無人機用電池

目前鋰電、燃油無人機存在的問題：多旋翼無人機續(xù)航能力有限是民用無人機行業(yè)的痛點，目前市面上的民用無人機主要采用鋰聚合物電池作為主要動力，續(xù)航能力一般在20分鐘至30分鐘之間,因技術方面不同有所差別，大部分續(xù)航時間都是在45分鐘以內?，F(xiàn)有專業(yè)級無人機也存在載重負荷比較小，續(xù)航能力不足等突出問題。燃料電池無人機的優(yōu)點:1、清潔環(huán)保、紅外輻射弱：無污染,工作時無噪聲，室溫發(fā)電紅外輻射弱；2、能量密度高、續(xù)航能力強：遠高于鋰離子電池,續(xù)航時間長;3、能量轉換效率高：可達60%，是內燃機、火力、太陽能發(fā)電的兩倍以上.傳統(tǒng)鋰電類無人機在充放電幾十次之后,容量都會有較大的衰減,失去執(zhí)行任務的能力，以國內某公司研發(fā)應用于無人機為例，其燃料電池動力系統(tǒng)的能量密度達到了600wh/kg，是目前最好的鋰電池無人機系統(tǒng)的三倍以上.在續(xù)航里程方面，，無人機搭載高密度燃料模塊，可輕松實現(xiàn)3小時以上的超長航時，遠超過目前市場中無人機飛行續(xù)航15-25分鐘左右。可預見,未來5～10年為氫燃料產(chǎn)業(yè)的集中爆發(fā)期，隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，燃料電池成本將逐步降低，有助于進一步推動長續(xù)航無人機產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，行業(yè)前景廣闊。國內燃料電池無人機的產(chǎn)業(yè)化應用情況：武漢眾宇動力系統(tǒng)科技有限公司于2014年底就開始嘗試在無人機上應用燃料電池技術，推出兩款名為“天行者”的固定翼無人機和“游騎兵”的六旋翼無人機，前者在2015年6月2日創(chuàng)下了12小時連續(xù)不斷飛行的成績;兩個月后,后者在新疆創(chuàng)造了3小時30分鐘的野外飛行記錄.在整個飛行過程中，巡航時由氫燃料電池提供穩(wěn)定動力輸出，而在起飛等動力需求較大的時候，鋰電池將會進行補充輸出；待巡航時,氫燃料電池將對鋰電池會將富余的電能回充到鋰電池。該公司2016年設計的全國首架以氫燃料電池為動力的六旋翼無人機已正式交付警方使用,標志著燃料電池無人機在警用市場上的實際應用得到了用戶的認可。此外,眾宇2017年推出的第二代無人機，較第一代產(chǎn)品更加優(yōu)越，動力系統(tǒng)方面將達到鋰電池能量密度的4—6倍,航時可達到6小時以上.2016年4月10日，科比特航空在深圳首發(fā)全球首款產(chǎn)品化氫燃料多旋翼工業(yè)級無人機-HYDrone—1800，,該款無人機續(xù)航時間長達273分鐘（約4小時)，用于電力、石化、安防、消防等領域.目前燃料電池在應用中主要存在的問題:1,氫氣的制取:氫氣制取的方法非常多,最常見的包括水電解和天然氣或甲醇等化石燃料的重整，目前全球90%以上的氫氣都是通過后者的方法制取出來的，技術非常成熟，目前的工廠車間成本大約為2.5元/m3，而在HYDrone-1800上實現(xiàn)4。5小時續(xù)航大約只消耗了3.5m3氫氣。但是目前氫氣還是屬于一種工業(yè)品，算上分裝、壓縮、運輸、分銷等成本，目前高純氫的零售價格一般在15元/m3左右。目前許多工業(yè)國家正努力在未來實現(xiàn)氫經(jīng)濟社會，將氫氣變成一種消費品，其潛在的成本非常低廉。我們國家正在大力推廣煤制氫，氫氣成本大約為0。8-1元/m3。2,燃料電池價格較高:在氫燃料電池發(fā)電的過程中會用到金屬鉑作為催化劑。而金屬鉑，就是我們常說的白金,屬于稀缺金屬，被很多人認為是造成燃料電池成本高的主要原因。但是事實上我們了解到,目前在燃料電池中的鉑使用量非常少,其材料成本根本不高，每kW功率燃料電池所含有的鉑的價值大約也就100—200元RMB，而且目前用量還在不斷降低。真正造成成本高的原因是產(chǎn)業(yè)不夠成熟，產(chǎn)量太小導致生產(chǎn)成本過高。當然單靠無人機行業(yè)可能無法將產(chǎn)量做到足夠大,但是隨著氫燃料電池在汽車等其他領域的普及，其成本會大幅下降，甚至低于鋰電池目前的成本水平.當然目前還有很多公司和研究機構在研究非貴金屬催化劑，目前有一些已經(jīng)取得了不錯的效果。3，氫氣的儲存:一般常見的儲存方法有常壓吸附儲氫、高壓儲氫、液氫儲氫、化合物儲氫等。氫氣的各種存儲方法都有各自的缺陷,目前一般都是根據(jù)終端產(chǎn)品的應用領域和使用方法來選擇更合適的儲氫方法.在汽車上被各大車廠廣泛采用的是高壓儲氫方法，但是需要匹配合適的加氫設備。工程師們正在不斷的努力設計出使用更方便更安全的加氫設備,做到像汽車加油一樣的便捷.發(fā)展遠景:2016年成為我國燃料電池車產(chǎn)業(yè)化元年,多領域應用助推燃料電池快速發(fā)展。除了無人機領域,燃料電池還可應用于汽車、分布式發(fā)電等多領域.國內多家車企也陸續(xù)推出燃料電池車產(chǎn)業(yè)化計劃，福田汽車斬獲百輛燃料電池客車訂單，開啟國產(chǎn)化征程,一汽解放與新源動力達成燃料電池合作協(xié)議，計劃2016-2017年完成100輛以上燃料電池物流車的推廣應用,從而實現(xiàn)燃料電池車商業(yè)化應用。政策方面，2016年燃料電池車獲得國家支持力度加大,國家發(fā)改委和能源局發(fā)布能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030）中第9項提及了氫能和燃料電池的創(chuàng)新，燃料電池獲得明確的發(fā)展方向,同時在近期國家科技管理信息系統(tǒng)公共服務平臺公布“新能源汽車”等10個重點研發(fā)計劃專項進入審核環(huán)節(jié)的項目清單，燃料電池電堆實施單位新源動力擬獲批1。26億.隨著燃料電池多領域應用逐步落地,燃料電池需求有望迎來爆發(fā)增長期。氫燃料電池是被看好的21世紀新能源之一，在無人機、汽車、工廠、住宅供電等方面都有著極大的需求和應用前景，甚至在未來有望取代現(xiàn)