Vicor Corporation(以下稱Vicor)和斗山Mobility Innovation(以下稱DMI)合作,后者正在開發無人機。DMI是韓國一家專門從事大型貿易公司的無人機業務子公司。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),以提供醫療用AED。這項技術將為具有更大距離和更大負載能力的運輸機器人的發展開辟道路。
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需要從材料科學到系統級優化的所有領域的技術創新,而延長行進距離的關鍵是系統的小型化,高效和輕量化。那是為了長時間穩定飛行,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,該動力傳動系統能夠減輕燃料電池堆的重量并實現高功率密度,并且簡化包括外圍部件的整個動力組以獲得最佳的系統配置。
設計的核心是系統電源網絡(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的寬范圍內波動,因此在動力總成中進行了精確的電壓調整,以確保轉子電動機的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高效率和高能量密度的電源網絡(PDN),DMI采用了Vicor的PRM降壓-升壓調節器和ZVS降壓調節器。如圖所示,PRM可以輸入氫燃料電池堆最高74V的開路電壓(OCV),并調節到48V以使其穩定。
氫燃料電池電源組件的結構為轉子供電的PDN由兩個并聯的PRM降壓-升壓調節器(PRM48AF480T400A00)組成,并提供轉子所需的12A。燃料電池堆中數字控制板的PDN使用ZVS降壓穩壓器(PI3546-00-LGIZ),該穩壓器將48V轉換為12V,并以低功率(PRM48AH480T200A00)串聯。除了目前正在生產的2.6kW DP30電源組之外,DMI還計劃增加具有不同電源容量的產品陣容。從明年發布的1.5kW氫燃料電池動力裝置開始,我們將開發功率高達10kW的各種產品,并發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Vicor使用電源模塊配置PDN的方法,可以擴展PDN以支持多種產品系列。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挑戰,例如燃料電池組結構,動力傳動系統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。