无人机锂电池寿命多长时间（燃料电池将改变无人机游戏规则）

无人机正在改变许多行业的作业方式，包括基础设施检查、农业、搜索及救援、采矿等。这些行业具有大量的监视和检查工作的需求。由于无人机，这些工作现在可以远程完成，但是无人机主要是由电池供电，这意味着：它们不能在空中持续飞行很长时间。

现有三种主要的动力解决方案可供商用无人机运营商选择：锂电池、内燃机和氢燃料电池。但是哪种技术可以真正提供最具成本效益的性能呢？

锂电池动力系统的缺点

目前中小型电动无人机均由锂电池供电。虽然锂电池的购买价格远低于任何替代解决方案，但由于续航时间和电池管理问题的限制，它们在总体拥有成本和工作实用性方面成本相当高。

1、续航时间短导致效率降低

使用锂电池供电的无人机续航时间非常短，通常在15-45分钟范围内，从而限制了应用范围。在日常工作中，由于操作员需要更换锂电池并处理与锂电池飞行动力相关的其他后勤问题，锂电池无人机在空中实际飞行的时间不到设计飞行时间的一半。换句话说，超过一半的无人机工作潜力被浪费掉，对运营成本和利润都造成不利影响。

锂电池的另一个短板是使用寿命。在日常使用情况下，无人机锂电池的普遍使用寿命为六个月。因此，每隔六个月，运营商就必须以高昂的价格采购新的锂电池用以替换。

2、运输与操作涉及繁琐的物流

无人机通常需要两块单块重量为4至5磅的锂电池。在工作现场，操作员需要携带足够数量的备用锂电池，以使无人机在空中保持足够长的飞行时间完成任务。然而锂电池运输受到大多数商业航空公司的管制，许多运营商只能通过陆路单独运输锂电池。陆路运输不仅需要提供相关文件和证明，而且运输过程缓慢且昂贵。

3、锂电池存储和充电设施的维护需要大量人手

专业的无人机运营商需要认真考虑锂电池充电、存储和管理的相关基础设施问题。

无人机需要有足够的电池充电，以使其在空中停留足够长的时间，完成指定的任务。任务结束后，需要将这一整套锂电池存放在安全干燥的地方，还需要设立追踪系统确保老化的电池得到及时更换。随着机队数量的扩大，锂电池的管理会变得越来越复杂和繁琐。

内燃机情况又如何呢？

大多数较大型无人机由内燃发动机提供动力。尽管内燃机十分普及，但它们也存在不少问题：

• 高维护成本（人工、零部件以及现场备件和工具的要求）
• 汽油发动机造成污染（小型发动机的污染要严重得多）
• 拍摄时，图像质量易受发动机振动的影响
• 发动机的噪音使无人机无法用于监控和录音

此外，内燃机动力无人机的总拥有成本可能高得惊人。发动机通常在200至300个工作周期或600至800个工作小时后便需要进行彻底维修，这意味着需要长期配备备用件和合格的服务人员。

氢燃料电池解决方案：更长的续航时间、更简单的运输流程

与锂电池相同的是，燃料电池是直流电源，洁净且安静。与锂电池不同的是，燃料电池通过转化氢能来提供动力，可提供更高的功率输出和更长的运作时间。因此，使用燃料电池意味着更长的续航时间。

燃料电池与锂电池相比：

• 能量密度增加3倍
• 续航时间延长2至3倍

目前市面上的无人机只能飞 20 分钟至 30 分钟左右，而创下最长飞行时间是欧洲无人机公司 Quaternium 的 4 小时 40 分钟，但…最近韩国燃料电池无人机公司 metaVista 以 12 小时 7 分 5 秒的飞行时间打破世界纪录。

为什么选择氢燃料电池？

• 清洁动力系统
• 氢燃料在运行中无排放。特别是当氢能来自于可再生能源时，意味着整个供应链都能实现零排放。
• 运行安静
• 燃料电池无人机与锂电池无人机一样安静无振动，因此可用于拍摄、监控和其他噪声敏感的应用。
• 简易运输
• 燃料电池无人机无需备用电池、存储电池、为电池充电等设施。
• 可靠耐用
• 燃料电池维护需求远低于内燃机或锂电池。燃料电池在使用1,000至1,200小时后才需要进行少量维护，或在2,000小时后才需要更换。

锂电池的初始购买价格比燃料电池低，但考虑到总运营成本时，情况会发生变化。在续航时间与收入成正比的行业，燃料电池是更实用和更具成本效益的选择。

燃料电池无人机研究进展

Hycopter是世界上第一台燃料电池无人机，由新加坡的H3 Dynamics开发，可以在空中飞行一个半小时内，有效载荷为1千克。Hycopter的开发人员也非常聪明地使用氢气存储器。燃料实际上存储在无人机的管状结构框架中，而不是存储在单独的罐中。

英国Intelligent Energy在燃料电池开发方面有着悠久历史。该公司开发的无人机拥有的长飞行时间，清洁能源和快速加氢等特性，使其特别适用于海上平台检查等。

一家中国公司MMC也加入了燃料电池无人机竞争，声称其燃料电池无人机可以飞行30-40分钟。与其他产品一样，MMC的燃料电池也很轻巧，这对飞行时间至关重要。

加拿大燃料电池巨头巴拉德（Ballard Power Systems)也是无人机燃料电池主要供应商之一。其专为无人机设计了一款液冷式氢燃料电池。

FCair™600w氢燃料电池

但不可否认的是，处在商业化初期的燃料电池无人机也存在技术成本高，氢供应困难等挑战，但相信正确的动机和方向会克服这些挑战。

结论

无论是多旋翼式还是固定式机翼的无人机，正在许多行业的无数应用中证明其价值，同时他们也遇到了当前动力技术无法解决的瓶颈。

内燃机污染严重、噪音大、需要密集型服务。锂电池无人机安静效率高，但续航时间短，电池充电和管理是一个令人头疼的问题。

燃料电池无人机干净、安静，系统耐用性高于其他选择。燃料电池在运输上比锂电池要求更低，并且具有更长的续航时间。更长的续航时间意味着无人机可为更多潜在应用服务。

锂电、燃电、内燃机，无人机动力市场格局将会如何，以及无人机将会在哪些行业大放异彩，让我们拭目以待吧！

好了，正事说完了，那么接下来。。。

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