世界上第一个用于无人机和移动机器人的商业化氢气燃料电池

　　斗山摩拜创新是斗山集团的子公司，成立于2016年，旨在利用斗山集团业界领先的氢燃料电池技术开发用于移动设备的氢燃料电池动力包，以及使用该技术的无人机解决方案。当前，斗山氢燃料电池无人机正被用于关键应用，如向偏远地区提供应急物资以及监测大型农业地区和广阔的太阳能农场。2019年10月，在确保氢燃料电池的可靠性、耐用性和稳定性之后，斗山实现了2.6kW氢燃料电池DP30功率组件的商业化和量产。DP30提供领先的能量密度为400 – 500W·h / kg，是传统电池的四到五倍，解决了工业无人机市场最大的问题之一：飞行续航时间。
　　为了表彰这一成就，斗山氢燃料电池动力包和无人机在2020年国际消费电子展(CES)创新奖上获得两项大奖。氢燃料电池无人机获得了无人机和无人系统类别的最佳创新奖，而用于无人机的DP30氢燃料电池动力包获得了可持续性、生态设计和智能能源类别的创新奖。
　　氢燃料电池动力包为无人机提供了显著的优势，因为在有效载荷空间和重量有限的情况下，它们只需要一个堆栈和氢容器来发电。在这样的燃料电池动力包中，氢和氧作为燃料，为由聚合物电解质膜和两个电极组成的众多电池堆。这个燃料电池组通过氢和氧之间的反应产生离子和电子，由于氧气可以很容易地从大气中获得，燃料电池组只需要提供自己的氢源即可。
　　氢燃料电池无人机的好处是显著的。对于基础设施检查，DP30燃料电池驱动的无人机每次飞行可以监测50公里或更长的距离，而电池驱动的无人机每次飞行只能监测10公里。就可到达的范围而言，一架燃料电池驱动的无人机可以从中心覆盖4000平方公里，而标准电池驱动的无人机只能覆盖300平方公里。运营商的利益是显著的，因为大大延长飞行时间可以最大限度地用来基础设施检查、公共安全、物流、建筑/采矿、林业和农业。
　　通过斗山无人机，Haenam Solasido的太阳能电池板检查可以实现更高的效率和速度。使用配备有普通相机和热像仪的氢燃料电池无人机，仅通过两次自动网格飞行就可以获取约20MW现场发电厂的图像。使用电池供电的无人机执行相同的任务需要更换六块电池。
　　斗山无人机向70公里以外的群岛运送了紧急医疗物资。氢燃料动力包可以使无人机飞行时间超过两个小时，是大多数电池供电无人机的四倍。
　　高密度电源设计可优化动力包性能
　　开发用于无人机的氢燃料电池需要从材料科学到全系统级设计优化的整体技术创新。无人机的关键是小型化、提高效率和降低系统重量。此外，应结合高能量输出和耐用性，以实现长期稳定的飞行。因此，有必要降低电池包的重量，配置高功率密度的动力总成，简化包括外围部件在内的整体动力包的设计，以充分优化系统。
　　氢燃料电池动力包的结构
　　用于斗山 DP30氢燃料电池的Vicor PDN解决方案
　　除了目前正在生产的2.6kW DP30动力组外，斗山还计划通过动力容量使产品线多样化。预计该公司将开发各种容量的产品，从计划于明年发布的1.5kW氢燃料电池动力包到10kW的氢动力动力包，并推出适用于每个功率组件的相应无人机。Vicor模块化电源解决方案可实现可扩展性，以支持各种产品线。这也使斗山可以专注于解决其他工程问题，例如堆栈结构的变化，动力总成和外围组件以及散热方法，所有这些都源于功率容量的扩展。使用Vicor DMI可以更好地实现其主要目标。
　　来源： 无人机网
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