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我國無人機行業(yè)發(fā)展受限鋰電技術續(xù)航問題亟待解決

時間:2016-01-11 08:29來源:全球無人機網作者:西顧

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目前，市面上的無人機主要采用鋰聚合物電池作為主要動力，續(xù)航能力一般在20分鐘至30分鐘之間，因技術方面不同有所差別，不過大部分續(xù)航時間都是在45分鐘以內，但充電時間卻都超過了一小時。

近年來，隨著科學技術的發(fā)展，無人機從軍事領域拓展到民用領域，尤其是被廣泛應用于民用領域的農業(yè)、林業(yè)、電力、安防等方面。在無人機應用范圍越來越廣的同時，市場上也出現(xiàn)繁多的無人機種類，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，市面上的無人機主要采用鋰聚合物電池作為主要動力，續(xù)航能力一般在20分鐘至30分鐘之間，因技術方面不同有所差別，不過大部分續(xù)航時間都是在45分鐘以內，但充電時間卻都超過了一小時。由于無人機需要盡可能減輕起飛重量，所以無法攜帶較重的大容量電池，大多數無人機維持十幾分鐘到二十分鐘飛行之后，就必須有人為它們更換電池或者插上充電線，導致通常出門都要攜帶三四塊電池。這是無人機發(fā)展一個致命的短板，大大限制了我國無人機行業(yè)的整體發(fā)展，若要促進無人機市場持久的良性發(fā)展，解決無人機電池續(xù)航能力問題迫在眉睫。

無人機電池續(xù)航問題，是限制無人機行業(yè)發(fā)展的一塊短板，也是世界各國無人機發(fā)展亟待攻克的技術性難題。目前，對于解決無人機電池續(xù)航問題的研究大致有以下幾個方向：

一、燃料電池

（1）首個使用氫燃料電池的多軸無人機

2015年5月新加坡HUS公司，研發(fā)出首個使用氫燃料電池的多軸無人機HYCOPTER，空載情況下能夠連續(xù)飛行4個小時，即使1Kg滿載情況下仍能支撐 150分鐘，遠超鋰電池來驅動的無人機續(xù)航時間。

由于使用氫燃料電池，HYCOPTER的結構與其他無人機也有些不同，中間除了氫燃料鋰聚合物電池之外，還有兩根儲存氫氣的管狀容器，最多可以存放4L氫氣。工作過程當中氫氣通入到氫燃料電池內部，經化學反應后生成電力為幾個旋翼的電動機供電，充滿氫氣后的HYCOPTER在電量方面與3Kg重量鋰電池相當。遺憾的是目前HYCOPTER還在研發(fā)階段，剛剛進行試飛。

（2）Intelligent Energy氫燃料電池

2015年12月配備Intelligent Energy氫燃料電池的大疆Matrice 100無人機飛行了超過1小時時間。如果使用標準電池，那么這款無人機一次充電只能飛行20分鐘。氫燃料電池通過化學反應將氫氣轉換為電力，而副產品僅僅只是水蒸氣。由于燃料儲存在小盒子中，而更換燃料盒只需幾秒鐘時間，因此無人機在燃料耗盡時可以快速補充燃料并升空。

Intelligent Energy將在明年1月的拉斯維加斯消費電子展（CES）上展示工程成果。該公司希望，這一產品能吸引無人機廠商，將燃料電池作為無人機動力的一種選擇。該公司沒有計劃面向普通用戶提供改裝產品。

二、太陽能電池板

（1）2010年英國“和風”號超輕型太陽能無人飛行器在飛行中安裝太陽能電池板和使用陸基激光供電提高無人機飛行時間，創(chuàng)造了連續(xù)飛行14天無人飛行器的飛行時間記錄。

（2）2014年6月，瑞士帕耶訥全球最大的太陽能飛機“陽光動力2號”首飛。這架飛機機翼上安裝有1.7萬塊超薄且高效能的太陽能電池板，翼展長達72米。太陽能飛機是以太陽輻射作為推進能源的飛機，動力裝置由太陽能電池組、直流電動機、減速器、螺旋槳和控制裝置組成。由于太陽輻射能量密度小，為獲得足夠能量，太陽能飛機須有較大的攝取陽光的表面積。太陽能板在日間吸收能量，讓飛機在晚間也可飛行，大大提高了飛行續(xù)航時間。

三、鋰電池創(chuàng)新

2015年9月，特斯拉Tesla作為電動汽車領域的佼佼者，公布了一款專門針對航拍應用的無人機原型。特斯拉公司在充電電池方面顯然更為老道，據悉，該款無人機搭載了一塊10000mAh電池，單次充電可持續(xù)飛行60分鐘，充電時間為20分鐘左右。

在電池領域有獨門絕技的特斯拉公司進入無人機市場，勢必會對國內無人機電池帶來巨大影響。誰不希望擁有一款充電時間短、續(xù)航時間長的無人機電池呢？但目前此項萬眾期待的產品還處于概念設計階段，產品何時問世也尚無定論。

無人機電池續(xù)航技術研究層出不窮，目前狀況多是處在研發(fā)當中，未來還會有哪些新的無人機電池續(xù)航技術無法預測，實用性也不得而知。但無人機電池續(xù)航技術是賺足了吆喝噱頭十足，希望這些無人機電池續(xù)航技術面世后能不負所望，突破無人機電池續(xù)航不足這一制約無人機發(fā)揮更大作用的瓶頸。

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