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。