民用无人机的动力现在常见的基本上是这么几种,电能源、油动力、太阳能、氢能源等几种。
而最常见的是电能源,即电池,也就是锂电,池锂电池又分为液态锂电池和聚合物锂电池。锂聚合物电池是锂离子电池升级换代产品。民用无人机用的就是聚合物锂离子电池。
聚合物电池是锂离子电池升级换代产品。相对于锂离子电池而言,它具有容量大、体积小(薄)、安全(不会爆炸)等优点。
聚合物电池(polymer,又称高分子电池):具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性和低成本等多种明显优势,是一种新型电池。在形状上,聚合物电池具有超薄化特征,可以配合各种产品的需要,制作成任何形状与容量的电池。该类电池可以达到的最小厚度可达0.5mm。
锂电池的优点:电压高、比能量大、循环寿命长、安全无公害。所以在无人机上得到了普遍应用。
动力电池的保养必须做到:不过放、不过充、不满电保存、不损坏包装、不短路、不低温。
民用无人机动力系统第二常见的能源是油电混合无人机,油电混合无人机的优势也是比较明显的,载荷大,汽油能量密度高达12KWH/KG配合高功重比(功率:重量>1)发动机,增大系统功率时载荷能力大幅提升。
续航时间长,汽油能量密度高,将部分载荷替换为汽油即可大大延长续航时间或里程,并且不受低温影响。
高效率,大载荷意味着每架次可以作业更大面积,减少无效行程浪费,并且加油即走,满足高强度连续出动需要。
低成本,作业效率高意味着平均作业人工成本低。油耗少也是综合成本低的体现。
油电混合动力系统无人机的缺点也是显而易见的:第一,不太环保,大多数无人机采用的是航模发动机,发动机稳定性也差,工况复杂;另外,对于飞手来说操作复杂,油动无人机使用复杂,不易掌握,对飞行员的操作水平要求高;再有就是,发动机功率受含氧的影响,不宜高原飞行,高原性能不足;相比纯电动无人机来说,起降场地要求也较高,场地适应能力差;由于无人机发动机震动较大,也影响成像质量,还容易对传感器造成损伤;同时,油动无人机系统较重,飞行速度较快,危害性危险性也相应较大。
油电混合主要用的是,汽油、煤油、甲醇、乙醇、液化石油气丙烷等等。
太阳能民用无人机,顾名思义就是一种以太阳能发电的工业级的无人机,这也是太阳能在无人机的一种应用,无人机利用太阳能,然后不断的去给无人机积蓄能量,那么这样的话,就会延长无人机使用时间。普通电动的或者油电混合的无人机,其实是有瓶颈的,想延长无人机的续航时间,太阳能无人机是一个办法。
系留无人机是靠地面的发电机供电的,或者通过公共电网供电的。系留无人机本身就是有局限的。
氢燃料无人机,是由氢燃料电池供电的无人机,其原理是:燃料电池是利用氢气和氧气,在电堆发生化学反应产生电能来进行驱动的。
电堆由氢气反应及氧气反应而产生离子和电子的两个极,以及具有高分子电解质膜的多个单元组成。作为燃料的氧气从大气中随时能获取,因此只要供应氢气就可持续发电。氢气用高压氢气储罐压缩后进行充电,以保持燃料电池长时间持续发电。
燃料电池有很多优点:没有直接污染、没有声音,这种电池是由非常强大的源H2提供能量。将液态H2与锂离子电池的能量密度相比较,它们之间的系数是150!仅此一点足以使氢燃料无人机推向市场。
网上还有一种使用激光发射器为无人机供电的,从地面发射的激光光束被无人机机身上的接收器转化成动力,成为无人机能量来源的,几乎可以支持无人机一直工作,类似系留无人机一样。
综上所述,无人机动力系统,是由电供给的,不论是锂电,氢燃料,油动力,还是太阳能,都是为电系统增加能量的。
现在用于无人机的动力系统中的能源,都有电源管理系统模块。实现能源系统的智能化,这是一套完整的软硬件管理系统,包括电源管理模块、电池指示灯、功能按键、数据通信接口等等组合而成。
民用无人机能源系统是了解无人机的基础,也是了解无人机发展的重要资料。