Компания Doosan Mobility Innovation (DMI) оказывает гуманитарную помощь жителям труднодоступных регионов с помощью дронов, электропитание которых осуществляется от инновационных водородных топливных элементов с высокой плотностью энергии. За два часа полёта дроны успевают перевезти маски и медикаменты из материковой части США на Виргинские острова и доставляют противоэпилептические препараты на самую высокую в Южной Корее гору Халласан (1947 метров) на острове Чеджу. Усовершенствованные технологии позволяют увеличить дальность полёта и допустимую нагрузку этих мобильных роботов.
Кроме того, дроны компании DMI применяются в коммерческих приложениях, где большая дальность полёта позволяет осуществлять мониторинг солнечных ферм, в частности контроль оборудования крупнейшей корейской солнечной электростанции в Соласидо уезда Хэнам. Для выполнения этой же задачи с помощью дронов других производителей батареи потребовалось бы менять более шести раз.
Оптимизация характеристик силового модуля с высокой удельной мощностью
Для проектирования водородного топливного элемента для мобильных устройств требуются не только инновационные материалы, но и оптимизация всей системы. Мобильность достигается благодаря миниатюризации, более высокой эффективности и малого веса оборудования. Чтобы полёт был продолжительным и устойчивым, модуль питания дрона должен обладать высокой энергоемкостью и надёжностью. Таким образом, для полной оптимизации системы необходимо уменьшить вес блока, сконфигурировать тракт электропитания с максимальной удельной мощностью и упростить всю схему электропитания, включая периферийные компоненты.
Основу такой оптимизации составляет архитектура и схема подачи электропитания в систему (PDN). Силовой модуль DP30 обеспечивает питание двигателей дрона и контроллера. Благодаря тому, что этот модуль позволяет регулировать выходное напряжение в широком диапазоне от 40 до70 В, спроектированы цепи электропитания 48 В/12 А для двигателя и 12 В/8 А – для платы контроллера и для вентиляторов.
Для обеспечения высокой эффективности и высокой удельной мощности схемы электропитания компания DMI выбрала понижающе-повышающие стабилизаторы PRM и понижающий ZVS-стабилизатор компании Vicor. Модули PRM поддерживают напряжение холостого хода батареи топливных элементов до 74 В и регулируют напряжение до 48 В.
В схеме подачи электропитания на двигатель два параллельно установленных понижающе-повышающих PRM-стабилизатора (PRM48AF480T400A00) подают ток силой 12 А. В схеме подачи питания на плату цифрового контроллера в блоке используется PRM-стабилизатор меньшей мощности (PRM48AH480T200A00), за которым установлен понижающий ZVS-стабилизатор 48/12 В (PI3546-00-LGIZ).
Диверсификация продуктовых линеек по энергоемкости
В дополнение к выпускаемым в настоящее время силовым модулям DP30 на 2,6 кВт, компания DMI намеревается диверсифицировать продуктовые линейки по энергоемкости, начиная с 1,5-кВт модулей водородных топливных элементов, выпуск которых планируется на следующий год, и заканчивая 10-кВт модулями в зависимости от потребляемой мощности соответствующих дронов.
Модульный принцип компании Vicor обеспечивает масштабируемость с учётом разных продуктовых линеек. Такой подход позволяет компании DMI в полной мере заняться решением других технических задач, связанных с изменениями конструкции блоков, с силовыми трактами, периферийными компонентами и методами отвода тепла, т.е. всем тем, что позволяет увеличить энергоёмкость приложений. С помощью Vicor компания DMI рассчитывает повысить срок службы продукции и её устойчивость, а также уменьшить массогабаритные показатели топливных элементов, увеличив их удельную мощность.
Пресс-релиз Vicor Corporation