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(jī)。DMI是韓國(guó)一家專門從事大型貿(mào)易公司的無人機(jī)業(yè)務(wù)子公司。無人機(jī)中安裝了高能量密度氫燃料電池,以在偏遠(yuǎn)地區(qū)提供人道主義援助。它可以飛行兩個(gè)小時(shí),迄今已將口罩和應(yīng)急物資從美國(guó)大陸運(yùn)到維爾京群島,再?gòu)捻n國(guó)大陸運(yùn)到濟(jì)州島,然后爬到韓國(guó)最高的山峰(6,388英尺),以提供醫(yī)療用AED。這項(xiàng)技術(shù)將為具有更大距離和更大負(fù)載能力的運(yùn)輸機(jī)器人的發(fā)展開辟道路。
使用DMI無人機(jī)進(jìn)行高效,快速的太陽(yáng)能電池板檢查用于移動(dòng)設(shè)備的氫燃料電池的開發(fā)需要從材料科學(xué)到系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化的所有領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,而延長(zhǎng)行進(jìn)距離的關(guān)鍵是系統(tǒng)的小型化,高效和輕量化。那是為了長(zhǎng)時(shí)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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),該動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)能夠減輕燃料電池堆的重量并實(shí)現(xiàn)高功率密度,并且簡(jiǎn)化包括外圍部件的整個(gè)動(dòng)力組以獲得最佳的系統(tǒng)配置。
設(shè)計(jì)的核心是系統(tǒng)電源網(wǎng)絡(luò)(PDN)的配置和實(shí)施。DP30動(dòng)力總成有兩個(gè)主要?jiǎng)恿偝桑粋€(gè)用于無人駕駛飛機(jī)的轉(zhuǎn)子,另一個(gè)用于兩個(gè)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(dòng),因此在動(dòng)力總成中進(jìn)行了精確的電壓調(diào)整,以確保轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的48V和12A以及燃料電池堆控制板和風(fēng)扇的12V和8A。設(shè)計(jì)輸出。
能量密度比較:氫燃料電池和鋰離子電池為了實(shí)現(xiàn)高效率和高能量密度的電源網(wǎng)絡(luò)(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(gè)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(jì)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(dòng)力裝置開始,我們將開發(fā)功率高達(dá)10kW的各種產(chǎn)品,并發(fā)布與這些動(dòng)力裝置兼容的無人機(jī)。
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(kuò)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(yīng)對(duì)功率容量擴(kuò)展所帶來的技術(shù)挑戰(zhàn),例如燃料電池組結(jié)構(gòu),動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和外圍設(shè)備以及散熱方法的變化。隨著Vicor的引入,可以進(jìn)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。
韓國(guó)斗山集團(tuán)成立于1896年,是韓國(guó)最大的財(cái)團(tuán)之一,也是一個(gè)擁有126年歷史且持續(xù)快速成長(zhǎng)的企業(yè)。集團(tuán)產(chǎn)業(yè)主要集中在包括能源、裝備、海水淡化設(shè)備、燃料電池以及機(jī)器人產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。斗山在全球38 個(gè)國(guó)家開展業(yè)務(wù),員工總數(shù)達(dá)36,400 余人,年銷售額超過180 億美元。
斗山創(chuàng)新(深圳)有限公司(簡(jiǎn)稱:斗山創(chuàng)新)是斗山集團(tuán)在中國(guó)的全資子公司,依靠自有核心技術(shù),致力于開發(fā)高性能移動(dòng)式輕量化燃料電池系統(tǒng)。產(chǎn)品線主要包含1-5kW空冷系統(tǒng)以及5-30KW輕量化水冷系統(tǒng),目前產(chǎn)品主要應(yīng)用在工業(yè)級(jí)無人機(jī),無人船以及機(jī)器人領(lǐng)域,后續(xù)將用于大載重貨運(yùn)Cargo無人機(jī),UAM及eVTOL等載人飛行器等領(lǐng)域。產(chǎn)品立足國(guó)際市場(chǎng),先后通過了多項(xiàng)國(guó)際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),目前多款燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)完成FCC、CE認(rèn)證,儲(chǔ)氫系統(tǒng)完成美國(guó)DOT認(rèn)證、加拿大TC、歐洲TPED、韓國(guó)KGS等國(guó)際認(rèn)證,產(chǎn)品和技術(shù)均為全球領(lǐng)先水平。
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