無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間短,一直是制約無(wú)人機(jī)應(yīng)用的最大問(wèn)題。1月6日,記者從經(jīng)開(kāi)區(qū)企業(yè)北京新研創(chuàng)能科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“新研創(chuàng)能”)了解到,其自主研發(fā)的六旋翼氫燃料電池?zé)o人機(jī)在近日開(kāi)展的飛行試驗(yàn)活動(dòng)中,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)331分鐘的不間斷室外飛行,將在長(zhǎng)航時(shí)、大范圍飛行領(lǐng)域里有很大應(yīng)用空間。
這家成立于2017年的公司,是如何用氫燃料電池技術(shù)讓無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)331分鐘超長(zhǎng)續(xù)航的呢?新研創(chuàng)能測(cè)試主管王昕介紹說(shuō),奧秘就在于該無(wú)人機(jī)采用氫燃料電池作為動(dòng)力。氫燃料電池系統(tǒng)由電堆組成,而雙極板則是電堆的關(guān)鍵部件之一,雙極板的技術(shù)路線有三種,新研創(chuàng)能主攻的是金屬極板路線。相比之下,金屬極板易于大規(guī)模生產(chǎn)、成本低;使用金屬極板的燃料電池堆有重量輕、體積小、抗振能力強(qiáng)、可低溫?zé)o助啟動(dòng)、功率密度高等明顯優(yōu)勢(shì)。
金屬極板看似簡(jiǎn)單,在設(shè)計(jì)及制作工藝上卻大有講究。新研創(chuàng)能研發(fā)團(tuán)隊(duì)每設(shè)計(jì)一個(gè)板型,即需要進(jìn)行反復(fù)地模擬仿真計(jì)算,直到達(dá)到要求。在模具制作環(huán)節(jié)一樣需要反復(fù)修正模具,接下來(lái)的焊接、密封等各個(gè)環(huán)節(jié)的工藝摸索都同樣嚴(yán)謹(jǐn)。2018年,新研創(chuàng)能“氫燃料電池多旋翼無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目入選中關(guān)村首批高精尖培育項(xiàng)目。此后,研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了0.1毫米金屬板材超深流道的加工制備工藝和技術(shù),經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試和優(yōu)化,開(kāi)發(fā)出2千瓦級(jí)金屬極板燃料電池空冷電堆和系統(tǒng),依托燃料電池的高能效優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)331分鐘的連續(xù)室外飛行。
無(wú)人機(jī)資訊、電商和大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)相關(guān)負(fù)責(zé)人彭輝說(shuō),相比于鋰電池動(dòng)力,氫燃料電池?zé)o人機(jī)在續(xù)航能力上可以說(shuō)占盡優(yōu)勢(shì),尤其是在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,比如用于大范圍、全天候的巡邏和監(jiān)控等場(chǎng)景。鋰電池多軸無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間一般維持在30-60分鐘的水平,并且充電時(shí)間長(zhǎng),電池性能也會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)不斷下降。相比于燃油動(dòng)力,除了續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)之外,油動(dòng)無(wú)人機(jī)震動(dòng)較大,在需要拍攝高精度的東西時(shí),就得做減震設(shè)計(jì),這樣一來(lái)很容易影響載荷,而搭載電池能量密度低的氫燃料就無(wú)需擔(dān)心這些問(wèn)題。
在彭輝看來(lái),與燃油動(dòng)力和鋰電池動(dòng)力相比,氫燃料動(dòng)力也更加環(huán)保。與普通的廢電池排放的鉛汞等重金屬物質(zhì)不同,氫燃料動(dòng)力最終排放的物質(zhì)是水,并不會(huì)產(chǎn)生污染問(wèn)題。更重要的是,氫燃料電池燃燒具有很高的效率,可以產(chǎn)生和提供的動(dòng)能大約是汽油的三倍以上,可大大提升無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力。氫燃料動(dòng)力已是目前非常有效可行的一種能源儲(chǔ)備與使用方式,前景非常好。
“氫燃料電池用到無(wú)人機(jī)上,突破了無(wú)人機(jī)長(zhǎng)續(xù)航能力的‘瓶頸’,擴(kuò)大了無(wú)人機(jī)應(yīng)用的想象空間,同時(shí),在無(wú)人機(jī)上應(yīng)用氫燃料電池,解決了對(duì)氫燃料電池穩(wěn)定性、可靠性等方面的擔(dān)憂,未來(lái),氫燃料電池還將在單兵便攜式、交通領(lǐng)域等實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用?!毙卵袆?chuàng)能董事長(zhǎng)洪鑫說(shuō),新研創(chuàng)能擁有1000多平方米的研發(fā)中心,包括金屬極板加工實(shí)驗(yàn)室、電堆組裝實(shí)驗(yàn)室和電控實(shí)驗(yàn)室等,公司研發(fā)人員占員工總?cè)藬?shù)80%以上,經(jīng)過(guò)刻苦攻關(guān),新研創(chuàng)能研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)了多款金屬極板及其燃料電池堆,并在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展上持續(xù)發(fā)力。
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