如何解決無人機電池續(xù)航問題?

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

目前，鋰聚合物電池是市場上無人機的重要動力。電池壽命一般在20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，但充電時間卻超過1小時。因為無人機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)無人機都得找人替換，或者插上充電線。因此，外出時必須隨身攜帶三四塊電池。這是無人機發(fā)展的致命缺陷，極大地制約了我國無人機行業(yè)的整體發(fā)展。要促進(jìn)無人機市場的可持續(xù)發(fā)展，解決無人機電池續(xù)航問題刻不容緩。

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

首先,燃料動力電池

無人機電池壽命有限的技術(shù)探討

(1)第一架多軸無人機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HYCOPTER，它可以在空載狀態(tài)下持續(xù)飛行4小時，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的續(xù)航能力。

由于使用了氫燃料動力電池，直升機的結(jié)構(gòu)也與其他無人機有所不同。除了鋰聚合物氫電池，HYCOPTER還有兩個可以儲存4L氫氣的管狀容器。在工作過程中，臨時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)動幾個轉(zhuǎn)子的電動機。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無人機飛行了一個多小時。假設(shè)使用標(biāo)準(zhǔn)電池，無人機充電一次只能飛行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，無人機可以在燃料耗盡后迅速補充燃料并起飛。

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)品將吸引無人機制造商使用燃料動力電池作為無人機動力的選擇。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(uavs)的太陽能帆板和陸基激光前進(jìn)無人機(uavs)持續(xù)14天刷新記錄。

無人機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陽光動力2號在瑞士佩恩進(jìn)行了首次飛行。這架飛機的機翼上有17000塊超薄高效的太陽能電池板，翼展72米。太陽能飛機是一種利用太陽輻射作為驅(qū)動能量的飛機。動力設(shè)備由太陽能電池、直流電動機、減速機、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)推出了一款無人機航拍原型機。在電池充電方面，特斯拉要復(fù)雜得多。