军用无人机电源技术进展_石治国
自动化在军事领域的应用从无人机作战到智能战争系统的发展
自动化在军事领域的应用从无人机作战到智能战争系统的发展随着科技的不断进步，自动化技术在军事领域中的应用越来越广泛。
从最初的无人机作战到如今的智能战争系统，自动化正焕发出勃勃生机，为军事作战提供了全新的解决方案。
本文将从无人机作战的发展、无人机作战的应用案例以及智能战争系统的发展等方面来探讨自动化在军事领域中的重要作用。
一、无人机作战的发展无人机作战是自动化在军事领域中的一个典型应用。
最早的无人机可以追溯到20世纪的初期，当时主要用于侦察和无人目标的攻击。
随着技术的进步，无人机的功能不断扩展，成为现代军事作战中的关键力量。
如今，无人机已经可以执行各种复杂的任务，包括侦察、目标打击、空中支援等。
二、无人机作战的应用案例1. 侦察和情报收集无人机可以搭载各种高精度传感器，例如红外线传感器、摄像头和雷达等，能够在战场上实时获取情报、侦察目标和绘制战场图像。
这些数据对指挥官做出决策非常重要，可以提高作战效率和减少人员伤亡。
2. 目标打击和空中支援现代无人机可以搭载各种武器系统，例如导弹和炸弹。
在战争中，无人机可以执行精确的打击任务，消灭敌方目标，保护友军。
此外，无人机还可以提供空中支援，包括空中侦察、物资运输和伤员疏散等。
3. 电子战和干扰作战无人机可以搭载电子干扰设备，干扰敌方雷达、通信和导航系统。
通过干扰敌方通信系统，可以破坏敌方指挥和控制能力，干扰敌方战斗计划，从而具有重要的战术价值。
三、智能战争系统的发展除了无人机作战，自动化在军事领域中的应用还包括智能战争系统。
智能战争系统是一种基于人工智能和大数据分析技术的系统，能够实时分析和处理各种战场数据，为指挥官提供决策支持。
智能战争系统可以实现快速响应、精确打击和优化资源的利用，提高作战效率和军事实力。
四、自动化在军事领域的优势和挑战自动化在军事领域的应用具有很多优势，例如提高作战效率、减少人员伤亡、减少人为错误等。
然而，自动化也面临一些挑战，例如技术成熟度、人员培训和数据安全等。
无人机电池技术的进展
无人机电池技术的进展作者：贺作豪来源：《无人机》2018年第07期大多数无人机用户最迫切的要求是延长航时和增加任务载荷。
对民用用户来说，这可使公司能快速收集高质量数据，创造更大的利润。
而对军方来说，无人机传感器持续获取数据，可获得更多的情报，增加完成任务的机会。
假如一架以电池为动力的四旋翼无人机只能在空中停留20～40min，需要再次充电，则用户就需要采用多架无人机，以及主电源和几个充电器，以确保始终有几套充好电的电池可供使用，从而增加了业务成本。
研究人员还着眼于用一些新的方法为电池充电，特别是在偏远和危险地区目前没办法为无人机的电池充电。
而且，还有一些厂家在大力发展燃料电池技术，以期取得突破。
无人机尺寸和执行任务的不同，对动力的要求也是千差万别。
对小型无人机来说，几个电池就可解决从推进到任务载荷用电的一切要求。
像“全球鹰”这样的大型无人机尽管需要采用涡喷发动机作为动力，但其机上的一些系统和发动机发生故障时的应急动力仍离不开电池。
“美洲豹”无人机电池的改进航空环境公司生产的一系列小型I类无人机，包括“美洲豹”（Puma）、“渡鸦”（Raven）和“黄蜂”（Wasp）都通过由可充电的锂离子电池驱动的电动机实现飞行。
这些电池组件是可替代的，并可快速更换，使这些手持式发射无人机尽可能快地返回到空中。
最新的“美洲豹”AE（全环境）航时约3～4h，而以前“美洲豹”的航时只有约2h。
航空环境公司已通过不断监控电池技术及电池中的化学反应，并使其系统尽可能地高效，已延长了“美洲豹”无人机的航时。
“美洲豹”还具有一个即插即用电力适配器，以便与未来的电源集成。
航空环境公司还发展了“美洲豹”的一种太阳能机翼型别，称为“美洲豹”延程（XE）型，大大增加了平台的航程，可实现9h的航时。
燃料电池航空环境公司还将按与美国空军研究实验室和Protonex公司的合作项目，在“美洲豹”上采用燃料电池技术。
“美洲豹”采用的燃料电池技术利用锂离子蓄电池在起飞和俯冲机动期间提供峰值功率，而燃料电池本身则为蓄电池充电，并为平台和任务载荷在巡航飞行期间提供恒定功率。
无人系统科学与技术丛书 无人机系统光电载荷技术
无人系统科学与技术丛书无人机系统光电载荷技术无人系统科学与技术的发展一直是科技领域的热点之一。
无人机系统作为无人系统的重要组成部分，其光电载荷技术更是无人机系统中的关键技术之一。
光电载荷技术是指利用光学和电子技术集成设计的载荷系统，用于航天器对地面、大气及空间目标进行监视、侦察、勘测和目标指示的技术。
在无人机系统中，光电载荷技术的应用极为广泛。
首先，光电载荷技术可以实现对地面目标的高分辨率监视。
通过搭载高清摄像头和红外热像仪等设备，无人机可以实现对地面目标的实时监视，为军事侦察、灾害监测、城市规划等领域提供了重要支持。
其次，光电载荷技术还可以实现对大气和空间目标的监视。
通过搭载气象仪器和空间探测设备，无人机可以实现对大气和空间目标的监测，为气象预报、科学研究等领域提供了重要数据支持。
在无人系统科学与技术丛书中，无人机系统光电载荷技术是一本重要的参考书籍。
该书系统介绍了光电载荷技术的基本原理、设计方法、应用案例等内容，为读者深入了解无人机系统光电载荷技术提供了重要参考。
通过学习该书，读者可以了解光电载荷技术在无人机系统中的作用和应用，为无人机系统的设计、研发和应用提供重要指导。
从技术角度看，无人机系统光电载荷技术的发展离不开光学和电子技术的支持。
随着光学和电子技术的不断进步，无人机系统光电载荷技术也在不断创新和发展。
例如，随着高清摄像头、红外热像仪等设备的不断更新，无人机系统对地面目标的监视分辨率越来越高，监视效果越来越好。
再如，随着气象仪器、空间探测设备等设备的不断完善，无人机系统对大气和空间目标的监视能力也在不断提升，为相关领域的研究和应用提供了更好的支持。
总的来说，无人机系统光电载荷技术作为无人系统中的关键技术之一，发挥着重要作用。
通过不断创新和发展，光电载荷技术为无人机系统的设计、研发和应用提供了重要支持，推动了无人系统科学与技术的不断进步。
希望未来在无人系统领域的发展中，光电载荷技术能够继续发挥重要作用，为无人系统的应用和发展提供更好的支持。
无人机的电池技术与能源管理的研究与改进
无人机的电池技术与能源管理的研究与改进研究方案：无人机的电池技术与能源管理的研究与改进引言：随着无人机在农业、物流、安全等领域的广泛应用，无人机的电池技术和能源管理成为了研究的热点。
为了提高无人机的续航时间和可靠性，本研究旨在探索和改进无人机的电池技术和能源管理方法，从而提出新的观点和方法，为解决实际问题提供有价值的参考。
研究目标：1. 探索和改善无人机的电池技术，提高其续航时间和运行效率。
2. 开发和优化无人机的能源管理系统，提高其能源利用率和稳定性。
3. 基于数据采集和分析结果，提出有效的电池充电方案和能源管理策略。
研究方法：1. 实验验证：设计并构建无人机的电池测试平台，对多种电池进行实验测试，比较其性能和功耗特性。
通过对比试验数据，评估不同电池类型对无人机续航时间和性能的影响。
2. 分析与仿真：利用计算机仿真软件对无人机的电能消耗进行仿真，分析不同飞行任务对能源消耗的影响，并提出相应的优化策略。
3. 数据采集：选择一定数量和种类的无人机，进行长时间的航飞实验，并采集相关的性能参数和电池工作状态。
收集和整理已有的无人机飞行数据，建立飞行数据库。
4. 数据分析：对采集到的数据进行统计学和数理分析，探索无人机电池技术和能源管理的关键问题，并提炼出相关规律和趋势。
5. 算法优化：基于数据分析结果，提出适用于无人机的电池充电方案和能源管理算法，实现对无人机能源的合理调配和优化控制。
方案实施：1. 设计无人机电池测试平台：根据无人机的特点和需求，设计并搭建与实际场景相似的测试平台，保证实验的可重复性和有效性。
2. 实验验证：选取不同类型的电池，在测试平台上对其容量、电压、能量密度等进行测试，并记录相关数据。
3. 分析与仿真：分析无人机在不同飞行任务中的电能消耗规律，并进行计算机仿真，得出与实验数据相符合的模拟结果。
4. 数据采集：选择一定数量和种类的无人机，对其进行长时间航飞实验，在实验过程中定期采集性能参数和电池状态数据，并记录航程、航速、飞行任务等相关信息。
国外鱼雷电池应用进展
国外鱼雷电池应用进展石治国【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2012(036)011【总页数】3页(P1762-1764)【关键词】锌银电池; 铝/氧化银电池; 锂电池【作者】石治国【作者单位】海军驻天津地区兵器设备军代表室天津300384【正文语种】中文【中图分类】TM911水中兵器电源最主要的两大领域为鱼雷电源和潜艇电源。
这些电源早期大都为铅酸蓄电池。
随着科学技术的发展。
鱼雷、潜艇对航速、航程、潜深性能的要求的提高，迫切要求具有高比能量、高比功率的电池作为它们的电源。
本文主要针对国外鱼雷电池的应用进展情况进行介绍。
1 发展历程鱼雷自1868年由英国人怀特黑德首次制成，二战以前都是热动力的，直至1938年德国生产出使用铅酸电池做动力的鱼雷，也是世界上第一支电动力鱼雷。
在电动力鱼雷中，电池作为推进电机电源。
要在几分钟到十几分钟直至三十分钟内释放出数十至数百千瓦的能量。
因此对电池组提出了较苛刻的要求。
主要条件如下：(1)由于推进系统要占一枚鱼雷质量和体积的50%以上，因此电池组必须有高的比能量。
其理论值至少在400 Wh/kg以上；(2)电池组必须有高的比功率，能够在大电流放电时保持电压输出不变。
电压不变，鱼雷速度也不变。
(3)电池组在不维护的条件下能长期(至少5年)处于战备状态，一旦激活即能满负荷使用。
(4)在启动鱼雷时，能在十几秒钟内输出数倍于稳态电流的瞬间电流。
另外要能经受大的瞬时动力负载。
(5)电池组除供给推进电机电源外，还要供给辅助系统电源。
(6)电池组没有爆炸性气体放出。
(7)电池组在放电期间所放出的热，必须由电池组本身发散。
(8)电池组对鱼雷发射操作人员及舰艇上其他人员不发生生命危险。
经过世界各国长期实践和检验，目前应用广泛的为锌银电池、镁/氧化银海水电池，先进的铝/氧化银电池和锂亚硫酰氯电池等。
2 锌银电池由于锌银电池具有比能量高，比功率大，可大电流放电，放电电压平稳，电压精度高，安全性好等优点，被广泛应用于各种鱼雷、水雷、潜水艇、救生设备等。
无人机技术在军事中的应用
无人机技术在军事中的应用无人机（Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV）是一种没有人员搭乘的飞行器，由遥控器、计算机系统和传感器等组成。
随着技术的不断进步和创新，无人机在军事领域的应用越来越广泛。
本文将探讨无人机技术在军事中的应用，并讨论其对军事战略、作战效果以及未来发展的影响。
一、侦察和监视无人机在军事侦察和监视中发挥着重要的作用。
由于无人机具备较高的悬停能力和航时，可以长时间持续地在战区空域执行任务，为军方提供实时情报和目标获取。
利用高清摄像头和红外传感器等设备，无人机能够在大范围、复杂的地形中进行精确侦察，对敌方目标进行跟踪和监视。
二、打击和攻击无人机技术的发展使得军方能够用无人机进行远程打击和攻击，降低了飞行员的风险。
通过搭载导弹、火箭弹等武器，无人机能够精确打击敌方目标，发挥重要的战斗作用。
此外，无人机还可以用于对敌方防空系统、雷达设施等进行摧毁或干扰，为地面部队提供火力支援。
三、战场通信和协调无人机可以作为移动的通信节点，在战场上提供可靠的通信保障。
通过搭载通信设备，无人机能够建立临时通信网络，为各个作战单元之间提供实时的信息传输和协调。
这对于提高指挥决策的速度和准确性具有重要意义，对于保证战场连通性和指挥系统的可靠性起到积极作用。
四、战争风险降低无人机在军事中的应用可以有效降低战争风险。
相比于传统飞行器，无人机不需要飞行员搭乘，可以在高危环境中执行任务，如侦察敌方阵地、执行空中攻击等。
这种自动化飞行模式减少了飞行员的伤亡风险，提高了战斗的安全性和可持续性。
五、未来发展前景无人机技术在军事中的应用前景广阔。
随着技术的进一步发展，无人机将能够在更为复杂的战场环境中应用，并与其他军事武器系统进行联合作战。
例如，可以通过无人机与无人地面车辆、水下无人艇等进行无缝衔接，形成多维度的战斗力量，提高综合作战能力。
此外，随着人工智能技术的不断进步，无人机将能够具备更加智能化和自主化的能力，更好地适应复杂多变的战争环境。
无人机技术的发展和军事应用
无人机技术的发展和军事应用随着科技的飞速发展，无人机技术得到了极大的进步，逐渐成为军事领域的重要装备。
无人机作为一种不需要人工操作的飞行器，具有灵活、高效和多功能的优势，在现代战争中发挥着重要作用。
一、无人机技术的发展随着人工智能和通信技术的快速发展，无人机的技术得到了迅猛的发展。
无人机不再是简单的遥控玩具，而是逐渐转变为具备自主飞行、智能感知和高精度作业的重要工具。
1. 无人机的自主飞行能力现代无人机配备了先进的传感器和自动控制系统，能够通过GPS和惯性导航系统实现自主导航。
这使得无人机可以在没有人工干预的情况下，完成复杂的飞行任务，例如在高海拔或恶劣天气环境下进行侦察和搜索。
2. 无人机的智能感知能力无人机配备了先进的传感器和相机，具备了实时图像传输和处理的能力。
这些相机可以捕捉到地面的高清影像，并通过智能算法进行分析和识别。
这使得无人机可以用于侦查敌军目标、监测国境安全和搜索救援行动等。
3. 无人机的高精度作业能力无人机配备了高精度的激光雷达和红外线传感器，可以实现精确的测量和控制。
这使得无人机在军事领域中广泛应用，例如进行武器打击、空中侦察和远程目标打击等。
二、无人机在军事领域中的应用无人机技术的快速发展，使其在军事应用中发挥着重要作用。
无人机具备了高效、低成本和多功能的特点，被广泛用于侦察、作战和战场管理等方面。
1. 侦察和监视无人机可以通过高空飞行，利用先进的传感器和相机对目标进行实时侦察和监视。
这种侦察方式既安全又高效，可以提供军方对敌军目标和地形的详细情报，为后续军事行动提供重要参考。
2. 作战和打击无人机具有远程作战和打击的优势，可以在没有人员风险的情况下执行任务。
军方可以通过无人机进行远程目标打击、武器释放和侦查导弹发射等操作，有效提高作战效率和杀伤力。
3. 战场管理和指挥无人机可以通过通信系统和数据链与指挥中心进行实时连接，提供战场管理和指挥调度支持。
这使得指挥官可以通过无人机获取更加准确的情报，以及实时掌握战场动态，从而更好地指挥部队并做出决策。
无人机的电源管理系统
电池管理系统的未来趋势
可持续性
注重能源的可持续性，探索新型电池技术
智能化
提升管理系统的智能化程度，实现智能监测和控制
环保性
减少对环境的影响，推动绿色能源发展
电池管理系统比较
锂电池管理系统
能量密度高 成本相对较低 易于维护 安全性较高
未来趋势
更加智能化 环保性更强 自动化程度提升 安全性不断优化
氢燃料电池管理系统
提倡低碳环保理念，推动绿色电源管理技术发展
创新化
不断创新，推动电源管理系统技术的发展
电源管理系统优 势
无人机电源管理系统的优势在于提高飞行效率、 保障飞行安全、延长续航时间等方面，通过科 学的电源管理技术，实现了无人机应用的多样 化和广泛化。
● 07
第7章 无人机的电源管理系统
电源管理系统的 关键作用
线性稳压电源供应单元是一种传统 的电源供应单元，虽然效率低，但 在一些对稳定性要求较高的应用中 仍有使用。
电源供应单元的未来发展
智能化
具备自适应调节功能
动态调整
根据无人机工作状态调整电压和电流
未来趋势
更智能、更高效
电源供应单元对无人机的重要性
关乎飞行安全
适配性要求高
电源稳定性直接影响飞行安全 不同无人机需要不同电源配 置
影响续航能力 电源效率决定续航时间
电源供应单元的 技术难点
电源供应单元的技术难点主要集中在高效率、 小体积、轻量化等方面。未来的发展方向是更 加智能化，具备自适应调节功能。
开关稳压 vs 线性稳压
开关稳压
高效率 稳定性好
线性稳压
传统技术 效率低
对比分析
开关稳压适用范围更广 线性稳压稳定性较好
空间航天器电源技术现状及未来发展趋势综述
2023空间航天器电源技术现状及未来发展趋势综述CATALOGUE 目录•空间航天器电源技术概述•空间航天器电源技术现状分析•空间航天器电源技术的未来发展趋势•空间航天器电源技术的发展前景及挑战01空间航天器电源技术概述1电源系统的构成及作用23利用太阳能转化为电能，为航天器提供电力。
太阳能电池板在夜间或阳光不足时，为航天器提供电力。
储能电池负责管理、调度和监控电力供应，确保航天器的正常运行。
电源管理单元利用太阳能转化为电能，为航天器提供电力。
空间航天器电源技术的分类太阳能电池板技术利用放射性同位素衰变产生的热能，通过温差发电技术转化为电能。
放射性同位素电源利用霍尔效应产生的电能，为航天器提供电力。
霍尔效应电源空间航天器电源技术的发展历程01从20世纪50年代开始，空间航天器电源技术经历了从化学电池到太阳能电池板的转变。
02随着技术的不断发展，太阳能电池板的效率不断提高，成本不断降低，使得其在空间航天器电源技术中得到广泛应用。
03目前，太阳能电池板已经成为空间航天器电源技术的主流方向，而放射性同位素电源和霍尔效应电源则分别在长寿命和高能电源方面具有优势。
02空间航天器电源技术现状分析03锌银电池具有高能量密度、长寿命、可靠等优点，适用于深空探测和载人航天的电源系统。
化学电池技术现状01锂离子电池具有高能量密度、长寿命、快速充电等优点，是卫星电源的主流选择。
02镍氢电池具有高功率密度、长寿命、环保等优点，适用于需要高功率输出的航天器。
具有高转换效率、长寿命、可靠性高等优点，是卫星电源的主要选择。
单晶硅太阳能电池具有制造成本低、寿命长、耐空间辐射等优点，适用于大型卫星和载人航天器的电源系统。
多晶硅太阳能电池具有轻便、可弯曲、制造成本低等优点，适用于小型卫星和便携式设备的电源系统。
薄膜太阳能电池太阳能电池技术现状具有高能量密度、长寿命、可靠性高等优点，是深空探测和载人航天电源的主流选择。
放射性同位素电池具有高能量输出、长寿命、可靠性高等优点，适用于大型卫星和载人航天器的电源系统。
无人机电源管理方案
无人机电源管理方案无人机，即无人驾驶飞机简称，英文缩写为“UAV”，即（Unmanned Aerial Vehicle）。
是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。
从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。
按应用领域，可分为军用与民用。
军用方面，无人机分为侦察机和靶机。
民用方面主要应用在航拍、农业植保、测绘等领域，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需，大大的拓展了无人机本身的用途。
无人机电源管理所谓电源管理，是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。
电源管理对于依赖电池电源的移动式设备至关重要。
通过降低组件闲置时的能耗，优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。
电源管理技术也称做电源控制技术。
目前市场上主要的电源管理器件主要包括分立式的电源管理芯片PMIC和集成电源管理单元PMU。
电源管理芯片（Power Management Integrated Circuits），是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片。
主要负责识别CPU供电幅值，产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出。
电源管理芯片既有直插式封装的，也有表面黏贴式封装的。
电源管理芯片的应用范围十分广泛，发展电源管理芯片对于提高整机性能具有重要意义，对电源管理芯片的选择与系统的需求直接相关。
电源管理的范畴比较广，既包括单独的电能变换（主要是直流到直流，即DC/DC），单独的电能分配和检测，也包括电能变换和电能管理相结合的系统。
相应的，电源管理芯片的分类也包括这些方面，比如线性电源芯片、电压基准芯片、开关电源芯片、LCD驱动芯片、LED驱动芯片、电压检测芯片、电池充电管理芯片等。
如果所设计的电路要求电源有高的噪音和纹波抑制，要求占用PCB板面积小（如手机等手持电子产品），电路电源不允许使用电感器（如手机），电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能，要求稳压器压降及自身功耗低，线路成本低且方案简单，那么线性电源是最恰当的选择。
太阳能风能一体化单兵穿戴式电源系统
太阳能风能一体化单兵穿戴式电源系统作品内容简介随着军事科技的进步和信息化装备的发展，精密的电子设备越来越广泛地运用于军队的武器装备中，使当代的战争发生了天翻地覆的变化。
然而，新兴的信息化单兵装备如夜视仪、通信设备、定位导航系统等都需要充足的电力维持正常运转，因此需要携带大量电池，这样既影响行动又污染环境。
装备在战场环境中如何保证充足的电能供应成为目前亟待解决的问题。
本作品针对上述问题自主设计了便携式的单兵电源系统，采用柔性化、可折叠的设计创新性地将发电系统与单兵战斗着装结合，利用自然环境中的可再生资源提供电力，着重解决士兵野外执行任务时供电困难和废弃物污染的问题。
1研究背景及意义十八大以来，习近平主席从实现中华民族伟大复兴中国梦的战略高度，明确提出“提高以打赢信息化条件下局部战争能力为核心的完成多样化军事任务能力”的目标，全军上下聚焦能打胜仗、推进部队战斗力转型升级，部队执行各类非战争军事行动的频率明显增加。
对于基层部队的官兵而言，驻训、演习和远海训练等已经成为军旅生活的常态。
随着军事科技的发展，各类武器系统和单兵装备信息化程度不断提升、数量不断增加，对电能的需求也随之增大。
离开了电，部队行动将无法正常实施，战场供电保障将直接对整个军事任务的成败造成影响。
因此，如何在战场环境下为武器装备可靠地供电成为目前亟待解决的问题。
目前，部队执行任务时训练、部署、推进和武器平台正常运行所需要的电能，主要通过燃油式发电机组保障，这种供电方式存在非常突出的问题。
第一，部队日常操课或执行任务时，发电机组仅对特定设备或负载供电，发电机功率与负载匹配较差，常出现“大马拉小车”的现象，利用率很低。
第二，油料的补给给后勤保障工作造成很大的负担，运输大量的油料不仅花费巨大，而且在战时易被袭击，安全风险高。
第三，如果士兵因执行任务不能及时返回宿营地为装备充电，就需要携带大量电池或移动电源，极大地影响了士兵作战性能的发挥。
燃油发电机供电产生的废气、噪音或是丢弃到野外的废电池不仅存在暴露行踪的危险，也会对战场生态环境造成危害。
军用无人机电源技术进展
军用无人机电源技术进展
石治国
【期刊名称】《《电源技术》》
【年(卷),期】2012(36)5
【摘要】军用无人机在续航方面的需求不断增加,而动力紧缺会限制其执行某些特殊的任务。
为了解决这个问题,科学家正致力于克服现有电池的局限性。
目前比较成熟的无人机电池技术主要有燃料电池、太阳电池和锂离子电池等。
综述了以上电池技术及其混合技术的进展,并对其未来发展方向进行了展望。
【总页数】2页(P762-763)
【作者】石治国
【作者单位】海军驻天津地区兵器设备军代表室天津300381
【正文语种】中文
【中图分类】TM911
【相关文献】
1.大功率离子推力器屏栅电源拓扑技术进展与展望 [J], 武桐;翟浩;武荣;王其岗;王少宁
2.军用通信车三代电源装备技术进展 [J], 张军刚;谈学超;孟海军;袁春;沈卫东
3.中国电力建设技术进展及发展趋势-(下)电源部分 [J], 孙昕
4.不间断电源设备(UPS)电磁兼容的检测技术进展 [J], 王晶晶;涂辛雅;郑益民
5.引信物理电源技术进展及应用 [J], 肖祥专
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
军用通信电池技术进展
军用通信电池技术进展
王观成
【期刊名称】《电池工业》
【年(卷),期】2007(012)006
【摘要】阐述了军用电池的地位与作用;综述了我国今后要发展的几种军用通信电池,特别是高性能一次锂电池、金属氢化物-镍蓄电池和锂离子蓄电池近几年来在技术上取得的进展与重大突破,并指出了这些发展中的新型电池今后改进与提高工作的重点.
【总页数】4页(P415-418)
【作者】王观成
【作者单位】中国电子设备系统工程公司研究所,北京,100039
【正文语种】中文
【中图分类】TM911;TM912
【相关文献】
1.军用通信车三代电源装备技术进展 [J], 张军刚;谈学超;孟海军;袁春;沈卫东
2.我国军用通信电池技术的最新进展 [J], 王观成
3.国内外军用通信电池的发展趋势及动态 [J], 王观成
4.干荷式阀控铅酸蓄电池在军用移动通信领域的应用前景 [J], 宋清山;姚金虎
5.胶体电解质铅酸蓄电池在军用通信台站的应用及使用中的注意事项 [J], 宋清山;王延志
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
国外热电池发展进展
国外热电池发展进展石治国【摘要】介绍了近年来国际上对热电池的主要研究方向,重点介绍了锂系热电池的主要技术方向,并对热电池的发展进行了展望,认为随着研究的不断深化,热电池必将在军事上占有越来越重要的地位.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2014(038)006【总页数】3页(P1187-1189)【关键词】热电池;硫化物;电极材料【作者】石治国【作者单位】海军驻天津地区兵器设备军代表室,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TM911由于热电池具有突出的优良性能，在现代武器上得到广泛的应用，从而促进了现代武器性能的提高。
现代武器的快速发展又对热电池提出了更新、更高的要求。
快激活、长寿命、大功率热电池必将成为下一步热电池研究的热点。
1 热电池的研究方向1.1 快激活热电池热电池的激活时间是指从热电池激活信号到热电池达到所规定的工作电压下限所需时间。
激活过程是当电点火头或火帽接到激活信号后燃烧点燃引燃条，引燃条再引燃加热片，加热片加热使电池堆处于工作温度范围之内，使电解质熔融后，热电池开始工作。
激活时间一般为0.5～2 s。
为缩短热电池的激活时间，一方面必须提高引燃条和加热片的燃烧速度，另一方面则需提高热电池的电解质的热传导速率，电解质熔融的速度对缩短热电池的激活时间也有相当重要的影响。
通过以上改进措施，热电池的激活时间可达到0.2 s，甚至可达到0.1 s内。
1.2 长寿命热电池热电池中，工作寿命为60m in左右的电池称之为长寿命热电池。
随着武器系统发展的需要，长寿命热电池的研究也日益重要。
要使热电池达到长寿命技术要求，必须解决以下几个问题：（1）阴极材料的热分解。
目前大多数热电池均采用FeS2作为阴极材料，二硫化铁作为短寿命热电池的阴极材料比较理想，但作为长寿命热电池的阴极材料，二硫化铁在热电池的工作温度450～550℃范围内存在比较严重的热分解，影响热电池放电容量和放电时间。
具有放电电压平台多、成型好、化学性能稳定等优良的电化学性能特点的复合阴极材料，是今后作为长寿命热电池阴极理想的材料。
磷酸铁锂电池研究进展
磷酸铁锂电池研究进展石治国【摘要】磷酸铁锂材料已成为最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一.针对LiFePO4的电子导电率低和锂离子扩散速度慢这两个缺点,综述了磷酸铁锂材料在元素掺杂、表面包覆或修饰、通过降低粒子尺寸改变其充放电机制以及寻找固溶体等方面的研究进展,对磷酸铁锂未来的发展方向进行了展望.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2015(039)012【总页数】3页(P2778-2780)【关键词】动力电池;锂离子电池;磷酸铁锂【作者】石治国【作者单位】海军驻天津地区兵器设备军代表室,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TM912近年来，随着人们对LiFePO4 的结构、合成、充放电机制等研究的深入，磷酸铁锂材料已进入实用水平，成为最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一。
但是，LiFePO4 电导率低，低温性能差，振实密度较低，制备工艺成本高，对于这些问题，还需进一步研究改进。
1 研究进展针对LiFePO4 的电子导电率低和锂离子扩散速度慢这两个缺点，研究者们进行了很多努力，采取的方法包括元素掺杂、表面包覆或修饰、通过降低粒子尺寸改变其充放电机制以及寻找固溶体等，此外，可控合成晶面定向生长的LiFePO4 也是一个重要研究方向。
1.1 元素掺杂在LiFePO4 中掺入某些元素通常能够引入缺陷，提高材料的电子电导率，并有利于形成Li+扩散的环境。
因此，元素掺杂在LiFePO4 电极材料的改性中受到了极大的重视。
最常见的是金属阳离子的掺杂，按照占位的不同，这种掺杂又分为锂位掺杂(Li1—xMxFePO4)、铁位掺杂(LiFe1—xMxPO4)和锂位铁位同时掺杂三种情况。
另外，国内外研究者对非金属元素掺杂也进行了有益的探索，但其掺杂机理还需要更深入的研究。
1.1.1锂位掺杂Chiang 及其合作者进行了LiFePO4 中掺杂高价金属(Nb5+，Mg2+，Al3+，Ti4+，W6+等)的研究，合成了具有阳离子缺陷的LiFePO4，把LiFePO4 的导电率提高了8 个数量级，达到10—2 S/cm，超过了LiCoO2 和LiMn2O4。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２０１２．５ Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．５
７６２
综
述
寸的缩小，集成的难度也越来越大。AFRL 将与工业界合作，继 续研究更小的无人系统和动力系统。
３ 太阳电池
在众多新型飞行器中特别值得一提的是太阳能无人机。 太阳能无人机是利用太阳光辐射能作为动力在高高空连续飞 行数周以上的无人驾驶飞行器，它利用太阳电池将太阳能转 化为电能，通过电动机驱动螺旋桨旋转产生飞行动力。白天， 太阳能无人机依靠机体表面铺设的太阳电池将吸收的太阳光 辐射能转换为电能，维持动力系统、航空电子设备和有效载荷 的运行，同时对机载二次电源充电；夜间，太阳能无人机释放 二次电源中储存的电能，维持整个系统的正常运行。如果白天 储存的能量能满足夜间飞行的需要，则太阳能无人机理论上 可以实现“永久”飞行。研制太阳能无人机要解决两项关键技 术，一是能有效地将太阳能聚集起来，二是如何解决夜间和阳 光微弱时的能源问题。
４ 锌 － 空气电池及温差电池
据报道，美国 Arotech 公司研制的一种装于海军陆战队 “龙眼” 无人机上的原型锌电池已在弗吉尼亚州匡蒂科通过 了里程碑试验。在地面试验期间，该电池表明它能支持 “龙 眼”无人机。Arotech 在声明中说，它认为锌航空电池能延长无 人机的续航性。美陆军也已投资正在研制该电池。“龙眼”是 世界上投入使用的无人机当中最小的，它重 2.3 kg，长 3 英尺， 翼展 45 英寸。“龙眼”无人机是美军在陆战队作战实验室开 始研发的，仅花费了 620 万美元就开发成功。该机可以使用由 Arotech 公司电燃料(ElectricFuel)子公司开发的锌 - 空气电池。 ElectricFuel 公司的无人机电池是该公司最先进的锌 - 空气电 池的改型，具有功率大、质量轻特点。该公司认为，它的锌 - 空 气电池具有大幅度延长这种侦察飞机任务耐航时间的潜力。
太阳电池的发展水平是决定太阳能无人机性能的根本。 目前在太阳电池的研究方面进步较快，各种材质的高效电池 不断涌现，但航空领域对太阳电池的要求并不仅仅是较高的 转化效率，它还要求电池具有良好的物理特性，如耐高 / 低温 变化、耐辐射、耐腐蚀、高可靠性等。我们必须结合航空领域对 太阳电池的具体要求，从现有电池中寻找理想产品并把它成 功应用于太阳能无人机。对比当前各种电池，高端单晶硅产品 凭借其高效、无毒无污染、技术成熟等特性成为当前太阳能航 空器中应用最为广泛的电池品种。而各种轻质、低成本柔性薄 膜电池和多元化合物电池将随着其效率的提高逐步取代硅基 刚性电池，成为今后太阳能无人机的动力电源。 (1) 太阳电池与燃料电池混合电源系统
５ 展望
综上所述，各种能源技术在无人机电源中都有应用，但根 据航空飞行器的体积和用途，太阳电池、燃料电池及蓄电池的 研究和应用价值各有不同，因此，三者的联合应用更能符合未 来军事的需求。
参考文献：
[1] 李国欣. 新型化学电源技术概论[M].上海：上海科学技术出版社， 2007.
[2] LINDEN D, REDDY T B. 电池手册[M].汪继强，译.3 版.北京：化 学工业出版社，2007.
１ 燃料电池
较大型的无人机配备燃烧式发动机，使用传统燃油，如 JP-8 或混合燃油来驱动；小型的无人机则大多使用电力发动 机，一般由锂电池来驱动。随着军方对替代性能源的不断开 发，使用燃料电池取代锂电池甚至内燃机来驱动的技术逐渐 吸引了人们的注意。它不但能量转换效率高(一般都在 40%～ 50%)、寿命长、比功率高，而且对环境无污染。世界上许多国家 都非常重视燃料电池开发。近年来，由于电极材料、总体质量、 制造成本等方面的原因，人们对其短期内进入实用化的可能 性提出质疑，因而减缓了研制进度。
燃料电池尽管应用于大型飞行器已获得成功，但对于轻、
微型飞行器，其现有的体积和质量是无法获得应用的。目前国 外轻、微型太阳能无人机都采用高比能量的锂电池。锂电池技 术成熟，应用简单方便、安全性和可靠性都较好。可充电的锂 电池，具有很好的能量质量比，不使用时电量损失也较慢，但 在大功率下工作时间有限。
锂 - 硫可充电电池具有的能量在任意两种可组合物质形 成的电池中是最高的，同时，也是一种相对便宜的材料[2]。硫基 锂盐的理论比能量为 2.5 Wh/kg，是锂离子电池 0.58 Wh/kg 的 四倍多。由于结构中不含重金属，锂 - 硫电池与其它电池相比 更环保，也更容易处理。锂 - 硫电池供电时间将比锂离子电池 更长。美国 Sion Power 宣布，其专有的锂硫(Li-S)电池，在英国 的奎奈蒂克公司(QinetiQ)的微风(Zephyr)无人机连续超过 336 h 的飞行中发挥了关键作用。" 微风 " 由超轻的碳纤维制造，质 量仅为 53 kg，机翼约长 22.5 m，上表面覆盖着薄膜非晶硅太 阳电池和锂硫蓄电池。同时，通过无人机航电系统控制电池组 的能力也得到提升。白天，太阳能给该无人机提供动力的同 时，也给机翼上安装的锂硫电池充电；晚上，飞机依靠电池继 续飞行。与传统飞机或者无人机不同的是，微风不需要定期返 回地面补充燃料。在无人驾驶飞机中，由太阳能 / 电池提供无 人驾驶飞机的全部动力。
２ 蓄电池和燃料电池混合电源系统
为了解决军用无人机在续航能力方面需求的不断增加， 这科学家正在工业界的帮助下，致力于克服现有蓄电池和燃 料电池的局限性。他们面对的挑战是开发续航时间更长的蓄 电池和大功率的燃料电池，或是蓄电池和燃料电池的某种可 靠结合体，以延长飞行器的工作时间。
美国空军研究实验室(AFRL)正在研制将蓄电池和燃料电 池结合的组合系统。蓄电池可满足峰值功率需求，但是巡航飞 行不需要过大的功率。为了拥有更长的巡航飞行时间(大约 1 h)，实验室正在致力于将蓄电池和燃料电池相结合，以获得更 长的巡航时间。燃料电池可以将一个发动机的能量翻倍，但不 能提供足够的功率。美洲虎是航空环境公司的小型无人飞行 系统系列投资之一。整个飞行器都由燃料电池提供稳定的动 力，当需要更大的功率时就从蓄电池里提取能量。该系统联合 工作，并有一个动力控制设备，以控制动力的来源。蓄电池仅 在功率需求高峰时使用，且每次只使用几分钟。当无人机巡航 飞行时，燃料电池为蓄电池充电。体积和质量是燃料电池系统 面临的大问题。整个燃料电池系统包括一个泵、燃料罐和风 扇，占了美洲虎无人机质量(5.9 kg)的三分之一。该燃料电池是 氢动力的。为了将每个部分都小型化，需要更好的泵，而燃料 电池系统也需要不同的燃料以达到更好的能量密度。AFRL 正 在研究使用丙烷和丁烷以及硼氢化纳的燃料电池。当开始对 系统进行小型化时，整个燃料电池系统都要重新设计，随着尺
收稿日期：２０１１－１１－２７ 作者简介：石治国（１９７７—），男，河北省人，本科，主要研究方向 为军用电源研究和质量监督工作。
池内发生反应时会发热，因此电池的工作温度必须控制以防 止出现热损伤。对水和空气的处理也非常关键。燃料电池运行 时会产生热量和水，假如处理不当，没有及时将生成的水排 出，电极很可能会被“淹死”或是出现高温导致一系列问题[1]。
蓄电池是无人机飞行的最关于无人机启动引擎和辅 助动力装置，也为必要的航空电子控制设备提供支撑电源，为 保障导航设备和飞行线路计算机做不间断电源，鉴于这些功 能都是起限制飞行任务的作用，所以对飞机电源首当其冲的 要求是安全可靠，性能必须稳定耐久，能为飞机的各种应急环 境下维持航行控制系统工作提供支持。目前应用在无人机上 的电源主要有燃料电池、太阳电池和锂离子电池等。
Advance of power supply for military UAV
SHI Zhi-guo （Navy Representative in Tianjin, Tianjin 300381, China）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｄｕｒａｎｃｅ ｏｆ ｍｉｌｉｔａｒｙ ＵＡＶ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ， ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｍａｙ ｌｉｍｉｔ ｉｔｓ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｓｏｍｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｍｉｓｓｉｏｎ． Ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ ｃｏｍｍｉｔ ｔｈｅｍｓｅｌｖｅｓ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｓ ｏｆ ｂａｔｔｅｒｙ． Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍａｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ｆｏｒ ＵＡＶ ｉｎｃｌｕｄｅ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ， ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ， ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ ａｎｄ ｅｔｃ． Ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｈｙｂｒｉｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＵＡＶ； ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ； ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ； ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
综
述
军用无人机电源技术进展
石治国 （海军驻天津地区兵器设备军代表室，天津 300381）
摘要：军用无人机在续航方面的需求不断增加，而动力紧缺会限制其执行某些特殊的任务。为了解决这个问题，科学家 正致力于克服现有电池的局限性。目前比较成熟的无人机电池技术主要有燃料电池、太阳电池和锂离子电池等。综述 了以上电池技术及其混合技术的进展，并对其未来发展方向进行了展望。 关键词：无人机；燃料电池；锂离子电池；太阳电池 中图分类号：ＴＭ ９１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－０８７ Ｘ（２０１２）０５－０７６２－０２
但是，燃料电池技术的支持者们认为，燃料电池比现有的 电池及内燃发动机都拥有更多的优势。与传统电池相比它们 尺寸小质量轻，工作时间长且安全性好；与内燃发动机相比它 们噪音低、排放量小，工作高效且能支持室内作战行动。保守 观点则认为燃料电池仍存在许多缺点，包括元件价格较高，如 PEM 电池的催化剂和交换膜都是由昂贵物质制造的。另外电
储能系统是太阳能无人机中重要的组成部分，目前国外 太阳能无人机概念设计阶段都提出储能器应选择高能量密 度、高效率的燃料电池。