斗山创新(DMI)正在使用由其创新的能源密集型氢燃料电池驱动的无人机向偏远地区运送人道主义救援物资。这些无人机飞行了长达两个小时,在美属维尔京群岛之间运送了口罩和应急物资,并向济州岛的韩国最高峰汉拿山山顶(1947米)运送了医疗aed。这项技术是为了扩展移动机器人活动范围和负载能力铺平了道路。
图1: DMI无人机向维尔京群岛运送紧急医疗物资。氢燃料电池堆可以实现无人机2小时以上的飞行时间,是大多数电池供电无人机的4倍。
此外,DMI远程无人机现在也用于商业应用,其中长航时实现了大型太阳能电站。监控例如,韩国位于海南索拉西多县最大的太阳能发电厂。如果使用电池供电的无人机执行这项任务,需要更换电池6次以上。
图2: DMI无人机实现高效快速检测太阳能电池板。使用设备通用带有相机和热成像相机的氢燃料电池无人机仅进行了两次自动网格飞行,并获得了一个约20兆瓦的电厂图像。如果使用电池供电的无人机执行这项任务,需要更换电池6次以上。
高密度电源设计可优化电池性能
为移动设备开发氢燃料电池需要全面的技术创新,从材料科学到整体系统级设计优化。移动性的关键是小型化、提高效率和减轻系统重量。此外,要结合高能量输出和耐久性,实现长期稳定飞行。因此,需要减轻电堆的重量,配置高功率密度的动力系统,简化包括外围部件在内的整个电池组的设计,全面优化系统。
这些设计目标的核心是PDN的架构和实现。DP30电池组有两个电源系统,为无人机的旋翼和两个堆叠控制器供电。DP30电池组的输出电压范围很宽,可以在40V到74V之间变化。因此,电源系统旨在确保无人机的转子电机提供严格调节的48V、12A输出,堆控制器电路板和风扇提供12V、8A输出。
图3:能量密度对比:氢燃料电池和锂电池。
为了实现高效率和高能量密度供电网络(PDN),DMI选择了维科PRM降压调节器和ZVS降压调节器。PRM支持氢燃料电池堆的开路电压(OCV)高达74V,并能对48V进行稳定稳压,如图5所示。
图4:氢燃料电池堆的结构。在无人机的旋翼侧PDN中,并联布置了两个PRM升压和降压调节器(PRM48AF480T400A00)来提供旋翼所需的12A电流。用于堆栈中数字控制器电路板的PDN首先使用功耗更低的PRM (PRM48AH480T200A00),然后连接48V到12V的ZVS降压稳压器(PI3546-00-LGIZ)。
图5:为了实现高效率和高能量密度,采用了维科PRM降压调节器和ZVS降压调节器。PRM支持氢燃料电池堆的开路电压(OCV)高达74V,并能对48V进行稳定稳压。
根据供电能力提供多样化的产品线
除了目前正在生产的2.6kWDP30电池组,DMI计划根据供电能力提供多样化的产品线。应该公司不仅将开发各种容量的产品,从1.5kW氢燃料电池组电池(计划明年发布)到10kW氢燃料电池组电池,还将推出适用于每种电池组电池的相应无人机。
Vicor模块化电源方案可以实现可扩展性,支持这些不同的产品线。此外,还有助于DMI集中精力解决供电容量扩大带来的其他各种工程问题,如电堆结构、电源系统和外围元器件、散热方式的改变等。有了Vicor解决方案,DMI可以更好地实现其重要目标:增加耐用性和稳定性;高能量密度的轻质燃料电池。
关于斗山创新
斗山创新(DMI)是斗山集团的子公司。公司斗山集团是氢燃料电池市场的全球领导者。公司一个。应该公司它成立于2016年,一直致力于开发用于移动设备的氢燃料电池。斗山集团建立了从材料到系统的完整技术、供应和生产体系,在磷酸燃料电池(PAFC)市场和固体聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)市场分别拥有50年和30年的丰富经验,主要为汽车、家庭、发电和建筑提供燃料电池。与此同时,DMI基于斗山成熟的氢燃料电池技术和在固定应用方面的各种经验,为移动设备开发氢燃料电池。此外,也在为无人机、无人驾驶出租车等无人机产业的发展做出贡献。
关于Vicor 公司
维科公司我们始终致力于设计、开发、制造和销售基于各种专利技术的模块化电源组件和完整的电源系统。公司总部位于马萨诸塞州安多弗,其产品销往主要电力系统市场,包括企业和高性能计算。工业装备与自动化、电信与网络基础设施、汽车与交通、航空航天与国防。