PEM燃料电池的新型定制设计和分析,用于高耐久性小型无人机应用
Soham Prajapati1, Parth S Thakar2, Anilkumar Markana3
1Pandit Deendayal Energy University, Gandhinagar, 382007, Gujarat, India.
Environmental science and pollution research international
|December 5, 2023
概括
一个新的以为基础的质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 系统为小型无人机 (SUAV) 提供了三倍的飞行耐久性. 这种定制系统提高了空中飞行器的性能,超过了传统的电池功率.
科学领域:
- 航空航天工程 航空航天工程
- 电化学 电化学 电化学
- 可持续能源系统 可持续能源系统
背景情况:
- 小型无人飞行器 (SUAV) 传统上依靠电池供电,限制了飞行耐久性.
- 高空SUAV需要高效和长时间的电源解决方案,以扩展运营能力.
- 现有的动力传动系统在提供长时间任务所需的能量密度方面存在局限性.
研究的目的:
- 为固定翼SUAV设计定制基质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 系统提出一种新的方法.
- 使用PEMFC动力系统来提高实验性SUAV的飞行耐力.
- 根据特定的SUAV参数 (包括高度和速度) 定制燃料电池系统.
主要方法:
- 利用电化学和热力学的第一原则来定义燃料电池参数和设计.
- 使用MATLAB/Simulink进行系统模拟和分析.
- 根据电流密度计算极化和功率曲线,以满足功率要求.
主要成果:
- 以54%的效率实现了定制PEMFC系统设计.
- 所需的储大小被计算为5.688升.
- 与电池驱动的SUAV相比,模拟显示飞行耐力增加了三倍.
结论:
- 拟议的基于的PEMFC系统显著延长了SUAV的飞行耐久性.
- 该方法为空中飞行器定制燃料电池设计提供了一种可行的方法.
- 这一进步为传统的SUAV动力系统提供了可持续和高性能的替代方案.
