氫燃料電池技術(shù)在工業(yè)級無人機(jī)的應(yīng)用
文:斗山創(chuàng)新2022年第3期
應(yīng)用背景
- 工業(yè)級無人機(jī)全球年復(fù)合增長率超過 42%
- 作為工業(yè)級無人機(jī)的最大痛點(diǎn),主要動力源為鋰電池能量密度低,限制了長續(xù)航飛行
- 氫燃料電池的重量級能量密度是鋰電池的 3 倍,可以有效提高提高續(xù)航及作業(yè)效率
- 在氫燃料電池領(lǐng)域具有全球領(lǐng)先技術(shù)的斗山集團(tuán)開發(fā)了全球首個量產(chǎn)型燃料電池系統(tǒng)并成功應(yīng)用于工業(yè)級無人機(jī)
技術(shù)概述
DT30N 是由斗山和中國軍工無人機(jī)制造商共同開發(fā)的一款氫動力無人機(jī),也是世界上第一個將燃料電池系統(tǒng)集成到機(jī)身中的防水型氫動力無人機(jī)。
氫動力無人機(jī)的燃料電池模塊使用斗山獨(dú)立開發(fā)的世界首個2.6kw 燃料電池系統(tǒng),燃料電池系統(tǒng)由高質(zhì)量的硬件模塊(輕金屬電堆),智能軟件模塊(控制模塊)和安全氫氣存儲模塊組成。
無人機(jī)系統(tǒng),RF 通信和負(fù)載來自制造商,具有軍工級質(zhì)量, 保證了無人機(jī)可以在各種惡劣的環(huán)境中使用。
技術(shù)參數(shù)
DT30N 氫動力無人機(jī)配置
長續(xù)航 : 最大飛行時間 145min ( 無負(fù)載 ), 載荷飛行時間105min (5kg 負(fù)載 )
長距離 : 最大飛行距離 86km,最大水平飛行速度 15m/s 耐久性 : 2.6kw 高效燃料電池系統(tǒng),CE 認(rèn)證,使用壽命超 1500 小時
防水性 : 世界上首款防水多旋翼氫動力無人機(jī)
DT30N 氫動力無人機(jī)的主要應(yīng)用場景
- 傳統(tǒng)鋰電池?zé)o人機(jī)的有效續(xù)航只有 30 分鐘,無法滿足遠(yuǎn)距離作業(yè)的需求
- 尤其是在需要長續(xù)航的輸電網(wǎng),輸油輸氣管路,風(fēng)力發(fā)電及光伏發(fā)電的巡檢以及要求大范圍的測繪,緊急救援以及遠(yuǎn)距離配送等需求市場巨大。
- DT30N 最大續(xù)航 145 分鐘,最大飛行距離 86KM,有效保證作業(yè)效率
技術(shù)優(yōu)勢
持久耐用,是無人機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中使用的關(guān)鍵
斗山通過將氫燃料電池技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)無人機(jī),可以使無人機(jī)飛行長達(dá)兩個小時。 由于燃料電池與鋰電池不同,它不是存儲電能而是直接產(chǎn)生電能,其能量密度比鋰電池的能量密度高3至4 倍。
而考慮到無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的實(shí)際效率,氫燃料電池?zé)o人機(jī)的續(xù)航時間不僅是鋰電池?zé)o人機(jī)的 3 到 4 倍,還比鋰電池?zé)o人機(jī)的生產(chǎn)率高 6 到 8 倍,因?yàn)闅淙剂想姵責(zé)o人機(jī)可以節(jié)省著陸時間,無需更換電池。例如,當(dāng)無人機(jī)用于管道檢查時,氫燃料電池?zé)o人機(jī)可以檢查 40 公里的管道并返回原點(diǎn),而鋰電池?zé)o人機(jī)只能檢查 6 公里。
因此,斗山創(chuàng)新的 DT30N,世界上第一批量產(chǎn)的氫燃料電池?zé)o人機(jī),將成為未來無人機(jī)工業(yè)化的關(guān)鍵。
干凈又安靜的解決方案
斗山創(chuàng)新的 DT30N 使用氫氣作為燃料,這是一種綠色技術(shù),污染物排放幾乎為零。燃料電池系統(tǒng)的原理是利用氫和氧之間的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)氣瓶中的氫氣與空氣中的氧氣相遇時,它將產(chǎn)生電能和純凈的水分。氫是一種豐富,廉價,安全的環(huán)保能源。
此外,與其他類型的無人機(jī)相比,燃料電池?zé)o人機(jī)的噪音水平相對較小,除了產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音外不會產(chǎn)生其他噪音。實(shí)際上,當(dāng)飛行超過 50m 時,氫燃料電池?zé)o人機(jī)的噪聲水平約為 50dB,而油動無人機(jī)的噪聲水平接近 80dB。
盡管氫燃料電池?zé)o人機(jī)和油動無人機(jī)兩種類型的續(xù)航時間非常相近,但氫燃料電池?zé)o人機(jī)是一個非常環(huán)保和安靜的解決方案 。
經(jīng)驗(yàn)證的可靠性
DT30N 具有經(jīng)過驗(yàn)證的可靠性。斗山創(chuàng)新可以保證燃料電池的壽命超過 1000 小時,且沒有性能衰減,無需維護(hù)。用戶可以通過斗山的實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤,也可以使用 DMI 數(shù)字平臺實(shí)時監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài),還可以下載飛行報(bào)告。
此外,DMI 的氫氣瓶不僅通過了獲得認(rèn)證所需的測試,包括防火測試和破裂測試等。還針對無人機(jī)實(shí)際使用時可能遇到的情況進(jìn)行了多項(xiàng)測試。通過認(rèn)證機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格安全測試,保證氣瓶的安全可靠。
斗山創(chuàng)新已經(jīng)建立了質(zhì)量管理體系,以在整個開發(fā)階段, 生產(chǎn)階段和售后階段驗(yàn)證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量,保證生產(chǎn)最可靠的無人機(jī)用燃料電池動力系統(tǒng),并對潛在問題進(jìn)行全面把控。
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