氢燃料电池技术在工业级无人机的应用

文:斗山创新2022年第3期

  应用背景

  - 工业级无人机全球年复合增长率超过 42%

  - 作为工业级无人机的最大痛点,主要动力源为锂电池能量密度低,限制了长续航飞行

  - 氢燃料电池的重量级能量密度是锂电池的 3 倍,可以有效提高提高续航及作业效率

  - 在氢燃料电池领域具有全球领先技术的斗山集团开发了全球首个量产型燃料电池系统并成功应用于工业级无人机

  

量产型燃料电池系统.png


  技术概述

  DT30N 是由斗山和中国军工无人机制造商共同开发的一款氢动力无人机,也是世界上第一个将燃料电池系统集成到机身中的防水型氢动力无人机。

  氢动力无人机的燃料电池模块使用斗山独立开发的世界首个2.6kw 燃料电池系统,燃料电池系统由高质量的硬件模块(轻金属电堆),智能软件模块(控制模块)和安全氢气存储模块组成。

  无人机系统,RF 通信和负载来自制造商,具有军工级质量, 保证了无人机可以在各种恶劣的环境中使用。

  技术参数

  DT30N 氢动力无人机配置

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  长续航 : 最大飞行时间 145min ( 无负载 ), 载荷飞行时间105min (5kg 负载 )

  长距离 : 最大飞行距离 86km,最大水平飞行速度 15m/s 耐久性 : 2.6kw 高效燃料电池系统,CE 认证,使用寿命超 1500 小时

  防水性 : 世界上首款防水多旋翼氢动力无人机

无人机系统.png

  DT30N 氢动力无人机的主要应用场景

  - 传统锂电池无人机的有效续航只有 30 分钟,无法满足远距离作业的需求

  - 尤其是在需要长续航的输电网,输油输气管路,风力发电及光伏发电的巡检以及要求大范围的测绘,紧急救援以及远距离配送等需求市场巨大。

  - DT30N 最大续航 145 分钟,最大飞行距离 86KM,有效保证作业效率

  技术优势

  

无人机.png

  持久耐用,是无人机在工业应用中使用的关键

  斗山通过将氢燃料电池技术应用于工业无人机,可以使无人机飞行长达两个小时。 由于燃料电池与锂电池不同,它不是存储电能而是直接产生电能,其能量密度比锂电池的能量密度高3至4 倍。

  而考虑到无人机执行任务的实际效率,氢燃料电池无人机的续航时间不仅是锂电池无人机的 3 到 4 倍,还比锂电池无人机的生产率高 6 到 8 倍,因为氢燃料电池无人机可以节省着陆时间,无需更换电池。例如,当无人机用于管道检查时,氢燃料电池无人机可以检查 40 公里的管道并返回原点,而锂电池无人机只能检查 6 公里。

  因此,斗山创新的 DT30N,世界上第一批量产的氢燃料电池无人机,将成为未来无人机工业化的关键。

  干净又安静的解决方案

  斗山创新的 DT30N 使用氢气作为燃料,这是一种绿色技术,污染物排放几乎为零。燃料电池系统的原理是利用氢和氧之间的化学反应。当气瓶中的氢气与空气中的氧气相遇时,它将产生电能和纯净的水分。氢是一种丰富,廉价,安全的环保能源。

  此外,与其他类型的无人机相比,燃料电池无人机的噪音水平相对较小,除了产生运转的声音外不会产生其他噪音。实际上,当飞行超过 50m 时,氢燃料电池无人机的噪声水平约为 50dB,而油动无人机的噪声水平接近 80dB。

  尽管氢燃料电池无人机和油动无人机两种类型的续航时间非常相近,但氢燃料电池无人机是一个非常环保和安静的解决方案 。

  经验证的可靠性

  DT30N 具有经过验证的可靠性。斗山创新可以保证燃料电池的寿命超过 1000 小时,且没有性能衰减,无需维护。用户可以通过斗山的实时监控系统进行跟踪,也可以使用 DMI 数字平台实时监视系统状态,还可以下载飞行报告。

  此外,DMI 的氢气瓶不仅通过了获得认证所需的测试,包括防火测试和破裂测试等。还针对无人机实际使用时可能遇到的情况进行了多项测试。通过认证机构的严格安全测试,保证气瓶的安全可靠。

  斗山创新已经建立了质量管理体系,以在整个开发阶段, 生产阶段和售后阶段验证零件和产品的质量,保证生产最可靠的无人机用燃料电池动力系统,并对潜在问题进行全面把控。

飞行现场.png




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