Vicor Corporation(以下稱Vicor)和斗山Mobility Innovation(以下稱DMI)合作,后者正在開發(fā)無人機。DMI是韓國一家專門從事大型貿(mào)易公司的無人機業(yè)務子公司。無人機中安裝了高能量密度氫燃料電池,以在偏遠地區(qū)提供人道主義援助。它可以飛行兩個小時,迄今已將口罩和應急物資從美國大陸運到維爾京群島,再從韓國大陸運到濟州島,然后爬到韓國最高的山峰(6,388英尺),以提供醫(yī)療用AED。這項技術(shù)將為具有更大距離和更大負載能力的運輸機器人的發(fā)展開辟道路。
使用DMI無人機進行高效,快速的太陽能電池板檢查用于移動設備的氫燃料電池的開發(fā)需要從材料科學到系統(tǒng)級優(yōu)化的所有領域的技術(shù)創(chuàng)新,而延長行進距離的關鍵是系統(tǒng)的小型化,高效和輕量化。那是為了長時間穩(wěn)定飛行,它必須具有高能量輸出和耐久性。為此,必須配置一種動力傳動系統(tǒng),該動力傳動系統(tǒng)能夠減輕燃料電池堆的重量并實現(xiàn)高功率密度,并且簡化包括外圍部件的整個動力組以獲得最佳的系統(tǒng)配置。
設計的核心是系統(tǒng)電源網(wǎng)絡(PDN)的配置和實施。DP30動力總成有兩個主要動力總成,一個用于無人駕駛飛機的轉(zhuǎn)子,另一個用于兩個燃料電池堆的控制器。由于DP30的輸出電壓在40V至74V的寬范圍內(nèi)波動,因此在動力總成中進行了精確的電壓調(diào)整,以確保轉(zhuǎn)子電動機的48V和12A以及燃料電池堆控制板和風扇的12V和8A。設計輸出。
能量密度比較:氫燃料電池和鋰離子電池為了實現(xiàn)高效率和高能量密度的電源網(wǎng)絡(PDN),DMI采用了Vicor的PRM降壓-升壓調(diào)節(jié)器和ZVS降壓調(diào)節(jié)器。如圖所示,PRM可以輸入氫燃料電池堆最高74V的開路電壓(OCV),并調(diào)節(jié)到48V以使其穩(wěn)定。
氫燃料電池電源組件的結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)子供電的PDN由兩個并聯(lián)的PRM降壓-升壓調(diào)節(jié)器(PRM48AF480T400A00)組成,并提供轉(zhuǎn)子所需的12A。燃料電池堆中數(shù)字控制板的PDN使用ZVS降壓穩(wěn)壓器(PI3546-00-LGIZ),該穩(wěn)壓器將48V轉(zhuǎn)換為12V,并以低功率(PRM48AH480T200A00)串聯(lián)。除了目前正在生產(chǎn)的2.6kW DP30電源組之外,DMI還計劃增加具有不同電源容量的產(chǎn)品陣容。從明年發(fā)布的1.5kW氫燃料電池動力裝置開始,我們將開發(fā)功率高達10kW的各種產(chǎn)品,并發(fā)布與這些動力裝置兼容的無人機。
在去年的CES 2020上,DMI的展位很大,橫幅很大根據(jù)Vicor使用電源模塊配置PDN的方法,可以擴展PDN以支持多種產(chǎn)品系列。這將使DMI工程師能夠集中精力應對功率容量擴展所帶來的技術(shù)挑戰(zhàn),例如燃料電池組結(jié)構(gòu),動力傳動系統(tǒng)和外圍設備以及散熱方法的變化。隨著Vicor的引入,可以進一步追求提高耐用性和穩(wěn)定性以及減小具有高能量密度的燃料電池的尺寸和重量的主要目的。