如何解決無人機(jī)電池續(xù)航問題?

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)已經(jīng)從特種領(lǐng)域擴(kuò)展到民用領(lǐng)域，特別是在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、電力和安全等領(lǐng)域。隨著無人機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，市場上也出現(xiàn)了復(fù)雜的無人機(jī)品種，但這些無人機(jī)都存在一個(gè)明顯的問題續(xù)航能力有限。

目前，鋰聚合物電池是市場上無人機(jī)的重要?jiǎng)恿Αｋ姵貕勖话阍?0分鐘到30分鐘之間。然而，由于技術(shù)的不同，大部分電池的使用壽命不到45分鐘，但充電時(shí)間卻超過1小時(shí)。因?yàn)闊o人機(jī)要盡可能減少起飛重量，所以它不能攜帶大容量的重型電池。在飛行超過10分鐘到20分鐘后，大多數(shù)無人機(jī)都得找人替換，或者插上充電線。因此，外出時(shí)必須隨身攜帶三四塊電池。這是無人機(jī)發(fā)展的致命缺陷，極大地制約了我國無人機(jī)行業(yè)的整體發(fā)展。要促進(jìn)無人機(jī)市場的可持續(xù)發(fā)展，解決無人機(jī)電池續(xù)航問題刻不容緩。

無人機(jī)電池壽命問題是制約無人機(jī)行業(yè)發(fā)展的短板，也是世界各國要解決的技術(shù)問題。目前，無人機(jī)電池壽命處理的研究大致有以下幾個(gè)方向:

首先,燃料動力電池

無人機(jī)電池壽命有限的技術(shù)探討

(1)第一架多軸無人機(jī)采用氫燃料動力電池

2015年五月，新加坡HUS公司研制出世界上第一架使用氫燃料動力電池的多軸無人機(jī)HYCOPTER，它可以在空載狀態(tài)下持續(xù)飛行4小時(shí)，甚至在1Kg滿載狀態(tài)下也可以支持150分鐘，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了鋰離子電池無人機(jī)的續(xù)航能力。

由于使用了氫燃料動力電池，直升機(jī)的結(jié)構(gòu)也與其他無人機(jī)有所不同。除了鋰聚合物氫電池，HYCOPTER還有兩個(gè)可以儲存4L氫氣的管狀容器。在工作過程中，臨時(shí)氫氣被注入氫燃料動力電池。經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，出現(xiàn)電力來驅(qū)動幾個(gè)轉(zhuǎn)子的電動機(jī)。充有氫氣的HYCOPTER在電量上適合3Kg分量的鋰離子電池。不幸的是，HYCOPTER還在開發(fā)中，剛剛經(jīng)過測試。

無人機(jī)電池壽命有限的技術(shù)探討

(2)智能能源氫燃料動力電池

2015年十二月，配備智能能源氫燃料動力電池的djiMatrice100無人機(jī)飛行了一個(gè)多小時(shí)。假設(shè)使用標(biāo)準(zhǔn)電池，無人機(jī)充電一次只能飛行20分鐘。氫燃料動力電池通過化學(xué)反應(yīng)將氫轉(zhuǎn)化為電能，其副產(chǎn)品只是水蒸氣。由于燃料儲存在可以在幾秒鐘內(nèi)更換的小盒子里，無人機(jī)可以在燃料耗盡后迅速補(bǔ)充燃料并起飛。

智能能源公司將于明年一月在拉斯維加斯舉辦的消費(fèi)電子展上展示工程成果。該公司希望該產(chǎn)品將吸引無人機(jī)制造商使用燃料動力電池作為無人機(jī)動力的選擇。該公司沒有向普通用戶供應(yīng)修改后產(chǎn)品的計(jì)劃。

其次,太陽能電池板

(1)2010年，英國和風(fēng)超輕型太陽能無人機(jī)(uavs)的太陽能帆板和陸基激光前進(jìn)無人機(jī)(uavs)持續(xù)14天刷新記錄。

無人機(jī)電池壽命有限的技術(shù)探討

(2)2014年六月，世界上最大的太陽能飛機(jī)陽光動力2號在瑞士佩恩進(jìn)行了首次飛行。這架飛機(jī)的機(jī)翼上有17000塊超薄高效的太陽能電池板，翼展72米。太陽能飛機(jī)是一種利用太陽輻射作為驅(qū)動能量的飛機(jī)。動力設(shè)備由太陽能電池、直流電動機(jī)、減速機(jī)、螺旋槳和控制設(shè)備組成。由于太陽輻射的能量密度很小，為了獲得滿意的能量，太陽能飛機(jī)必須有很大的表面積來吸收陽光。太陽能電池板在白天吸收能量，允許飛機(jī)在晚上翱翔，極大地提高了飛行耐力。

鋰離子電池不同

無人機(jī)電池壽命有限的技術(shù)探討

2015年九月，電動汽車領(lǐng)域的領(lǐng)先者特斯拉(Tesla)推出了一款無人機(jī)航拍原型機(jī)。在電池充電方面，特斯拉要復(fù)雜得多。