燃料电池应用(无人机、飞行器动力增程应用)

无人机主要动力为锂电池，由于受体积和重量的限制，动力电池容量配置受限，导致无人机航程有限，为了增加无人机续航里程，设计燃料电池作为增程器，由于燃料电池电压低，电流大，尤其是运行中对电流的恒流特性要求比较高，适合恒功率输出，无法提供较大的负载调整率，故燃料电池和锥电动力电池之间需要适配大功率双向DCDC,即直流变换器，用于电压和电流的变换，为燃料电池提供恒流输出条件。动力系统中，燃料电池恒流输出（也即恒功率），负载功率的波动完全由动力电池调节。

燃料电池工作需要空压机对空气进行压缩和过滤，空压机的工作电源为350-5OOVdc, 功率大小为6KW。必须空压机正常工作后，燃料电池才能启动，故还需要设计一套大功率双向DCDC,将锂电80-120Vdc的电压转换为350-500Vdc(额定400Vdc)供空压机启动。

该DCDC变换器使用水冷冷却系统，更好的解决了变换器的散热问题，使变换器的性能更稳定。

该大功率双向DCDC变换器整体具有如下优势：

1、 纯数字化设计，高频PWM模式；

2、 电压、电流多环控制，输出更稳定；

3、 恒流、恒压和恒功率模式可在线自动切换，切换时间<1ms；

4、 RS485和CAN通信接口，可电脑远程控制；

5、 严格的系统热设计，低温升，长寿命，性能稳定；

6、 具有欠压、过压、过流和短路保护；

7、 体积小，重量轻。

核心技术及创新点：

1、采用SiC元件，50KHz高频开关设计；

2、6路交错并联；

3、最新DSP技术；

4、体积小，重量轻，电流纹波小；

5、多端口集成。