以燃料電池為動力系統(tǒng)的氫動力無人機(jī)是基于傳統(tǒng)無人機(jī)技術(shù)的一大創(chuàng)新,其主要應(yīng)用為工業(yè)級無人機(jī)。氫動力無人機(jī)與傳統(tǒng)無人機(jī)的區(qū)別主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
-
動力系統(tǒng)升級:傳統(tǒng)無人機(jī)多采用鋰電池作為動力源,氫動力無人機(jī)使用氫燃料電池,這種動力系統(tǒng)具有更高的功率密度,是同等重量動力電池系統(tǒng)的2~3倍,可提供更長的續(xù)航時間和更大的載重能力。
-
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(yuǎn)遠(yuǎn)小于動力電池密度,用在燃料電池?zé)o人機(jī)的儲能設(shè)備(氫瓶)比動力電池更高效。如1個13.0L重5.7Kg的氫瓶,等價于35塊TB48S動力電池(重量23.5Kg)。
-
續(xù)航時間:氫燃料電池使無人機(jī)的續(xù)航時間大幅增長,適合長時間飛行任務(wù)。
-
環(huán)境適應(yīng)性:氫燃料電池可在更廣泛的溫度范圍內(nèi)運(yùn)作,從極低到極高溫度都能保持穩(wěn)定性能,適應(yīng)多樣化和極端的環(huán)境條件。
-
補(bǔ)能 速度:相比鋰電池,氫燃料電池能夠更快地完成補(bǔ)能,大大縮短了能源補(bǔ)給的等待時間。
-
環(huán)保性能:氫燃料電池提供零污染、零排放的能源解決方案,對環(huán)境影響小。
-
噪音和振動:相較于某些傳統(tǒng)電池驅(qū)動的無人機(jī),氫動力無人機(jī)在運(yùn)行時震動小,噪音低。
-
適用場景:氫動力無人機(jī)適用于需要長時間、大范圍作業(yè)的場景,如基礎(chǔ)設(shè)施巡檢、廣域測繪、應(yīng)急搜救、公共監(jiān)督、礦山運(yùn)營、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)以及物流配送等。
氫動力無人機(jī)憑借其在惡劣天氣條件和復(fù)雜地形中的出色表現(xiàn),極大提升了應(yīng)急響應(yīng)的效率。這種無人機(jī)可以迅速部署到災(zāi)區(qū)進(jìn)行空中偵察,有效評估災(zāi)害影響,并為救援行動提供關(guān)鍵信息。它還能在長時間的任務(wù)中連續(xù)執(zhí)行線路巡檢、航測、物流運(yùn)輸和火災(zāi)預(yù)警等多項(xiàng)任務(wù),無需頻繁返回補(bǔ)充能源。
此外,氫動力無人機(jī)的提高的續(xù)航能力和增強(qiáng)的載重能力使其能夠搭載更多或更高級的監(jiān)測與傳輸設(shè)備,這對執(zhí)行復(fù)雜的監(jiān)控任務(wù)和高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集尤為關(guān)鍵。這些特性使得氫動力無人機(jī)成為氫燃料電池應(yīng)用最廣泛且性能提升顯著的場景之一,預(yù)期在未來的智能化、自動化探索中扮演更關(guān)鍵的角色。
而對于氫能無人機(jī)這類輕量化應(yīng)用中,空冷技術(shù)是一項(xiàng)重大突破,與液冷技術(shù)相比其優(yōu)勢主要表現(xiàn)以下幾個方面:
-
空冷燃料電池使用空氣作為冷卻劑,省略了水泵、散熱器等外圍設(shè)備,
簡化了結(jié)構(gòu),減輕了重量和體積 ,這使其特別適合需要輕量化的無人機(jī)應(yīng)用。同時,由于結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)和維護(hù)成本也相對較低,適合需頻繁維護(hù)的場合。 -
空冷燃料電池在環(huán)境缺乏可控性時表現(xiàn)出更強(qiáng)的性能。雖然液冷電堆在高功率輸出和復(fù)雜環(huán)境下具有優(yōu)勢,但空冷電堆在較為簡單的應(yīng)用場景下,能夠更經(jīng)濟(jì)有效地應(yīng)對外界環(huán)境變化。
-
功率需求適中:空冷燃料電池在功率需求較小的場合(如10W-5kW)中占據(jù)絕對優(yōu)勢。對于無人機(jī)來說,其功率需求通常在這個范圍內(nèi),因此空冷燃料電池能夠很好地滿足其需求,在保持較長續(xù)航的同時,還能保持較低的重量和成本。 -
抗低溫性好:氫燃料電池的工作溫度范圍較廣,高海拔適應(yīng)性強(qiáng)。這對于無人機(jī)在高海拔或低溫環(huán)境下的應(yīng)用來說至關(guān)重要。雖然液冷系統(tǒng)在極端低溫下可能需要額外的防凍措施,但空冷系統(tǒng)由于其簡潔性,可能更容易適應(yīng)這些環(huán)境條件。
空冷電堆因結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、維護(hù)成本低在無人機(jī)等輕量化應(yīng)用中具顯著優(yōu)勢,且空冷技術(shù)對于無人機(jī)功率需求適中、長續(xù)航時間和良好的抗低溫性提供了更加經(jīng)濟(jì)高效的選擇。
以下整理了部分應(yīng)用空冷電堆的氫能無人機(jī)生產(chǎn)商,排序不分前后,僅供參考。更多行業(yè)信息,歡迎加入氫電產(chǎn)業(yè)交流群。
1. 協(xié)氫新能源
今年7月22日,協(xié)氫新能源池州生產(chǎn)基地首批無人機(jī)3KW氫燃料電池訂單正式出貨,發(fā)往多家客戶。這意味著,剛剛正式投產(chǎn)僅一個多月的協(xié)氫池州基地,產(chǎn)能已經(jīng)迅速落地,首批無人機(jī)用氫燃料電池正式亮相市場。
氫能無人機(jī)(擎天、青鸞、鳶翼)
用途:光伏清洗、電力巡檢、玻璃幕墻清洗、消防救援
產(chǎn)品參數(shù)
-
峰值/額定功率:5000W
-
電池重量:5000g
-
電堆尺寸:11×23×27CM
-
額定輸出電壓:58.5V
-
額定 輸出電流:85.5A
-
低溫啟動:-40℃
-
氫氣利用率:99%
-
材料利用率:86%
-
發(fā)電系統(tǒng)效率:55%
-
比功率:1200W/KG
-
常溫/冷啟動時間:5/10S
2. 氫航科技
今年1月,氫航科技與國網(wǎng)黑龍江電科院在漠河國網(wǎng)低溫實(shí)驗(yàn)基地向風(fēng)冷燃料電池?zé)o人機(jī)的低溫適應(yīng)性世界新高峰:零下40℃,發(fā)起了挑戰(zhàn)。測試圓滿成功。
6月4日,經(jīng)全球領(lǐng)先的檢測認(rèn)證機(jī)構(gòu)德國萊茵TüV集團(tuán)層層嚴(yán)審,氫航科技的風(fēng)冷型燃料電池榮獲德國萊茵TüV “IEC 62282-2-100認(rèn)證證書”,是全球首張空冷型燃料電池安全模塊證書。這一認(rèn)證的獲得表明氫航科技的風(fēng)冷燃料電池安全性獲得了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)的認(rèn)可,為今后的產(chǎn)品應(yīng)用推廣提供了有利保障。
同期,氫航科技在上海FCVC展會上展示了其氫動力無人機(jī)產(chǎn)品——?dú)湫?號,該無人機(jī)使用的就是氫航科技自主研發(fā)的氫燃料電池風(fēng)冷電堆。
該無人機(jī)采用分布式氫電動力,結(jié)合BMS多路控制電源管理,實(shí)現(xiàn)高效的飛行能力,可以飛行3小時。氫旋4號對比前幾代旋翼機(jī)操作更加簡易、便利性更強(qiáng)、智能化更高,可滿足應(yīng)急照明、電力巡檢、搜索救援、邊防巡邏等作業(yè)要求。
3. 斗山集團(tuán)
2023年5月,斗山創(chuàng)新推出了全新一代氫動力多旋翼無人機(jī)平臺DT30X,該產(chǎn)品作為全球首款開放型氫動力多旋翼無人機(jī)平臺,短短3個月的時間迅速在國內(nèi)外的多家無人機(jī)企業(yè)成功適配并實(shí)現(xiàn)了兩小時以上的首航。
DT30X
-
全球首款一體內(nèi)置型氫燃料電池多旋翼無人機(jī),燃料電池系統(tǒng)置于無人機(jī)內(nèi)部,具有較高的防水及環(huán)境適用性。無人機(jī)外形流線型設(shè)計,內(nèi)部燃料電池系統(tǒng)高效布局,有效地減少風(fēng)阻,提高飛行效率。
-
產(chǎn)品適配斗山開發(fā)的氫燃料電池系統(tǒng)DM30,該產(chǎn)品由系統(tǒng)化的軟件以及高品質(zhì)的硬件組成。完備的系統(tǒng)為無人機(jī)提供穩(wěn)定的動力輸出。開放式陰極空冷技術(shù)使其在不借助外部結(jié)構(gòu)的條件下實(shí)現(xiàn)了-5~40℃,15%濕度性能無衰減的技術(shù),
-
DT30X適配集成式GCS系統(tǒng),可以有效地規(guī)劃航線并執(zhí)行超視距飛行任務(wù)
-
具有滯空時間長,飛行距離遠(yuǎn),覆蓋面積大優(yōu)點(diǎn),可以大大地減少作業(yè)時間和成本,提高作業(yè)效率。
-
包裝箱采用標(biāo)準(zhǔn)航空箱設(shè)計,材質(zhì)堅固。尺寸僅為 980790570mm (LWH),可以放置到SUV中,便捷的運(yùn)輸和使用。
-
產(chǎn)品適配便捷拆裝云臺插件,可以根據(jù)任務(wù)需求快速更換云臺高效執(zhí)行任務(wù)。
4. 國家電投
國氫科技針對輕量化、小功率場景需求專門開發(fā)了空冷燃料電池產(chǎn)品系列,可用于無人機(jī)、小型車輛、備用電源等場景。
此為搭載“氫騰”空冷燃料電池的氫能無人機(jī),適用于巡檢、地質(zhì)測繪、農(nóng)業(yè)植保、應(yīng)急救援、物流運(yùn)輸?shù)葓鼍啊?/span>
5. 攀業(yè)氫能
攀業(yè)的燃料電池具有輕量化和極高環(huán)境適應(yīng)性的特點(diǎn),攀業(yè)燃料電池動力系統(tǒng)普遍能夠提供鋰離子電池3倍以上的續(xù)航時間,即便是在高寒、高海拔地區(qū)都能正常工作。
型號:PD1800Y01-H
該燃料電池?zé)o人機(jī)采用輕量化設(shè)計,比功率高于500W/kg。與蓄電池動力系統(tǒng)無人機(jī)相比,具有更高的比能量,且實(shí)現(xiàn)氫燃料的快速加注。與采用油機(jī)動力的無人機(jī)相比,噪音更低,排放零污染,具有更好的環(huán)境友好性。
用途/場景:適用于各類如通訊、檢測、探測等作業(yè)。
6. 盛世盈創(chuàng)
7月初,陜西省首架液氫無人機(jī)樣機(jī)研制成功并順利完成了飛行測試,標(biāo)志著陜西在液氫低空應(yīng)用領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破。這架無人機(jī)是由陜西同塵和光低溫科技有限公司聯(lián)合西安交通大學(xué)和盛世盈創(chuàng)共同研制,盛世盈創(chuàng)負(fù)責(zé)液氫無人機(jī)總成。
總成中,通過先進(jìn)的低溫液氫儲氫技術(shù)和高效燃料電池系統(tǒng)的結(jié)合,顯著提高了無人機(jī)的續(xù)航能力,確保無人機(jī)在極端環(huán)境下進(jìn)行長航時、遠(yuǎn)距離操作,進(jìn)一步延長飛行時間、提升飛行安全,推動氫能無人機(jī)適應(yīng)更多更復(fù)雜的環(huán)境和應(yīng)用場景,為液氫能源供應(yīng)系統(tǒng)的未來發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
QR-UAV-05無人機(jī)
采用(2+2+4)組成的續(xù)航動力結(jié)構(gòu),無人機(jī)負(fù)載16KG飛行兩小時以上,空載更使續(xù)航里程提升至10小時。此外,氫動力技術(shù)還具有零排放、無噪聲、長壽命、耐低溫、燃料補(bǔ)充快等優(yōu)勢,是工業(yè)級長航時無人機(jī)無可取代的理想動力選擇。
7. 暗流科技
暗流科技立足于自身風(fēng)冷型氫燃料電池堆技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ),自2020年開始對氫動力無人機(jī)展開科研探索,目前已交付客戶多臺氫動力無人機(jī)。
暗流科技對標(biāo)國際領(lǐng)先水準(zhǔn)的機(jī)載氫燃料電池動力系統(tǒng)和工業(yè)級長續(xù)航無人機(jī),打造出氫能源長航時AD1行業(yè)應(yīng)用無人機(jī),可應(yīng)用到于智慧農(nóng)業(yè)、長時攝影、測繪巡邏等多個工業(yè)領(lǐng)域和場景。
AD1無人機(jī)
圖源:啟迪之星壹計劃
-
超長續(xù)航能力:可實(shí)現(xiàn)100分鐘的超長續(xù)航時間。
-
高效能源系統(tǒng):搭載2000W的氫燃料電池系統(tǒng)驅(qū)動,工作半徑可達(dá)27km,最高可定制240min續(xù)航。
-
環(huán)保特性:零污染零排放,符合現(xiàn)代環(huán)保要求。
-
傳感器兼容性:可搭載可見光傳感器、激光雷達(dá)、傾斜相機(jī)和多光譜傳感器等,增強(qiáng)數(shù)據(jù)采集和處理能力,實(shí)現(xiàn)實(shí)景三維模型多光學(xué)信息獲得能力,為測繪電力巡檢、農(nóng)田數(shù)據(jù)監(jiān)測帶來解決方案。
-
個性化定制服務(wù):提供從動力系統(tǒng)到飛行平臺的高度定制化開發(fā)服務(wù),滿足科研和特殊應(yīng)用的需求。
該氫能無人機(jī)具備零污染零排放、超長續(xù)航、有效作業(yè)時間長能源補(bǔ)充速度快等優(yōu)點(diǎn),是工業(yè)級長航時無人機(jī)無可取代的理想方案。
8. 氫藍(lán)科技
氫藍(lán)時代掌握氫燃料電池輕量化的核心技術(shù),基于輕量化空冷燃料電池系統(tǒng)開發(fā)能力設(shè)計了多款工業(yè)級無人機(jī),具備高功率密度、高載荷比、長續(xù)航等優(yōu)勢。涵蓋從核心部件研發(fā)、氫動力系統(tǒng)組裝、系統(tǒng)應(yīng)用以及客戶解決方案開發(fā)的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。
9. 云漢通航
云漢通航的無人系統(tǒng)風(fēng)冷氫燃料電池集合了氫能的所有優(yōu)勢,無污染零排放,利用壓縮空氣進(jìn)行冷卻和供氧,通過在高壓下通過燃料電池堆循環(huán)空氣并再循環(huán)排氣來有效提高冷卻燃料電池系統(tǒng)的功率輸出來實(shí)現(xiàn)的。
其千瓦級風(fēng)冷氫燃料電池動力系統(tǒng)具有功率密度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、紅外特征低等優(yōu)點(diǎn),能夠有效解決目前傳統(tǒng)鋰電池動力系統(tǒng)的續(xù)航時間短、環(huán)境適應(yīng)性差、壽命周期短等問題。
NEO-2多旋翼燃料電池?zé)o人機(jī)
-
起飛重量:40kg;燃料電池功率1500W;氣瓶容量:20L
-
有效載荷重量:10kg
-
續(xù)航時間:4h
-
軸徑: 1900mm
-
作業(yè)半徑:60km
-
巡航速度:40km/h
-
外形尺寸:1900*1900*600mm
可用于偵察探測、極寒天氣、應(yīng)急救災(zāi)、農(nóng)林植保、應(yīng)急消防、高原運(yùn)輸、應(yīng)急通信等。
1 0. 眾創(chuàng)新能源
眾創(chuàng)新能已與國內(nèi)多家無人機(jī)企業(yè)和便攜式供電系統(tǒng)企業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略合作, 并在多款高性能工業(yè)級氫燃料電池?zé)o人機(jī)和便攜式地面供電系統(tǒng)中獲得應(yīng)用。
ZCAAP系列風(fēng)冷燃料電池供電系統(tǒng)為各類工業(yè)級無人機(jī)提供整體式機(jī)載氫能動力解決方案,采用超輕型自增濕風(fēng)冷燃料電池技術(shù)、智能化電堆控制及供電管理技術(shù)及碳纖維高壓儲氫技術(shù)。
達(dá)500Wh/kg以上;環(huán)境適應(yīng)性好,低溫條件下功率和航時無明顯下降;無需充電,快速加注燃料或更換燃料罐即可繼續(xù)飛行。 系統(tǒng)能量密度可
系統(tǒng)特點(diǎn):
-
采用超輕型設(shè)計,輕量化的結(jié)構(gòu)及材料,質(zhì)量輕,體積小,能量密度高;
-
多旋翼飛機(jī)續(xù)航可達(dá)3小時以上,固定翼飛機(jī)續(xù)航8小時以上;
-
環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),可在-20℃至+40℃條件下運(yùn)行;
-
智能實(shí)現(xiàn)燃料電池+鋰電池混合供電,高效可靠;
-
具有模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的定制開發(fā)能力,定制產(chǎn)品極速交 付。
11. 新研創(chuàng)能
新研創(chuàng)能于2018年獲得中關(guān)村首批高精尖培育項(xiàng)目“氫燃料電池多旋翼無人機(jī)產(chǎn)業(yè)化”,經(jīng)過一年努力,開發(fā)出功率密度高、重量輕、體積小、性能優(yōu)的2千瓦級金屬板燃料電池空冷電堆及系統(tǒng),并成功集成在無人機(jī)上。
-
機(jī)型:六旋翼
-
軸距:1600mm
-
最大載荷:5kg
-
巡航速度:10m/s
-
爬升速度:2m/s
-
動力形式:氫燃料電池或鋰電池,兩者可快速更換
-
續(xù)航時間: 燃料電池動力系統(tǒng)(>5小時(空載)、>3
小時(1.5kg載荷)、>2小時(3kg載荷)、>1小時(5kg載荷));鋰電池動力系統(tǒng)(1小時(1kg載荷))
來源:艾邦科技網(wǎng)綜合整理
艾邦氫科技網(wǎng)主要分享氫燃料電池堆(雙極板,質(zhì)子膜,擴(kuò)散層,密封膠,催化劑等),制氫,儲運(yùn)氫,加 氫,氫燃料汽車動力系統(tǒng)等相關(guān)的設(shè)備,材料,配件,加工工藝的知識,同時分享相關(guān)企業(yè)信息。歡迎大家識別二維碼,并通過公眾號二維碼加入微信群和通訊錄。
原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦氫科技網(wǎng)):飛向未來:空冷燃料電池在無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用