世界上第一个用于人道主义任务的商业氢燃料电池动力无人机

斗山创新（DMI）正在使用由其创新型能源密集型氢燃料电池提供动力的无人机，向偏远地区提供人道主义救援物资。这些无人机已经飞行了两个小时，并在美属维尔京群岛之间运送了口罩和应急物资，并将医用自动体外除颤器运送至汉拿山（1947米）的山顶，这是济州岛上韩国最高的山峰。
这项技术为扩展移动机器人的运动范围和负载能力铺平了道路。图1：DMI无人机向维尔京群岛运送紧急医疗物资。
氢燃料电池堆可以使无人机飞行时间超过2小时，是大多数电池供电无人机的飞行时间的4倍。此外，DMI远程无人机现在还用于商业应用，其中较长的飞行时间可以监控大型太阳能发电厂，例如韩国海南县Solasido的最大太阳能发电厂。
如果使用电池供电的无人机来执行此任务，则需要更换六个以上的电池。图2：DMI无人机可以以极高的效率和速度检查太阳能电池板。
使用配备了通用相机和热像仪的氢燃料电池无人机，它仅执行了两次自动网格飞行，并获得了约20兆瓦的发电厂的图像。如果使用电池供电的无人机来执行此任务，则需要更换六个以上的电池。
高密度电源设计和电池组性能优化。用于移动设备的氢燃料电池的开发需要从材料科学到整体系统级设计优化的全面技术创新。
移动性的关键是小型化，提高效率和减轻系统重量。此外，应结合高能量输出和耐久性，以实现长期稳定的飞行。
因此，有必要减轻电池组的重量，配置具有高功率密度的电源系统，简化包括外围部件的整个电池组的设计，并充分优化系统。这些设计目标的核心是系统电源网络（PDN）的体系结构和实现。
DP30电池组有两个电源系统，分别为无人机的转子和两个堆叠式控制器供电。 DP30电池组的输出电压范围很广，可以在40V至74V之间变化。
因此，电源系统旨在为无人机转子电机以及堆栈控制器电路板和风扇提供严格调节的48V，12A输出。 12V，8A输出。
图3：能量密度比较：氢燃料电池和锂电池为了实现高效率和高能量密度电源网络（PDN），DMI选择了Vicor PRM™降压-升压调节器和ZVS降压调节器。 PRM支持高达74V的氢燃料电池堆开路电压（OCV），并且可以对48V电压执行稳定的电压稳定，如图5所示。
图4：氢燃料电池堆的结构转子侧无人机的PDN，两个PRM降压-升压调节器（PRM48AF480T400A00）并联配置，可提供转子所需的12A电流。堆栈中用于数字控制器电路板的PDN首先使用较低功率的PRM（PRM48AH480T200A00），然后连接到48V至12V ZVS降压调节器（PI3546-00-LGIZ）。
图5：为了实现高效率和高能量密度，使用了Vicor PRM™降压-升压调节器和ZVS降压调节器。 PRM支持高达74V的氢燃料电池堆开路电压（OCV），并可以在48V电压下实现稳定的电压稳定。
根据功率容量提供多样化的产品线除了目前正在生产的2.6kW DP30电池组之外，DMI还计划根据功率容量提供多样化的产品线。该公司不仅将开发各种容量的产品，从1.5kW氢燃料电池堆（计划于明年发布）到10kW氢燃料电池堆，还将推出适用于每个电池组的相应无人机。
Vicor模块化电源解决方案可以实现可扩展性，以支持这些不同的产品线。此外，这还有助于DMI专注于解决由功率容量扩展引起的各种其他工程问题，例如堆栈结构变化，电源系统和外围组件以及散热方法。
借助Vicor的解决方案，DMI可以更好地实现其重要目标：提高耐用性和稳定性；实现具有高能量密度的小型化，轻质燃料电池。