几种常见的无人机电池

民用无人机2018-10-01 11:35:17


近年来,随着科学技术的发展,无人机从军事领域拓展到民用领域,尤其是被广泛应用于民用领域的农业、林业、电力、安防等方面。在无人机应用范围越来越广的同时,市场上也出现繁多的无人机种类,但这些无人机都存在一个明显的问题——续航能力有限。


目前,市面上的无人机主要采用锂聚合物电池作为主要动力,续航能力一般在20分钟至30分钟之间,因技术方面不同有所差别,不过大部分续航时间都是在45分钟以内,但充电时间却都超过了一小时。由于无人机需要尽可能减轻起飞重量,所以无法携带较重的大容量电池,大多数无人机维持十几分钟到二十分钟飞行之后,就必须有人为它们更换电池或者插上充电线,导致通常出门都要携带三四块电池。这是无人机发展一个致命的短板,大大限制了我国无人机行业的整体发展,若要促进无人机市场持久的良性发展,解决无人机电池续航能力问题迫在眉睫。

无人机电池续航问题,是限制无人机行业发展的一块短板,也是世界各国无人机发展亟待攻克的技术性难题。目前,对于解决无人机电池续航问题的研究大致有以下几个方向:

一、燃料电池


(1)首个使用氢燃料电池的多轴无人机

2015年5月新加坡HUS公司,研发出首个使用氢燃料电池的多轴无人机HYCOPTER,空载情况下能够连续飞行4个小时,即使1Kg满载情况下仍能支撑 150分钟,远超锂电池来驱动的无人机续航时间。

由于使用氢燃料电池,HYCOPTER的结构与其他无人机也有些不同,中间除了氢燃料锂聚合物电池之外,还有两根储存氢气的管 状容器,最多可以存放4L氢气。工作过程当中氢气通入到氢燃料电池内部,经化学反应后生成电力为几个旋翼的电动机供电,充满氢气后的HYCOPTER在电 量方面与3Kg重量锂电池相当。遗憾的是目前HYCOPTER还在研发阶段,刚刚进行试飞。


(2)Intelligent Energy氢燃料电池

2015年12月配备Intelligent Energy氢燃料电池的大疆Matrice 100无人机飞行了超过1小时时间。如果使用标准电池,那么这款无人机一次充电只能飞行20分钟。氢燃料电池通过化学反应将氢气转换为电力,而副产品仅仅只是水蒸气。由于燃料储存在小盒子中,而更换燃料盒只需几秒钟时间,因此无人机在燃料耗尽时可以快速补充燃料并升空。

Intelligent Energy将在明年1月的拉斯维加斯消费电子展(CES)上展示工程成果。该公司希望,这一产品能吸引无人机厂商,将燃料电池作为无人机动力的一种选择。该公司没有计划面向普通用户提供改装产品。

二、太阳能电池板

(1)2010年英国“和风”号超轻型太阳能无人飞行器在飞行中安装太阳能电池板和使用陆基激光供电提高无人机飞行时间,创造了连续飞行14天无人飞行器的飞行时间记录。


(2)2014年6月,瑞士帕耶讷全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”首飞。这架飞机机翼上安装有1.7万块超薄且高效能的太阳能电池板,翼展长达72米。太阳能飞机是以太阳辐射作为推进能源的飞机,动力装置由太阳能电池组、直流电动机、减速器、螺旋桨和控制装置组成。由于太阳辐射能量密度小,为获得足够能量,太阳能飞机须有较大的摄取阳光的表面积。太阳能板在日间吸收能量,让飞机在晚间也可飞行,大大提高了飞行续航时间。

三、锂电池创新


2015年9月,特斯拉Tesla作为电动汽车领域的佼佼者,公布了一款专门针对航拍应用的无人机原型。特斯拉公司在充电电池方面显然更为老道,据悉,该款无人机搭载了一块10000mAh电池,单次充电可持续飞行60分钟,充电时间为20分钟左右。

在电池领域有独门绝技的特斯拉公司进入无人机市场,势必会对国内无人机电池带来巨大影响。谁不希望拥有一款充电时间短、续航时间长的无人机电池呢?但目前此项万众期待的产品还处于概念设计阶段,产品何时问世也尚无定论。

无人机电池续航技术研究层出不穷,目前状况多是处在研发当中,未来还会有哪些新的无人机电池续航技术无法预测,实用性也不得而知。但无人机电池续航技术是赚足了吆喝噱头十足,希望这些无人机电池续航技术面世后能不负所望,突破无人机电池续航不足这一制约无人机发挥更大作用的瓶颈。

本文来源:全球无人机网

本文作者:董冬


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