| 术业有专攻:众宇动力专注于氢燃料电池,无人机续航受益 分享到: |
目前,市面上的无人机主要采用锂聚合物电池作为主要动力,续航能力一般在20分钟至30分钟之间,而为了更好地解决无人机电池续航问题,氢燃料电池技术出现了,根据目前无人机行业我们可以发现,氢燃料电池远超锂电池来驱动的无人机续航时间。
氢燃料电池原理/图 那么,相较于锂电池,氢燃料电池具有哪些优势? 续航时间/距离方面: 氢燃料电池: 最长记录续航48小时。 生命周期内性能衰减小。 氢气加注时间短。 锂电池:在小于2小时续航时间以内具有优势;但是更长的续航时间,必然导致重量的成比例增长,且优化空间很小。 目前锂电池无人续航时间不超过3小时。 生命周期内性能衰减较大。 充电时间长。 对环境的影响: 氢燃料电池: 只排放纯净水。 从生产、使用到回收都不会产生任何污染。 电转换效率~45%。 锂电池: 使用过程中零排放。但生产和报废时会产生污染,需要企业进行严格管控生产环节并回收废旧电池按照规定进行处理。 充电的电源效率跟内燃机一样,效率较低。 安全性: 氢燃料电池: 氢气是最轻的、逃逸性最强的燃料,很难聚集。 燃料电池工作的整个过程温度在80C以下,没有燃烧过程。 海拔3000m以下,对燃料电池性能影响微乎其微。 锂电池: 危险性较高。锂的活性非常高,而且电池内部已经存在其燃烧或者爆炸所需要的所有物质,可以不依赖氧气燃烧,稍微管理不善可能就会出问题。 既然氢燃料电池具有如此优势,那么我国无人机氢燃料电池发展现状又如何呢? 当前无人机因为使用范围广阔,发展速度很快,然而,一般多旋翼无人机的续航时间仅为30分钟左右,极大限制了实用性,其根本原因正是在于锂电池能量密度太低!而我国无人机电池仍然大部分是锂电池,氢燃料电池并未得到大面积普及。 不过,在无人机续航问题成为瓶颈的时期,意识到了燃料电池在能量密度上的优势,并且看到了无人机续航问题是限制无人机行业发展的一块短板,武汉众宇动力系统科技有限公司开始尝试在无人机上应用燃料电池技术。
氢燃料电池在无人机中的应用/图 但这一切都不是空穴来风,正因众宇动力本就是一家致力于研究氢燃料电池的公司,对于氢燃料电池有针对性的研究,可谓是“术业有专攻”。 众宇动力核心团队成员早前参与了波音公司推出的世界上首架载人燃料电池飞机,为该飞机提供了动力系统,2008年在西班牙试飞成功,该动力系统功率40kW,由两个20kW的燃料电池电堆组成,使用碳纤氢气瓶。由此可以看到众宇动力在燃料电池技术研发方面经验丰富,为其向无人机电池的研发也打下了坚实的基础。 目前,众宇动力的燃料电池无人机研发已经有所突破,成功突破续航瓶颈。最具代表性的两款无人机“天行者”、“游骑兵”等均创下了长时间续航的好成绩,引起了大家的高度关注。 据宇辰网了解,“天行者”无人机采用了一套氢燃料电池动力系统。在整个飞行过程中,巡航时将由氢燃料电池提供稳定动力输出,而在起飞等动力需求较大的时候,锂电池将会进行补充输出,待巡航时,氢燃料电池将对锂电池会将富余的电能回充到锂电池。“天行者”无人机于2015年5月22日首飞,并于该年6月2日创下了12小时连续不断飞行的成绩。
“天行者”无人机/图 “游骑兵”无人机则是一款多旋翼无人机,该无人机采用了一套1200w氢燃料电池动力系统,并配备了一个9L,30Mpa的高压氢气瓶。2015年8月25日,这款“游骑兵”无人机在新疆创造了3小时30分钟的野外飞行记录。
“游骑兵”无人机/图 不过,以传统眼光看氢气,许多人可能会存在误解,许多人担心氢气存在安全隐患,恐怕会增大无人机的使用风险?但经过证实,氢气其实是很安全的: 氢气是最轻、逃逸速度最快的气体,开放空间中几乎不可能达到爆点。 即使燃烧,火焰方向笔直向上,周围稍远距离温度上升极慢。 绝不会像液体燃料一样四处流淌。 燃烧速度极快、时间极短。 由此可见,氢燃料电池在无人机的应用中,不仅突破了续航时长,也更加安全可靠,无疑成为无人机发展领域中的一个新方向。而始终致力于氢燃料电池研究的众宇动力,在其术业有专攻的领域中,从无人机行业中脱颖而出,突破续航瓶颈。 在无人机电池续航技术研究层出不穷却不见成效的情况下,氢燃料电池的技术开发显然成为了电池领域的一大创举。可以预见,氢为燃料、为能量载体的时代正在稳步到来。
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