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早期项目|自研氢动力无人机与燃料电池系统,「新创氢翼」以氢能替代方案拓宽工业无人机应用边界
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发表于 2023-3-31 05:37:08
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当前,工业无人机作为专业的测绘、探查、巡检工具,已应用到国家的能源基建、环保气象、物流仓储、农林牧渔等各个领域中。大多数无人机以燃油动力和锂电动力为主,但燃油和电动无人机在安全性、稳定性和续航能力都存在明显短板,在经济成本和环保角度制约着无人机的应用发展。
在安全性和稳定性方面,
燃油无人机发动机震动较大,整机较重,危险系数较高;飞行时震动会对无人机搭载的精密设备造成影响和损坏,也因此燃油无人机仅能用于低端场景;锂电动力无人机由于追求续航自重小、桨叶选型尺寸相对较大迎风面积大、转速低机动性不足对抗风力的能力弱,电动多旋翼风大时飞行,上下跳动,稳定性较差,安全性也不足;此外锂电池能适应的温度范围比较有限,受到尖锐物体碰撞还可能造成燃烧爆炸事故。
续航能力方面,
锂电动力无人机短板明显,电动无人机续航能力一般只有30分钟左右,去除起降,实际有效飞行时间仅有十多分钟,且未来突破理论上限难度巨大。这也导致其无法满足许多场景作业的需求。如远距离的巡检、物流,长航时需求的应急照明、应急通信等。
成本角度来看,
燃油无人机每飞行三四十个小时就要做一次拆机保养,费时费力,通常发动机使用寿命不超过200小时。锂电池无人机则由于航行时间过短,在充电换电上需花费大量时间成本,使用寿命在200个循环左右,而当锂电无人机为满足较远距离作业时,还需铺设无人机巢补电。
此外,燃油无人机还存在尾气、噪音污染等问题。
而氢能替代方案将为无人机市场带来新的发展可能。首先覆盖里程和续航方面,氢动力无人机单次续航可超过三小时,覆盖范围能达到200km,且无需额外布设无人机巢。其次,氢燃料环境适应能力更高,氢燃料电池能够适应-20℃到40℃的环境,性能一致性强,可覆盖场景能达到95%。且氢能效率转化较高,反应仅产生水实现0碳排放。
氢动力方案也由此极大拓宽了工业无人机的应用边界,可用作夜间应急照明和搜救、长时巡查、广域测绘和无人货运等,在中继通讯中还能作为持续驻空的便携移动基站。
在此背景下,「新创氢翼」于2020年在浙江新昌成立,目前已推出第一代和第二代氢动力无人机。第一代产品为全球首款结构功能一体化设计的量产型氢动力无人机,能实现载重3公斤,飞行3小时。第二代产品为全球首款集成降落伞的量产型氢动力无人机,载重从3公斤升级到10公斤,最大航时超过6小时,且最高里程可达360公里。
新创氢翼第一代氢动力无人机
新创氢翼第二代氢动力无人机
「新创氢翼」的氢能无人机在初始购入成本与锂电无人机成本接近的情况下,寿命远超锂电池,氢燃料电池半小时折旧成本约为17元,而传统锂电池半小时折旧约100元,并且氢能还节省了数十万左右的布设无人机巢成本。
同时,「新创氢翼」还自主研发生产膜电极、双极板、电堆等氢动力无人机核心技术。自研的风冷膜电极产品装堆实测电流密度和功率密度分别可以达到0.8A/cm2和0.5W/cm2;燃料电池堆性能达到国际领先;高性能电堆密封和结构一体化设计,可实现自动化电堆生产和电堆轻量化。
去年「新创氢翼」已交付部分整机产品,未来还将开发覆盖制氢、储氢到氢能无人机应用一体化的全产业链一站式解决方案。
图源企业
团队方面,新创氢翼创始人徐伟强为北航前飞机系副主任,广东电池行业协会副会长,具有氢能和无人机学科交叉背景,曾在2012-2015年间负责主持863重点项目,开展高空长航时氢动力无人机研制,涉及大型高空氢动力无人机总体设计、航空氢发动机改装测试、机载液氢储罐研制等;他还是全国燃料电池标准委员会委员,是“无人机用燃料电池发电系统”等国家标准主要起草人。
据了解,新创氢翼即将启动新一轮融资,蓝钟资本担任独家财务顾问,资金将主要用于在手订单交付和新产品研发。
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