水冷电堆让能量密度翻三倍

燃料电池如何让无人机飞得更久?用水冷替代风冷,能量密度直接翻 3 倍;水冷电堆+混合动力,飞行时间大幅延长——“光靠电池不够了,现在得靠氢燃料电池”。

去年 12 月,深圳市无人机行业协会发布的统计数据显示:全球燃料电池无人机已经占无人机总量的近 20%——技术路线已经走到市场爆发的前夜。

国内专注氢动力系统研发的科技企业、鹭岛氢能创始人梁艳春表示,目前他们已经成功开发出两款自研的燃料电池无人机系统:

一款是 1.2kW 的燃料电池电源模块,另一款是 3.7 米大翼展、采用水冷电堆的混合动力无人机系统。

跟电池无人机相比,氢燃料电池无人机在续航上完全碾压。

普通电池无人机能量密度只有 200Wh/kg 左右,氢燃料电池能做到 606Wh/kg,直接翻 3 倍。

翼展 7.3 米、重达 20 多公斤的氢燃料电池无人机,在试飞中续航轻松突破 12 小时。而电池无人机一次充满电最多飞 1 小时。

燃料电池和电池一起用,输出控制更精准

“我们自研的燃料电池控制系统,能让电堆保持高转化效率。”梁艳春介绍,“这是业内少有的能把燃料电池电源做进无人机内部结构的方案,这让我觉得我们团队在这一块是有竞争力的。”

梁艳春透露,针对小型的垂起无人机,他们又开发出一套“1.2kW 轻量化电池+燃料电池的混合动力方案”。

梁艳春进一步解释,这套方案巧妙地解决了无人机起飞时需要高功率、巡航时需要低功率的问题。

起飞时,锂电池能瞬间输出大功率;巡航时,燃料电池就接管了供电任务。

这种混合搭配,可以让无人机的续航时间大幅延长,机动性也能保持。

十年磨一剑,终于做出“能飞12小时的燃料电池系统”

“无人机电动化已经做得很成熟了,但你看电池无人机最多飞 1 小时,这个瓶颈确实很难突破。说到底还是能量密度不够。”梁艳春说,“我们尝试过水冷技术,水冷比风冷能让电堆更好地保持稳定温度,进而让系统更稳定,但散热问题很难搞。飞控团队调了十多年,试验中摔掉的无人机有一百多架了,才做出今天这套能飞 12 小时的燃料电池系统。”

在梁艳春看来,无人机从“玩具”变成“工具”,是行业真正成熟的表现。

“以前,无人机只是个会飞的相机,看着很好玩,实际上很难用。现在无人机在应急救援、环保检查、线路巡检、测绘这些领域,已经是必不可少的生产力工具了。”

梁艳春说:“电池无人机一直跨不过去的‘时间门槛’,用燃料电池技术突破了。飞行时间这事,现在不能只盯着电池容量,得靠氢燃料电池。”

梁艳春表示,氢燃料电池技术在无人机领域的应用,不仅仅是“能飞更久”这么简单。它更大的意义在于,让无人机真正从“飞起来”迈向“用起来”,成为应急救援、工业巡检等领域的得力助手。

铂道综合新华社等媒体报道。