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氫動力無人機及其燃料電池系統

2023-12-01 11:12:03

氫動力無人機在常規無人機的基礎上,將動力系統升級為氫燃料電池,借助氫燃料電池的高功率密度和高環境適應性,使無人機在續航時間、起飛重量、巡航速度上都得到了極大的提升,可以在更惡劣的環境下使用,極大地發揮其應急作用。氫動力無人機是氫燃料電池使用最多,也是性能提升最大的使用場景,可應用于長時間偵查、線路巡檢、航測、物流運輸及火災預警等場景。

 

常規鋰電池無人機一般續航時間約30分鐘,但是升級了氫燃料動力系統后,續航時間可達6小時!

 

 

1

燃料電池無人機的優勢

 

◆環保:和其它的氫燃料電池產品一樣,由于其能源來源為氫氣,最后的產物為水,沒有二氧化碳等污染排放,因此燃料電池無人機又可以稱為“零排放無人機”。

 

◆高功率密度:對比相同重量下的動力電池無人機產品,燃料電池系統的能量密度約為動力電池系統的2~3倍。

 

 

◆高儲能效率:燃料電池的氫氣存儲在高壓氫瓶中,且氫氣密度遠遠小于動力電池密度,用在燃料電池無人機的儲能設備(氫瓶)比動力電池更高效。1個13.0L重5.7Kg的氫瓶,等價于35塊TB48S動力電池(重量23.5Kg)。

 

 

2

燃料電池系統配置

 

針對不同功能需求的無人機,無人機被分為了四軸無人機與六軸無人機,其中六軸無人機需要更大的動力。

 

四軸無人機由供氫閥、氫瓶、蓄電池和燃料電池動力模塊組成。其中氫瓶可根據不同里程需求選用小尺寸的氫瓶。供氫閥主要用來控制氫氣進入燃料電池的頻率與速率,以此來控制無人機的輸出功率。蓄電池主要的功能為給供氫閥供電,同時在整臺無人機變載的過程中與燃料電池配合,保證功率的穩定、高效的輸出。

 

 

六軸無人機無人機與四軸無人機的燃料電池系統構成相同,總重量及功率高于前者。氫瓶可以選用大尺寸。燃料電池動力模塊輸出功率比四軸無人機要高。

 

 

3

能量管理策略

 

燃料電池無人機采用燃料電池與蓄電池配合工作的方式。以800W功率燃料電池為例,需求功率大于800W時,由蓄電池輸出;燃料電池恒定輸出800W,當無人機需求小于800W時,燃料電池輸出的功率給蓄電池充電。這種能量管理方式被稱為“削峰填谷”。

 

 

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