cooling passage positioned between the stator of the motor and the plurality of fins, through which cooling liquid flows, an inverter cooling passage through which the cooling liquid flows to cool the inverter device; a first flow path for flowing the cooling liquid from the motor cooling flow path to the inverter cooling flow path; a second flow path for flowing the cooling liquid from the inverter cooling flow path to the motor cooling flow path; and a pump provided in either one of the passage and the second passage, wherein the cooling liquid is supplied from the motor cooling passage to the first passage, the inverter cooling passage, and the second passage. A cooling system that flows sequentially back to the motor cooling passage, absorbs heat from each of the motor and the inverter device, and radiates heat to the fins.
本発明によれば、簡素且つ軽量な構成でモータ及びインバータ装置を冷却することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a motor and an inverter apparatus can be cooled with a simple and lightweight structure.
[1 電動航空機10の全体の構成]
図1を用いて、電動航空機10の全体の構成を説明する。図1は、電動航空機10の斜視図である。本実施形態の電動航空機10は、eVTOL機である。但し、本発明は、マルチコプターにも使用可能である。本明細書では、電動航空機10を単に航空機10とも称する。
[1 Overall Configuration of Electric Aircraft 10]
The overall configuration of the
航空機10は、胴体12と、前翼14と、後翼16と、2つのブーム18と、複数の離着陸用のプロペラ装置20と、複数の巡航用のプロペラ装置22と、を備える。胴体12は、前後方向に長い。前翼14は、胴体12の前後方向の中間部よりも前方に配置される。前翼14は、胴体12の上部に接続される。後翼16は、胴体12の前後方向の中間部よりも後方に配置される。後翼16は、胴体12にパイロン24を介して接続される。
The
2つのブーム18は、右ブーム18Rと、左ブーム18Lとを含む。各々のブーム18は、前後方向に延びる。右ブーム18Rは、胴体12の右方に配置される。右ブーム18Rは、右方に向かって弧状に湾曲する。右ブーム18Rは、前翼14の右翼端に接続され、且つ、後翼16の右翼に接続される。左ブーム18Lは、胴体12の左方に配置される。左ブーム18Lは、左方に向かって弧状に湾曲する。左ブーム18Lは、前翼14の左翼端に接続され、且つ、後翼16の左翼に接続される。なお、各々のブーム18は、直線状であってもよい。
The two
各ブーム18は、複数のプロペラ装置20を備える。本実施形態において、各ブーム18は、4つのプロペラ装置20を備える。なお、各ブーム18が、2、3又は5以上のプロペラ装置20を備えてもよい。各ブーム18において、4つのプロペラ装置20は、ブーム18の延伸方向に沿って順に配置される。
Each
胴体12は、複数のプロペラ装置22を備える。本実施形態において、胴体12は、2つのプロペラ装置22を備える。なお、胴体12は、1又は3以上のプロペラ装置22を備えてもよい。2つのプロペラ装置22は、胴体12の後端部に左右に並べて配置される。
[2 プロペラ装置20の構造]
図2~図6を用いて、航空機10に設けられる離着陸用のプロペラ装置20を説明する。図2は、フェアリング40を除いたプロペラ装置20の斜視図である。図3は、プロペラ装置20の断面図である。図3は、ブーム18の延伸方向と直交し、且つ、モータ44の軸線を含む断面図である。図4は、図3で示されるプロペラ装置20のIV-IV線断面図である。図4は、左ブーム18Lの一番前に配置されるプロペラ装置20の断面図である。他のプロペラ装置20の断面構造も、基本的には図4で示される断面構造と同じである。図5は、駆動部28とプロペラ30との側面図である。図6は、放熱体46の斜視図である。
[2 Structure of Propeller Device 20]
A take-off and
図3で示されるように、プロペラ装置20は、収容部26と、駆動部28と、プロペラ30とを有する。なお、回転翼機において、「プロペラ」は、「ロータ」とも称される。但し、本明細書では、「ロータ」とモータ44の回転子(ロータ)66との混同を避けるために、「プロペラ」という名称を使用する。プロペラ30は、ハブ32と、プロペラ回転軸34と、複数のブレード36とを有する。
As shown in FIG. 3 , the
収容部26は、フレーム38と、フェアリング40とを有する。フレーム38は、ブーム18の骨格である。フレーム38は、駆動部28、インバータ装置96(図7)等を支持する部品である。フレーム38は、前翼14及び後翼16に接続される。フェアリング40は、フレーム38を覆う部品である。フェアリング40は、上下方向に貫通する孔42を形成する。収容部26は、孔42に駆動部28を収容する。
The
駆動部28は、モータ44と、放熱体46と、モータマウント48と、ギアボックス50と、可変ピッチ機構52と、2つのアクチュエータ54と、ファン56とを有する。各々の構成の軸線同士は、互いに重なる。なお、アクチュエータ54は3つ以上あってもよい。
The
モータ44は、交流モータである。図3で示されるように、モータ44は、モータハウジング58と、モータ回転軸60と、2つのベアリング62U、62Lと、固定子64と、回転子66とを有する。モータハウジング58は、複数の部材を組み合わせて形成される。モータハウジング58は、モータ回転軸60の一部と、固定子64と、回転子66とを収容する。ベアリング62Uは、モータハウジング58の上端部に固定される。ベアリング62Lは、モータハウジング58の下端部に固定される。2つのベアリング62U、62Lの各々は、モータ回転軸60を回転可能に支持する。モータ回転軸60は、回転子66に固定される。固定子64は、回転子66の径方向外側に位置する。固定子64には、各相のコイル(不図示)が配置される。各相のコイルには、電源からインバータ回路104(図7)を経由して交流の電力が供給される。
図4で示されるように、モータハウジング58は、4つのモータ固定部68を有する。各々のモータ固定部68は、モータハウジング58の外周の径方向外側に突出する。各々のモータ固定部68は、モータハウジング58の中で、相対的に上部に位置する。各々のモータ固定部68は、上下方向の同一高さに位置する。各々のモータ固定部68は、モータ44の軸線を中心にして、周方向に等間隔で配置される。例えば、各々のモータ固定部68は、固定子64及び回転子66の上方に位置する。各々のモータ固定部68は、モータマウント48の第1支持部82にボルト、溶接等によって固定される。なお、モータ固定部68の数は、2つであってもよい。但し、モータ44を安定させるためには、モータ固定部68の数は、3つ以上であることが好ましい。
As shown in FIG. 4,
放熱体46は、モータ44の径方向外側に位置する。図6で示されるように、放熱体46は、放熱体筒部70と、複数のフィン72とを有する。放熱体筒部70は、モータハウジング58の外周面を覆うように、モータハウジング58に取り付けられる。各フィン72は、放熱体筒部70から放熱体筒部70の径方向外側に延び、且つ、放熱体筒部70の軸線方向(モータ44の軸線方向)に延びる。複数のフィン72は、放熱体筒部70を囲む。互いに隣接する2つのフィン72の間には、放熱体筒部70の軸線方向に延びる空間が形成される。なお、放熱体46とモータハウジング58とが一体であってもよい。例えば、モータハウジング58が複数のフィン72を有してもよい。
The
図3で示されるように、モータハウジング58と放熱体筒部70との間には、モータ冷却流路74が形成される。モータ冷却流路74は、モータ44の外周面及び放熱体46の内周面に沿って形成される。モータ冷却流路74は、モータ44の軸線方向に並ぶ複数部分に区切られる。但し、各部分の流路は、複数箇所で互いに連通している。
As shown in FIG. 3 , a motor
放熱体46には、モータ冷却流路74の入口74i(図7)と出口74o(図7)とが形成される。モータ冷却流路74には、冷却液が流れる。冷却液は、入口74iからモータ冷却流路74に流入し、モータ冷却流路74を流れ、出口74oから外部に流出する。なお、モータ冷却流路74は、モータハウジング58に形成されていてもよい。また、モータ冷却流路74は、放熱体筒部70に形成されていてもよい。このように、モータ冷却流路74は、固定子64と複数のフィン72との間に配置されていればよい。
The
モータマウント48は、各々のフィン72と離間した状態で、放熱体46の周りに位置する。モータマウント48は、モータ44及び放熱体46を囲む。モータマウント48は、モータ44及び放熱体46と共に、フェアリング40の孔42に収容される。フェアリング40の上端部と下端部との間の内周面(孔42を形成する内周面)の一部には、マウント配置部76が形成される。モータマウント48は、マウント配置部76に配置される。モータマウント48は、マウント筒部78と、マウント固定部80と、第1支持部82と、2つの第2支持部84(図5)とを有する。
A
マウント筒部78は、放熱体46が取り付けられたモータ44を収容する。マウント筒部78は、収容された放熱体46及びモータ44を囲む。マウント筒部78は、モータ44の軸線方向に延びる。マウント筒部78の内径は、フェアリング40の孔42の内径と略等しい。また、マウント筒部78の軸線は、孔42の軸線と重なる。モータマウント48がマウント配置部76に配置された状態で、マウント筒部78の内周面とフェアリング40の内周面との境界の段差及び隙間は、できるだけ小さいことが好ましい。
The
フェアリング40の内周面とマウント筒部78の内周面とは、上下方向に貫通するダクト86として機能する。ダクト86の内部には、モータ44及び放熱体46が位置する。詳細は後述するが、ファン56が回転することによって、ダクト86には冷却風が流れる。マウント筒部78の内周面とフェアリング40の内周面との境界の段差及び隙間を小さくすることによって、冷却風の流れの圧損を小さくすることができる。
The inner peripheral surface of the fairing 40 and the inner peripheral surface of the
マウント固定部80は、モータマウント48をフレーム38に固定する。例えば、マウント固定部80は、左右に延びるフランジである。マウント固定部80は、ブーム18のフレーム38にボルト、溶接等によって固定される。なお、マウント固定部80は、フランジでなくてもよい。例えば、マウント固定部80は、マウント筒部78の下端部であってもよい。この場合、フレーム38が上方に突出する突出部を有し、マウント固定部80(マウント筒部78の下端部)がフレーム38の突出部に篏合してもよい。
A
図5で示されるように、第1支持部82は、モータハウジング58の各々のモータ固定部68を支持する。例えば、第1支持部82は、マウント筒部78の上端部に位置する。2つの第2支持部84の各々は、アクチュエータ54を支持する。例えば、2つの第2支持部84は、マウント筒部78の外周部分から突出する。2つの第2支持部84は、ブーム18の延伸方向に沿って配置される。
As shown in FIG. 5 , the
モータマウント48の上端、すなわち第1支持部82は、各々のフィン72の上端よりも上方に位置する。これにより、各々の第1支持部82は、各々のフィン72に接触することなくモータ44を支持することができる。一方、モータマウント48の下端は、各々のフィン72の下端よりも上方に位置する。但し、モータマウント48の下端は、各々のフィン72の下端よりも下方に位置してもよい。また、モータマウント48の下端は、各々のフィン72の下端と同じ高さに位置してもよい。
The upper end of the
モータマウント48は、モータ44をフレーム38に固定する固定部材として機能する。また、モータマウント48は、モータ44の周囲に冷却風を案内するダクト86としても機能する。より具体的には、モータマウント48は、互いに隣接する2つのフィン72の間に冷却風を案内するダクト86としても機能する。また、モータマウント48は、アクチュエータ54を支持する支持部材としても機能する。なお、モータマウント48がブーム18のフレーム38に形成されていてもよい。つまり、フレーム38が、モータ44を直接支持してもよい。
Motor mount 48 functions as a fixing member that secures
ギアボックス50は、モータ44の上方に位置する。ギアボックス50は、モータ44のモータ回転軸60とプロペラ30のプロペラ回転軸34とを連結する複数のギアを有する。複数のギアは、モータ回転軸60の回転速度を減速してプロペラ回転軸34に伝達する。なお、ギアボックス50がモータ44と一体化されていてもよい。例えば、複数のギアがモータハウジング58の内部に設けられていてもよい。
A
ギアボックス50は、プロペラ回転軸34を回転可能に支持する。図5で示されるように、ギアボックス50の外側には、複数の梁部88が形成される。各梁部88は、プロペラ回転軸34の軸線方向とプロペラ回転軸34の径方向とに延びる。本実施形態では、ギアボックス50は、4つの梁部88を有する。各々の梁部88は、プロペラ回転軸34の軸線を中心にして、周方向に等間隔で配置される。
The
可変ピッチ機構52は、プロペラ30のブレード36のピッチを調整する。可変ピッチ機構52は、移動部材90を有する。移動部材90は、プロペラ回転軸34に沿って上下に移動可能である。移動部材90は、リンク機構(不図示)に接続される。リンク機構は、移動部材90の移動に応じて、各ブレード36のピッチを変化させる。図5で示されるように、移動部材90は、プロペラ回転軸34を中心にして、プロペラ回転軸34の径方向外側の2方向に延びる。具体的には、移動部材90は、ブーム18の延伸方向に沿って延びる。移動部材90の一端部(前端部)には、第1のアクチュエータ54が接続される。移動部材90の他端部(後端部)には、第2のアクチュエータ54が接続される。
A
各々のアクチュエータ54は、上下方向に伸縮可能である。各々のアクチュエータ54は、例えばボールねじを有する。第1のアクチュエータ54の上端部は、移動部材90の前端部に接続される。第1のアクチュエータ54の下端部は、前方の第2支持部84に接続される。第2のアクチュエータ54の上端部は、移動部材90の後端部に接続される。第2のアクチュエータ54の下端部は、後方の第2支持部84に接続される。2つのアクチュエータ54は、同調して動作する。2つのアクチュエータ54は、移動部材90を上下に移動させる。
Each
ファン56は、モータ44の下方に位置する。ファン56は、モータ回転軸60に接続される。従って、モータ回転軸60が回転すると、ファン56は回転する。基本的には、モータ回転軸60は一定方向に回転するため、ファン56も一定方向に回転する。ファン56が回転すると、ダクト86には上から下に向かう冷却風が発生する。
[3 冷却システム92]
図7と図8を用いて、モータ44及びインバータ回路104を冷却するための冷却システム92を説明する。図7は、冷却システム92のブロック図である。図8は、モータ44とインバータ装置96との配置図である。
[3 Cooling system 92]
A
モータ44には、電源からインバータ回路104を介して電力が供給される。モータ44及びインバータ回路104は発熱する。航空機10は、モータ44とインバータ回路104とを冷却する冷却システム92を有する。図7で示されるように、冷却システム92は、フライトコントローラ94と、インバータ装置96と、モータ44と、冷却回路100と、を有する。
Electric power is supplied to the
フライトコントローラ94は、CPU等のプロセッサ及びメモリを有する。フライトコントローラ94は、胴体12に配置される。フライトコントローラ94は、航空機10を統括して制御する。フライトコントローラ94は、操縦士が行う操作、航空機10の状態等に応じて、制御対象と制御量を決めて、制御対象のコントローラに指示信号を出力する。また、フライトコントローラ94は、2つのアクチュエータ54を制御する。
The
インバータ装置96は、インバータコントローラ102と、インバータ回路104とを有する。1つのモータ44に対して、1つのインバータ装置96が設けられる。例えば、図8で示されるように、インバータ装置96は、対応するモータ44の近くに配置される。具体的には、インバータ装置96は、モータ44と共にブーム18に配置される。
The
インバータコントローラ102は、CPU等のプロセッサ及びメモリを有する。インバータコントローラ102は、インバータ装置96に対応するモータ44を制御する。インバータコントローラ102は、フライトコントローラ94から出力される指示信号に応じて、インバータ回路104に制御信号を出力する。また、インバータコントローラ102は、冷却回路100のポンプ112を制御する。モータ44には、温度センサ(不図示)が設けられる。インバータ回路104には、温度センサ(不図示)が設けられる。例えば、インバータコントローラ102は、各々の温度センサによって検出される温度等を取得する。インバータコントローラ102は、メモリに記憶されるマップ、演算式等に基づいて、各々の温度に対応するポンプ112の流量を演算する。インバータコントローラ102は、演算した回転速度になるようにポンプ112の流量を制御する。
The
インバータ回路104は、例えば、複数相のフルブリッジ型で構成される。インバータ回路104は、スイッチング素子(不図示)のスイッチング動作によって、電源から供給される直流の電力を複数相の交流の電力に変換してモータ44に供給する。スイッチング素子は、インバータコントローラ102から出力される制御信号に応じてオンオフ動作する。
The
冷却回路100は、モータ冷却流路74と、インバータ冷却流路106と、第1流路108と、第2流路110と、ポンプ112とを有する。冷却回路100は、冷却液を循環させる閉回路である。
図3を用いて説明したように、モータ冷却流路74は、モータ44の固定子64の周囲に設けられる。モータ冷却流路74の出口74oは、第1流路108に連通する。モータ冷却流路74の入口74iは、第2流路110に連通する。一方、インバータ冷却流路106は、インバータ回路104の周囲に設けられる。インバータ冷却流路106の入口106iは、第1流路108に連通する。インバータ冷却流路106の出口106oは、第2流路110に連通する。
As described with reference to FIG. 3 , the
ポンプ112は、第1流路108に設けられる。ポンプ112は、冷却液を、冷却回路100の内部で循環させる。例えば、冷却液は、ポンプ112から、第1流路108、インバータ冷却流路106、第2流路110、モータ冷却流路74、第1流路108の順に流れて、ポンプ112に戻る。
A
[4 モータ44及びインバータ回路104の冷却方法]
インバータコントローラ102は、インバータ回路104に制御信号を出力し、モータ44を回転させる。モータ44が回転すると、プロペラ30が回転すると共にファン56が回転する。すると、ダクト86の上開口において、ダクト86の外部から内部に外気が吸入される。外気は、冷却風となる。図3において、冷却風は矢印Wで示される。冷却風は、ダクト86の内部を下方に流れる。冷却風は、互いに隣接する2つのモータ固定部68(図4)の間を通過して、モータマウント48の内部に流入する。冷却風は、モータマウント48の内部を、放熱体46に沿って下方に流れる。冷却風は、放熱体46を冷却する。ダクト86の下開口において、ダクト86の内部から外部に冷却風が排出される。
[4 Cooling Method for
The
インバータコントローラ102は、ポンプ112を動作させる。ポンプ112が動作すると、冷却液は、冷却回路100を循環する。冷却液は、モータ44及びインバータ回路104から吸熱し、放熱体46に放熱する。放熱体46は、冷却風によって冷却される。つまり、冷却液の温度は、モータ冷却流路74で低下する。
このように、本実施形態によれば、モータ44を冷却するために設けられた放熱体46が、インバータ回路104を冷却する機能を有する。
Thus, according to the present embodiment, the
[5 冷却システム92の変形例]
図9は、冷却システム92の変形例のブロック図である。例えば、フライトコントローラ94からポンプ112までの距離が、インバータ装置96(インバータコントローラ102)からポンプ112までの距離より短いことがある。このような場合、図9で示されるように、フライトコントローラ94が直接ポンプ112を制御してもよい。
[5 Modified Example of Cooling System 92]
FIG. 9 is a block diagram of a variation of cooling
[6 実施形態から得られる発明]
上記実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。
[6 Inventions Obtained from Embodiments]
Inventions that can be understood from the above embodiments will be described below.
本発明の態様は、電動航空機(10)のプロペラ(30)を回転させるモータ(44)と、前記モータの動作を制御するインバータ装置(96)とを冷却する冷却システム(92)であって、前記モータの径方向外側に位置し、複数のフィン(72)を有する放熱体(46)と、前記モータの固定子(64)と複数の前記フィンとの間に位置し、冷却液を流すモータ冷却流路(74)と、前記冷却液を流すことによって前記インバータ装置を冷却するインバータ冷却流路(106)と、前記モータ冷却流路から前記インバータ冷却流路に前記冷却液を流す第1流路(108)と、前記インバータ冷却流路から前記モータ冷却流路に前記冷却液を流す第2流路(110)と、前記第1流路と前記第2流路とのいずれか一方に設けられるポンプ(112)とを備え、前記冷却液は、前記モータ冷却流路から、前記第1流路、前記インバータ冷却流路、前記第2流路の順に流れて前記モータ冷却流路に戻り、前記モータと前記インバータ装置の各々から吸熱し、前記フィンに放熱する。 An aspect of the present invention is a cooling system (92) for cooling a motor (44) that rotates a propeller (30) of an electric aircraft (10) and an inverter device (96) that controls operation of the motor, comprising: a heat radiator (46) having a plurality of fins (72) positioned radially outside the motor, and a motor positioned between a stator (64) of the motor and the plurality of fins to flow cooling liquid. a cooling flow path (74), an inverter cooling flow path (106) for cooling the inverter device by flowing the cooling liquid, and a first flow for flowing the cooling liquid from the motor cooling flow path to the inverter cooling flow path. a passage (108), a second passage (110) through which the cooling liquid flows from the inverter cooling passage to the motor cooling passage, and one of the first passage and the second passage. a pump (112) that flows from the motor cooling flow path through the first flow path, the inverter cooling flow path, the second flow path, and back to the motor cooling flow path; Heat is absorbed from each of the motor and the inverter device and radiated to the fins.
上記構成において、モータを冷却する放熱体は、インバータ装置を冷却する機能を兼ね備える。このため、航空機は、インバータ装置を冷却するための装置と、モータを冷却するための装置とを別々に有する必要がない。従って、上記構成によれば、簡素且つ軽量な構成でモータ及びインバータ装置を冷却することができる。 In the above configuration, the radiator that cools the motor also has the function of cooling the inverter device. Therefore, the aircraft does not need to have a device for cooling the inverter device and a device for cooling the motor separately. Therefore, according to the above configuration, the motor and the inverter device can be cooled with a simple and lightweight configuration.
本発明の態様において、前記インバータ装置は、インバータ回路(104)と、前記インバータ回路のスイッチング素子を制御するインバータコントローラ(102)とを有し、前記インバータコントローラは、前記ポンプの動作を制御することによって、前記冷却液の流量を調整してもよい。 In the aspect of the present invention, the inverter device has an inverter circuit (104) and an inverter controller (102) that controls switching elements of the inverter circuit, and the inverter controller controls the operation of the pump. The flow rate of the cooling liquid may be adjusted by
本発明の態様において、前記インバータ装置は、インバータ回路と、前記インバータ回路のスイッチング素子を制御するインバータコントローラとを有し、前記電動航空機は、前記インバータコントローラに制御信号を出力するフライトコントローラ(94)を備え、前記フライトコントローラは、前記ポンプの動作を制御することによって、前記冷却液の流量を調整してもよい。 In an aspect of the present invention, the inverter device has an inverter circuit and an inverter controller that controls switching elements of the inverter circuit, and the electric aircraft has a flight controller (94) that outputs a control signal to the inverter controller. and the flight controller may regulate the flow rate of the coolant by controlling operation of the pump.
本発明の態様において、前記フライトコントローラから前記ポンプまでの距離は、前記インバータ装置から前記ポンプまでの距離より短くてもよい。 In an aspect of the present invention, the distance from the flight controller to the pump may be shorter than the distance from the inverter device to the pump.
上記構成によれば、ポンプに指示信号を出力する信号線の長さが短くなる。 According to the above configuration, the length of the signal line for outputting the instruction signal to the pump is shortened.
本発明の態様において、互いに隣接する2つの前記フィンの間に冷却風を供給するファン(56)を備えてもよい。 In an aspect of the present invention, a fan (56) may be provided to supply cooling air between two fins adjacent to each other.
上記構成によれば、モータを効率的に冷却することができる。 According to the above configuration, the motor can be efficiently cooled.
本発明の態様において、前記ファンは、前記モータのモータ回転軸(60)に連結されてもよい。 In an aspect of the present invention, the fan may be connected to the motor shaft (60) of the motor.
上記構成によれば、ファンを回転させるための別のモータが不要になる。 According to the above configuration, there is no need for a separate motor for rotating the fan.
10…電動航空機、航空機 30…プロペラ
44…モータ 46…放熱体
56…ファン 64…固定子
72…フィン 74…モータ冷却流路
92…冷却システム 94…フライトコントローラ
96…インバータ装置 102…インバータコントローラ
104…インバータ回路 106…インバータ冷却流路
108…第1流路 110…第2流路
112…ポンプ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記モータの径方向外側に位置し、複数のフィンを有する放熱体と、
前記モータの固定子と複数の前記フィンとの間に位置し、冷却液を流すモータ冷却流路と、
前記冷却液を流すことによって前記インバータ装置を冷却するインバータ冷却流路と、
前記モータ冷却流路から前記インバータ冷却流路に前記冷却液を流す第1流路と、
前記インバータ冷却流路から前記モータ冷却流路に前記冷却液を流す第2流路と、
前記第1流路と前記第2流路とのいずれか一方に設けられるポンプとを備え、
前記冷却液は、前記モータ冷却流路から、前記第1流路、前記インバータ冷却流路、前記第2流路の順に流れて前記モータ冷却流路に戻り、前記モータと前記インバータ装置の各々から吸熱し、前記フィンに放熱する、冷却システム。 A cooling system for cooling a motor that rotates a propeller of an electric aircraft and an inverter device that controls the operation of the motor,
a radiator positioned radially outward of the motor and having a plurality of fins;
a motor cooling passage located between the stator of the motor and the plurality of fins, through which cooling liquid flows;
an inverter cooling flow path for cooling the inverter device by flowing the cooling liquid;
a first flow path for flowing the coolant from the motor cooling flow path to the inverter cooling flow path;
a second flow path for flowing the coolant from the inverter cooling flow path to the motor cooling flow path;
A pump provided in either one of the first flow path and the second flow path,
The cooling liquid flows from the motor cooling flow path through the first flow path, the inverter cooling flow path, and the second flow path in that order, returns to the motor cooling flow path, and flows from each of the motor and the inverter device. A cooling system that absorbs heat and releases heat to the fins.
前記インバータ装置は、インバータ回路と、前記インバータ回路のスイッチング素子を制御するインバータコントローラとを有し、
前記インバータコントローラは、前記ポンプの動作を制御することによって、前記冷却液の流量を調整する、冷却システム。 The cooling system of claim 1, comprising:
The inverter device has an inverter circuit and an inverter controller that controls switching elements of the inverter circuit,
The cooling system, wherein the inverter controller adjusts the flow rate of the coolant by controlling operation of the pump.
前記インバータ装置は、インバータ回路と、前記インバータ回路のスイッチング素子を制御するインバータコントローラとを有し、
前記電動航空機は、前記インバータコントローラに制御信号を出力するフライトコントローラを備え、
前記フライトコントローラは、前記ポンプの動作を制御することによって、前記冷却液の流量を調整する、冷却システム。 The cooling system of claim 1, comprising:
The inverter device has an inverter circuit and an inverter controller that controls switching elements of the inverter circuit,
The electric aircraft includes a flight controller that outputs a control signal to the inverter controller,
The cooling system, wherein the flight controller regulates the flow rate of the coolant by controlling operation of the pump.
前記フライトコントローラから前記ポンプまでの距離は、前記インバータ装置から前記ポンプまでの距離より短い、冷却システム。 A cooling system according to claim 3, wherein
The cooling system, wherein the distance from the flight controller to the pump is shorter than the distance from the inverter device to the pump.
互いに隣接する2つの前記フィンの間に冷却風を供給するファンを備える、冷却システム。 The cooling system of claim 1, comprising:
A cooling system comprising a fan that supplies cooling air between the two fins adjacent to each other.
前記ファンは、前記モータのモータ回転軸に連結される、冷却システム。 A cooling system according to claim 5, wherein
The cooling system, wherein the fan is connected to a motor shaft of the motor.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021204693A JP2023089988A (en) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | cooling system |
US18/079,906 US20230192310A1 (en) | 2021-12-17 | 2022-12-13 | Cooling system, motor mount, and propeller device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021204693A JP2023089988A (en) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | cooling system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023089988A true JP2023089988A (en) | 2023-06-29 |
Family
ID=86937213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021204693A Pending JP2023089988A (en) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | cooling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023089988A (en) |
-
2021
- 2021-12-17 JP JP2021204693A patent/JP2023089988A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5563642B2 (en) | Helicopter electric tail rotor | |
US20200324906A1 (en) | Propulsion System for an Aircraft | |
JP7233170B2 (en) | propulsion systems for aircraft | |
US20220185452A1 (en) | Aircraft propulsion unit | |
EP3486170B1 (en) | Air management systems for stacked motor assemblies | |
EP3626611B1 (en) | Aircraft propulsion system | |
US11159074B1 (en) | Cooling motor controller with a motor including wedge-shaped heat sinks | |
RU2629303C2 (en) | Flying apparatus engine calculating unit electric power supply and ventilation device | |
JP7182449B2 (en) | Motor integrated fan and vertical take-off and landing aircraft | |
EP3764523B1 (en) | Electric machine with integrated cooling system | |
JP2020131781A (en) | Flight body | |
WO2022192977A1 (en) | An electromagnetically-actuated rim driven hubless fan with a single stage and non-magnetic bearings | |
US20230415903A1 (en) | Electically powered engine | |
US20200239152A1 (en) | Thermal management system | |
JP2023089988A (en) | cooling system | |
JP2023089989A (en) | Motor mount and propeller device | |
US20230192310A1 (en) | Cooling system, motor mount, and propeller device | |
CA3043193C (en) | A rotor with pitch control apparatus | |
CN110259579A (en) | Gas turbine generating device and aircraft | |
US20190352000A1 (en) | Rotor for an aircraft capable of hovering | |
US11725882B2 (en) | Cooling system for rotor hub mounted component | |
US20210147073A1 (en) | Rotor with pitch control apparatus | |
JP2020066392A (en) | Rotary vane type flight device and attachment for flight device | |
WO2022138115A1 (en) | Aircraft | |
CN218368270U (en) | Birotor motor and aircraft comprising same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231128 |