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無人機整機
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設(shè)備與工具斗山摩拜創(chuàng)新是斗山集團的子公司，成立于2016年，旨在利用斗山集團業(yè)界領(lǐng)先的氫燃料電池技術(shù)開發(fā)用于移動設(shè)備的氫燃料電池動力包，以及使用該技術(shù)的無人機解決方案。當(dāng)前，斗山氫燃料電池?zé)o人機正被用于關(guān)鍵應(yīng)用，如向偏遠地區(qū)提供應(yīng)急物資以及監(jiān)測大型農(nóng)業(yè)地區(qū)和廣闊的太陽能農(nóng)場。2019年10月，在確保氫燃料電池的可靠性、耐用性和穩(wěn)定性之后，斗山實現(xiàn)了2.6kW氫燃料電池DP30功率組件的商業(yè)化和量產(chǎn)。DP30提供領(lǐng)先的能量密度為400 – 500W·h / kg，是傳統(tǒng)電池的四到五倍，解決了工業(yè)無人機市場最大的問題之一：飛行續(xù)航時間。
為了表彰這一成就，斗山氫燃料電池動力包和無人機在2020年國際消費電子展(CES)創(chuàng)新獎上獲得兩項大獎。氫燃料電池?zé)o人機獲得了無人機和無人系統(tǒng)類別的最佳創(chuàng)新獎，而用于無人機的DP30氫燃料電池動力包獲得了可持續(xù)性、生態(tài)設(shè)計和智能能源類別的創(chuàng)新獎。
氫燃料電池動力包為無人機提供了顯著的優(yōu)勢，因為在有效載荷空間和重量有限的情況下，它們只需要一個堆棧和氫容器來發(fā)電。在這樣的燃料電池動力包中，氫和氧作為燃料，為由聚合物電解質(zhì)膜和兩個電極組成的眾多電池堆。這個燃料電池組通過氫和氧之間的反應(yīng)產(chǎn)生離子和電子，由于氧氣可以很容易地從大氣中獲得，燃料電池組只需要提供自己的氫源即可。
氫燃料電池?zé)o人機的好處是顯著的。對于基礎(chǔ)設(shè)施檢查，DP30燃料電池驅(qū)動的無人機每次飛行可以監(jiān)測50公里或更長的距離，而電池驅(qū)動的無人機每次飛行只能監(jiān)測10公里。就可到達的范圍而言，一架燃料電池驅(qū)動的無人機可以從中心覆蓋4000平方公里，而標(biāo)準(zhǔn)電池驅(qū)動的無人機只能覆蓋300平方公里。運營商的利益是顯著的，因為大大延長飛行時間可以最大限度地用來基礎(chǔ)設(shè)施檢查、公共安全、物流、建筑/采礦、林業(yè)和農(nóng)業(yè)。
通過斗山無人機，Haenam Solasido的太陽能電池板檢查可以實現(xiàn)更高的效率和速度。使用配備有普通相機和熱像儀的氫燃料電池?zé)o人機，僅通過兩次自動網(wǎng)格飛行就可以獲取約20MW現(xiàn)場發(fā)電廠的圖像。使用電池供電的無人機執(zhí)行相同的任務(wù)需要更換六塊電池。
斗山無人機向70公里以外的群島運送了緊急醫(yī)療物資。氫燃料動力包可以使無人機飛行時間超過兩個小時，是大多數(shù)電池供電無人機的四倍。
高密度電源設(shè)計可優(yōu)化動力包性能
開發(fā)用于無人機的氫燃料電池需要從材料科學(xué)到全系統(tǒng)級設(shè)計優(yōu)化的整體技術(shù)創(chuàng)新。無人機的關(guān)鍵是小型化、提高效率和降低系統(tǒng)重量。此外，應(yīng)結(jié)合高能量輸出和耐用性，以實現(xiàn)長期穩(wěn)定的飛行。因此，有必要降低電池包的重量，配置高功率密度的動力總成，簡化包括外圍部件在內(nèi)的整體動力包的設(shè)計，以充分優(yōu)化系統(tǒng)。
氫燃料電池動力包的結(jié)構(gòu)
用于斗山 DP30氫燃料電池的Vicor PDN解決方案
除了目前正在生產(chǎn)的2.6kW DP30動力組外，斗山還計劃通過動力容量使產(chǎn)品線多樣化。預(yù)計該公司將開發(fā)各種容量的產(chǎn)品，從計劃于明年發(fā)布的1.5kW氫燃料電池動力包到10kW的氫動力動力包，并推出適用于每個功率組件的相應(yīng)無人機。Vicor模塊化電源解決方案可實現(xiàn)可擴展性，以支持各種產(chǎn)品線。這也使斗山可以專注于解決其他工程問題，例如堆棧結(jié)構(gòu)的變化，動力總成和外圍組件以及散熱方法，所有這些都源于功率容量的擴展。使用Vicor DMI可以更好地實現(xiàn)其主要目標(biāo)。
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