燃料电池无人机动力系统方案设计与试验

摘要

针对燃料电池为主能源的无人机(UAV)动力系统,设计了纯燃料电池动力系统、燃料电池/蓄电池(简称燃蓄)被/主动混合动力系统3种拓扑结构方案.以空冷质子交换膜燃料电池为例,搭建了燃料电池动力系统方案一体化试验平台.考虑阶梯型和阶跃型2种加载形式,试验研究了燃料电池自身的动态特性和启动特性.以阶梯型功率剖面的加载形式,试验研究了纯燃料电池动力系统放电特性;以无人机典型任务剖面作为加载形式,开展燃蓄被/主动混合动力系统对比试验研究.试验结果表明:纯燃料电池动力方案适用于低机动小型无人机,燃蓄被动混合方案可满足小型无人机大机动飞行,燃蓄主动混合方案系统可适应中大型无人机更长航时飞行.