無人機(jī)用電池

目前鋰電、燃油無人機(jī)存在的問題：多旋翼無人機(jī)續(xù)航能力有限是民用無人機(jī)行業(yè)的痛點，目前市面上的民用無人機(jī)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(shù)方面不同有所差別，大部分續(xù)航時間都是在45分鐘以內(nèi)?，F(xiàn)有專業(yè)級無人機(jī)也存在載重負(fù)荷比較小，續(xù)航能力不足等突出問題。燃料電池?zé)o人機(jī)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(qiáng)：遠(yuǎn)高于鋰離子電池,續(xù)航時間長;3、能量轉(zhuǎn)換效率高：可達(dá)60%，是內(nèi)燃機(jī)、火力、太陽能發(fā)電的兩倍以上.傳統(tǒng)鋰電類無人機(jī)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(wù)的能力，以國內(nèi)某公司研發(fā)應(yīng)用于無人機(jī)為例，其燃料電池動力系統(tǒng)的能量密度達(dá)到了600wh/kg，是目前最好的鋰電池?zé)o人機(jī)系統(tǒng)的三倍以上.在續(xù)航里程方面，，無人機(jī)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(yuǎn)超過目前市場中無人機(jī)飛行續(xù)航15-25分鐘左右?？深A(yù)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(jìn)一步推動長續(xù)航無人機(jī)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，行業(yè)前景廣闊。國內(nèi)燃料電池?zé)o人機(jī)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)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(jī)上應(yīng)用燃料電池技術(shù)，推出兩款名為“天行者”的固定翼無人機(jī)和“游騎兵”的六旋翼無人機(jī)，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(jìn)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(shè)計的全國首架以氫燃料電池為動力的六旋翼無人機(jī)已正式交付警方使用,標(biāo)志著燃料電池?zé)o人機(jī)在警用市場上的實際應(yīng)用得到了用戶的認(rèn)可。此外,眾宇2017年推出的第二代無人機(jī)，較第一代產(chǎn)品更加優(yōu)越，動力系統(tǒng)方面將達(dá)到鋰電池能量密度的4—6倍,航時可達(dá)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(jī)-HYDrone—1800，,該款無人機(jī)續(xù)航時間長達(dá)273分鐘（約4小時)，用于電力、石化、安防、消防等領(lǐng)域.目前燃料電池在應(yīng)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(shù)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(jì)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(rèn)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(dǎo)致生產(chǎn)成本過高。當(dāng)然單靠無人機(jī)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(lǐng)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(dāng)然目前還有很多公司和研究機(jī)構(gòu)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(yīng)用領(lǐng)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(shè)備。工程師們正在不斷的努力設(shè)計出使用更方便更安全的加氫設(shè)備,做到像汽車加油一樣的便捷.發(fā)展遠(yuǎn)景:2016年成為我國燃料電池車產(chǎn)業(yè)化元年,多領(lǐng)域應(yīng)用助推燃料電池快速發(fā)展。除了無人機(jī)領(lǐng)域,燃料電池還可應(yīng)用于汽車、分布式發(fā)電等多領(lǐng)域.國內(nèi)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(dá)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(yīng)用,從而實現(xiàn)燃料電池車商業(yè)化應(yīng)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(shù)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(wù)平臺公布“新能源汽車”等10個重點研發(fā)計劃專項進(jìn)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(lǐng)域應(yīng)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(jì)新能源之一，在無人機(jī)、汽車、工廠、住宅供電等方面都有著極大的需求和應(yīng)用前景，甚至在未來有望取代現(xiàn)