雄韬股份创新突破：燃料电池风扇兼作液氢无人机螺旋桨

维克·2025-04-23

在无人机动力系统技术革新浪潮中，雄韬股份旗下武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司推出的一项发明专利引人注目（国家知识产权局4月22日公布）。

该专利打造的无人机用阴极闭合式风冷燃料电池系统，凭借高度集成化设计，尤其是燃料电池风扇与无人机螺旋桨的一体化创新，为液氢无人机发展带来全新突破。

传统无人机动力系统存在能量利用低、结构冗余等问题。独立的散热风扇与螺旋桨设计，增加了无人机体积与重量；传统减压阀无法回收高压氢气势能，造成能源浪费；电堆温度不均，也严重影响燃料电池性能与寿命。

（AI效果图，非厂家产品）

雄韬股份此次专利技术，精准攻克这些行业痛点。

供氢子系统中，液氢经汽化后，高压氢气不再依赖传统减压阀，而是进入第一涡流管。在这里，氢气势能被转化为冷热两股气流，热流用于加热电堆端板，优化电堆温度分布，使单电池间电压一致性显著提升，电堆性能与耐久性得以保障；冷流则辅助冷却，提高系统散热效率。

供氧子系统采用阴极闭合循环设计。空气压缩机加压后的空气，在液氢汽化器中与液氢热交换，实现空气预冷却与液氢汽化，反应后的尾气经处理循环利用，减少外界空气依赖，回收空气显热，使系统能量利用效率有效提升。

该系统创新重点，当属冷却路子系统的集成设计。

轴流式集成风扇，既是为电堆散热的关键部件，其叶轮又同时作为无人机螺旋桨。当风扇高速旋转时，不仅能提供充足冷却风量，还能产生无人机飞行所需升力，将系统体积大幅缩小，重量也减轻了，极大提升了系统集成度与无人机载荷能力。

同时，涡流管产生的冷流对电堆局部强化冷却，结合智能控制器对风扇转速和冷流流量的动态调节，确保电堆工作温度稳定在最佳区间。

从工作流程来看，系统启动时，各部件协同预热、建立循环；运行中，实时监测并精准调控参数；停机后，及时吹扫冷却，保护电堆。整套流程科学高效，保障系统稳定运行。

相比传统方案，该系统能量利用率得到有效跃升，较相同燃料下无人机续航有更优表现。

随着量产和技术完善，成本优势也将逐步显现。

目前，我国开展液氢无人机的企业越来越多，高度集成化设计是一个重要发展方向，长航时、高负载液氢无人机型将越来越多，有望在军用侦察、物流配送等多领域广泛应用，引领无人机动力系统迈向高效环保新时代。

[发明公布] 一种无人机用阴极闭合式风冷燃料电池及其工作方法

摘要：

本发明涉及一种无人机用阴极闭合式风冷燃料电池及其工作方法，燃料电池包括供氢子系统、供氧子系统、冷却路子系统和电堆；所述供氢子系统与供氧子系统通过液氢汽化器完成液氢和高温空气的热交换，实现液氢汽化和高温空气降温的效果。

通过设置第一涡流管，取代传统减压阀，汽化后的高压氢气被第一涡流管回收势能，在第一涡流管中被分离成冷流和热流，热流部分进入电堆的端板对端板进行加热，从而优化电堆内温度分布，提升单电池间电压一致性，从而提升电堆性能和耐久性。

当此燃料电池用于无人机时，该燃料电池的风扇同时作为无人机的螺旋桨，增加了系统集成度。