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氢动力无人机及其燃料电池系统

2023-12-01 11:12:03

氢动力无人机在常规无人机的基础上,将动力系统升级为氢燃料电池,借助氢燃料电池的高功率密度和高环境适应性,使无人机在续航时间、起飞重量、巡航速度上都得到了极大的提升,可以在更恶劣的环境下使用,极大地发挥其应急作用。氢动力无人机是氢燃料电池使用最多,也是性能提升最大的使用场景,可应用于长时间侦查、线路巡检、航测、物流运输及火灾预警等场景。

 

常规锂电池无人机一般续航时间约30分钟,但是升级了氢燃料动力系统后,续航时间可达6小时!

 

 

1

燃料电池无人机的优势

 

◆环保:和其它的氢燃料电池产品一样,由于其能源来源为氢气,最后的产物为水,没有二氧化碳等污染排放,因此燃料电池无人机又可以称为“零排放无人机”。

 

◆高功率密度:对比相同重量下的动力电池无人机产品,燃料电池系统的能量密度约为动力电池系统的2~3倍。

 

 

◆高储能效率:燃料电池的氢气存储在高压氢瓶中,且氢气密度远远小于动力电池密度,用在燃料电池无人机的储能设备(氢瓶)比动力电池更高效。1个13.0L重5.7Kg的氢瓶,等价于35块TB48S动力电池(重量23.5Kg)。

 

 

2

燃料电池系统配置

 

针对不同功能需求的无人机,无人机被分为了四轴无人机与六轴无人机,其中六轴无人机需要更大的动力。

 

四轴无人机由供氢阀、氢瓶、蓄电池和燃料电池动力模块组成。其中氢瓶可根据不同里程需求选用小尺寸的氢瓶。供氢阀主要用来控制氢气进入燃料电池的频率与速率,以此来控制无人机的输出功率。蓄电池主要的功能为给供氢阀供电,同时在整台无人机变载的过程中与燃料电池配合,保证功率的稳定、高效的输出。

 

 

六轴无人机无人机与四轴无人机的燃料电池系统构成相同,总重量及功率高于前者。氢瓶可以选用大尺寸。燃料电池动力模块输出功率比四轴无人机要高。

 

 

3

能量管理策略

 

燃料电池无人机采用燃料电池与蓄电池配合工作的方式。以800W功率燃料电池为例,需求功率大于800W时,由蓄电池输出;燃料电池恒定输出800W,当无人机需求小于800W时,燃料电池输出的功率给蓄电池充电。这种能量管理方式被称为“削峰填谷”。

 

 

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