地面无人平台动力源集成技术发展综述

2020-12-08 01:06邹渊焦飞翔崔星张旭东张彬
兵工学报 2020年10期
关键词:动力源动力电池无人

邹渊, 焦飞翔, 崔星, 张旭东, 张彬

(1.北京理工大学 机械与车辆学院, 北京 100081; 2.中国北方车辆研究所, 北京 100072)

0 引言

地面无人平台(UGV)是一种具有战术战役机动能力的地面无人车辆,该车辆具有动力驱动系统、装载多种传感器和多种作战武器、能够自主执行多种任务,可广泛应用于侦察监视、执行危险任务以及协同作战等。UGV的研制日益受到各国的重视,近年来,在战术战役和军事行动方面的应用日益增多[1-4]。在实战方面,2015年俄罗斯军队把新列装的Platform-M履带式UGV、“暗语”轮式UGV和无人机部署到叙利亚战场,创造了恐怖分子全击毙、叙军零伤亡的记录,展现了UGV全新作战模式下的重要作用。在军事应用方面,2016年美军已经开展了UGV全系列装备的实战演习,测试新开发无人平台的战术战役适应性。随着陆军作战方式正由传统高毁伤式作战模式向上述非接触、非对称、零伤亡的作战模式转变,发展能支撑高作战性能的轻型通用无人平台成为我国陆军装备发展的迫切需求。

UGV动力源是指无人车辆机动作战和战术战役过程中负责动力生成、传递以及作战能量供应的相关部件及系统,为UGV提供动力与能源的保障,是UGV系统中的核心组成部件之一。UGV动力源的性能直接影响UGV的机动性能与作战性能,高性能、高能量密度、高功率密度动力源研发是UGV系统技术发展中面临的重要技术难点,更是各国在UGV技术体系中重点发展和攻克的关键技术之一。

1 动力源技术发展现状

目前,UGV最常见的动力源系统主要有内燃机系统动力源、纯电驱动系统动力源、燃料电池系统动力源和混合动力系统动力源4种,每种动力源都有其相应的特点和应用范围。

1.1 内燃机系统动力源

1.1.1 系统特点及应用范围

内燃机系统地面无人平台动力源主要以柴油机或汽油机作为原动机,是无人平台早期发展普遍采用的动力源方案,具有成熟度高、成本低等优点,主要在重型、中型和轻型无人平台上应用。由于原动机和驱动轮之间通常采用齿轮传动等刚性连接,导致总布置灵活性差,而且平台在运行时,发动机必须不间断运行,导致噪音大、红外特征明显、隐蔽性差。

1.1.2 研究现状

2005年,洛克希德·马丁公司为美军生产一种轮式UGV SMSS,主要负责后勤保障,由涡轮增压柴油发动机- 液压- 齿轮传动组成动力系统,如图1所示[5]。2006年,英国BAE公司研制了“黑金刚”履带式UGV[6],采用220 kW卡特彼勒柴油机+阿里森变速箱动力方案,如图2所示。俄罗斯研制了基于加拿大Argo公司8×8底盘的轮式两栖UGV[7],该车采用17 kW四冲程底置凸轮轴V型双缸汽油发动+CVT变速离合器动力方案。俄罗斯JSC 766 UTPK公司研制了Uran-14多任务履带式重型UGV[8],采用240马力柴油发动机+变速箱动力方案。

图1 美国SMSS UGV[5]Fig.1 American SMSS UGV[5]

图3 山河智能公司龙马2号UGV[10]Fig.3 Sunward Intelligent Longma No.2[10]

国内方面,中国兵器工业集团公司与德国RoboWatch公司合作研制了CHRYSOR无人平台[9],该车采用功率为22.8 kW的柴油发动机+液控变速箱+链传动动力方案。山河智能公司研发的龙马2号无人平台,采用一台大功率柴油机作为整车的动力源,配合液压系统实现车辆越障能力[10],如图3所示。

1.2 纯电驱动系统动力源

1.2.1 系统特点及应用范围

纯电驱动动力源多采用铅酸电池或锂离子电池为车载能量源,通过电机驱动无人平台行驶。受限于铅酸电池和锂离子电池的能量密度和功率密度,导致续航能力不足,以及野外作战能量补给困难,纯电驱动动力源目前主要应用在轻型、小型和微型UGV中。

1.2.2 研究现状

310小型UGV(SUGV)是由美国iRobot 公司制造的便携式无人平台,空载质量13.2 kg,由两节BB-2557/U锂电池可提供1.5 h的运行时间,也可选配BB-2590/U锂电池提供超过6 h的运行时间[11],如图4所示。加拿大Clearpath公司研制了Warthog两栖UGV[12],空载质量280 kg,如图5所示,系统工作电压为48 V,标配采用100 A·h的AGM铅酸电池连续作业时间为2.5 h,也可选配200 A·h锂电池,最长连续作业时间为6 h.

图4 美国310 SUGV[11]Fig.4 American 310 SUGV[11]

图5 加拿大Warthog UGV[12]Fig.5 Canadian Warthog UGV[12]

北京理工大学研制了6×6轮式UGV,如图6所示,采用18 kW·h锂电池动力电池,整车最大行驶速度可达30 km/h. 2014年中国航展上,中国军工企业展出了OFRO UGV,空载质量54 kg,采用锂电池供电方式,可连续工作12 h,速度可达7.2 km/h,如图7所示。

图6 北京理工大学的纯电动UGVFig.6 BIT electric UGV

图7 纯电动OFRO UGVFig.7 OFRO electric UGV

1.3 燃料电池系统动力源

1.3.1 系统特点及应用范围

与其他能量源相比,燃料电池具有的优势:1)电化学反应温度低,红外特性小;2)噪音低、隐蔽性好[13]。但由于燃料电池系统的输出特性偏软,动态响应速度比较慢,在UGV运行中,频繁的启停、加减速和上下坡等复杂工况会让燃料电池无法满足输出需求,因此需要引入辅助动力源。目前多采用动力电池+燃料电池或燃料电池+超级电容的混合动力方案[14]。由于燃料电池受寿命、成本与性能的制约,燃料电池UGV还处于性能改进和小规模试验阶段[15],改装和试制也多集中在轻型、微型和小型UGV.

1.3.2 研究现状

美国Protonex公司基于Foster Miller公司TALON UGV改装为燃料电池动力源系统,改装后的TALON UGV续驶里程从10 km增长到45 km,该系统额定输出功率210 W,峰值功率可达1 305 W,工作电压区间为43.5~35.0 V,总储能为1.4 kW·h[16],如图8所示。在西班牙国家航空航天技术研究所和塞维利亚大学的IUFCV项目中,通过将Husky UGV(空载质量50 kg,最高速度3.6 km/h,见图9(a))和Summit XL UGV(空载质量45 kg,最高速度3 km/h,见图9(b))加装燃料电池(见图9(c)),两辆UGV的续驶时间分别从3 h和5 h提高到8 h[17].

图8 美国Talon燃料电池UGV[16]Fig.8 American Talon UGV[16]

图9 西班牙IUFCV项目的UGV和燃料电池[17]Fig.9 Spanish UGVs and fuel cells in IUFCV[17]

1.4 混合动力系统动力源

1.4.1 系统特点及应用范围

混合动力源兼具内燃机动力源和纯电驱动动力源的技术特征,在结构上具有布置灵活和模块化优势,在性能上其综合了多动力源功率优势,技术相对成熟,符合UGV对动力源高功率密度、模块化、低噪声和低红外热特征的要求。油- 电混合动力无人平台在轻型、中型和重型无人地面平台中均有应用,也是目前UGV动力源的主流方案。

混合动力无人平台根据动力形式可分为串联、并联和混联3种[18-24]。UGV由于需要实现较高的动力学性能,多采用分布式驱动,在并联和混联混合动力系统中,发动机动力均直接参与驱动车辆行驶,因此都需要传动装置实现功率的耦合,并把发动机动力传递至车轮或履带,导致驱动系统构型较为复杂,不利于总布置和制造。串联式混合动力系统中的发动机不参与车辆直接驱动而仅用来发电,由动力源到驱动单元通过线缆实现电能的传递以及功率的柔性传递,带来了底盘布置的灵活性以及底盘和动力源易于模块化设计的优势。

1.4.2 研究现状

美国国家机器人工程中心(NREC)2010年研制的APD为串联式混合动力系统[25](见图10),采用JP8燃料柴油机- 发电机组和21.8 kW·h动力电池方案,整车功率密度达83.5 kW/t. 捷克VOP CZ公司2014年发布的TAROS V2轮式UGV为串联式混合动力系统[26](见图11),由柴油发动机- 发电机组和动力电池共同提供60 kW功率,功率密度达到43 kW/t. 爱沙尼亚Milrem公司研制的履带式UGV THeMIS[27]为串联式混合动力系统(见图12),柴油发动机- 发电机组和动力电池组分置于左右履带舱内。UKAP UGV是土耳其公司Aselsan和Katmerciler联合生产的,空载质量1 100 kg,承载质量1 000 kg,有45%的爬坡能力,纯电模式下续航5 h,混动模式下续航8 h,和THeMIS具有相似的动力布置方案,发动机- 发电机组和动力电池组分置于左右履带舱内[28]。

图10 美国APD UGV[25]Fig.10 American APD UGV[25]

图11 捷克TAROS V2轮式UGV[26]Fig.11 Czech TAROS V2 wheeled UGV[26]

图12 爱沙尼亚THeMIS混合动力UGV[28]Fig.12 Estonian THeMIS UGV[28]

北方车辆研究所研制了“锯齿虎”混合动力轮式UGV(见图13),采用串联式混合动力驱动系统,由60 kW柴油发动机- 发电机组和动力锂电池共同为整车供电,两个电机分别驱动前后桥的驱动方式。

图13 “锯齿虎”混合动力轮式UGVFig.13 “Sawtooth tiger” UGV

北京理工大学牵头分别于2014年和2017年启动了“赛坦号”模块化串联式混合动力UGV的两轮研制[29-32]。该方案采用发动机- 发电机组、锂离子动力电池组混合供电和双轮毂电机独立驱动的方案,实现了发动机- 发电机组和动力电池组的可快换、灵活布置的模块化设计,如图14所示。

图14 “赛坦号”模块化混合动力UGV[29-32]Fig.14 CyberTank hybrid UGV[29-32]

2 动力源方案对比与特点

对主流的4种UGV动力源技术研究现状的详细阐述为基础,对比分析4种UGV动力源技术的技术特点,归纳4种UGV动力源技术优势、不足以及主要应用范围,如表1所示。

3 混合动力系统动力源关键技术

以上分析可知,混合动力系统动力源已成为目前UGV动力源的主流方案,具有续驶里程长、静默行驶红外特征小、油耗低等优点,特别是串联式混合动力系统动力源还能兼顾较高的动力学性能且布置灵活。

表1 4种UGV动力源技术优势和不足Tab.1 Advantages and disadvantages of four UGVs power source technologies

混合动力系统动力源关键技术包括内燃机- 发电机组集成技术、动力电池集成控制技术、功率电子集成技术和能量综合管理控制技术,如图15所示。内燃机- 发电机组和动力电池组是两个电能量源,功率电子集成系统实现两个能量源电能的变换与匹配,能量综合管理系统通过温度管理与控制,确保动力源部件工作安全可靠的前提下,从全局视角对系统进行检测与控制,实现功率的适应性调控。

图15 混合动力系统动力源关键技术Fig.15 Key technologies of power for hybrid system

3.1 内燃机- 发电机组集成技术

3.1.1 混合动力内燃机技术

车载内燃机目前多采用汽油发动机或柴油发动机,具有技术成熟、成本低等特点。随着科技的发展,出现了转子发动机[33]、斯特林发动机[34]、小型蒸汽轮机[35]、直线发动机[36]等,但都存在一些关键技术需要攻克,未来有望在车载内燃机- 发电机组上得到应用。

3.1.2 混合动力发电机技术

目前,国内外应用于混合动力的发电机主要有感应电机[37]、永磁同步电机[38]和开关磁阻电机[39]3种。3种电机的性能比较如图16所示,与其他两种电机相比,永磁同步电机具有效率高和功率密度大的优点。同时,随着大功率发电机控制器的技术越来越成熟,其成本也得到了有效的降低,永磁同步电机+发电机控制器的发电方案得到越来越多的应用[40]。

图16 电机性能对比Fig.16 Comparison of motor performances

3.1.3 系统集成技术

传统的发动机- 发电机组连接多采用联轴器或皮带连接(见图17(a)),该种联接方式空间占用大,难以实现高紧凑动力源集成,难以适用于无人平台动力源[41-42]。目前国外多采用起动机/发电机一体化(ISG)的发动机- 发电机集成方式,主要针对发动机飞轮端与发电机进行一体化设计,取消了发动机的启动电机,将ISG电机转子与发动机输出轴直接耦合连接,简化了发动机- 发电机的结构,可大幅减少发动机- 发电机组的轴向空间占用,提高系统集成度。日本本田公司在其混合动力汽车Insight中采用了ISG电机/发动机方案,如图17(b)所示[43]。

以ISG电机/发动机集成技术为基础,美国Mainstream工程公司开发了使用JP8燃料的高集成化柴油机发电系统[44],广泛应用于美军军用战车,进行辅助供电,如图18所示。其ISG电机转子绕组集成在柴油机的飞轮上,定子永磁体集成在飞轮外壳上,实现了发动机- 发电机组的单轴集成,取消了轴间的机械连接,并采用延长输出轴设计,实现了轴端冷却风扇集成。该柴油发电系统已经实现产品化,3 kW功率等级比同规格竞品尺寸小36%,质量轻21%,可靠性提升了6倍。

图17 传统和ISG发动机- 发电机组方案Fig.17 Traditional engine-generator and ISG engine-generator

图19 不同种类锂电池单体指标对比Fig.19 Comparison of different lithium battery cells

图18 MAINSTREAM飞轮集成式发电机结构Fig.18 MAINSTREAM flywheel generator

3.1.4 系统发展趋势

高紧凑、高功率密度、高效率、低燃料消耗和环境适应性强的内燃机- 发电机系统集成方案是UGV动力源技术的重要发展趋势。

3.2 动力电池集成控制技术

3.2.1 锂离子电池单体技术

动力电池的集成是以无人平台性能需求为目标,以安全运行为基础,通过集成电池单体、电池管理系统、热管理系统和机械结构等完成系统集成。电池单体技术直接影响到动力电池性能,锂离子电池是目前动力电池的主流方案。依据电池正负极材料,锂离子电池可分为磷酸铁锂(LFP)、锰酸锂(LMO)、钴酸锂(LCO)、钛酸锂(LTO)、三元材料镍锰钴(NMC)和镍钴铝(NCA)。不同单体间因材料的差异会呈现出不同的特性,从比能量、比功率、安全性、工作性能、循环寿命和成本经济性共6个方面对上述不同种类电池进行比较,结果如图19所示[45]。

3.2.2 动力电池状态估计

电池管理系统是动力电池集成的重要组成部分,而电池管理系统的核心功能之一是状态估计,包括电荷状态(SOC)估计和健康状态(SOH)估计等。SOC估计方法可分为基于查表的方法[46]、安时积分法[47]、基于模型的方法[48-50]和数据驱动法[51],如图20所示。

图20 SOC估计方法Fig.20 State of charge estimation method

基于查表的方法通常要依靠精确的测量设备,适用于实验室环境,在实车环境下难以完成。安时积分法是一种应用最广且最简单的SOC估计方法,但对初始SOC和传感器的精度要求较高,实际应用精确往往无法保障。基于模型的方法可分为基于电化学模型、基于等效电路模型和基于电化学阻抗模型。基于电化学模型的方法可以反应电荷转移过程,但需要有较强的专业知识识别所有的参数,因此应用难度较大。基于等效电路模型的方法通过电阻、电容和电压源等电路元件构建模型,可以较为准确地描述电池的动态特性,具有良好的适用性和扩展性,也得到了广泛的研究[52]。基于电化学阻抗模型的方法是在电化学阻抗谱基础上,实现模型参数的自然解耦,研究中也表现出较高的精度[53]。数据驱动法是一种无需建立电池模型,直接建立输入量和输出量之间非线性关系的方法,其结果依赖于样本数据库的质量。

SOH估计方法可分为基于试验的方法和基于模型的方法[54-55],如图21所示。基于试验的方法又可分为直接测量法和间接分析法,两种方法都需要进行大量的试验与分析后得出结果,因此在实车上很难实现。基于模型的方法可分为自适应滤波法[56-57]和数据驱动法[55]。自适应滤波法通过滤波和状态估计来降低对电池数据的依赖,此方法同样适用于不同类型的动力电池,被广泛地应用于动力电池健康状态估计研究中。数据驱动法是目前比较热门的方法,结果依赖于数据库样本的质量和所用算法的可移植性。

图21 SOH估计方法Fig.21 State of health estimation method

电池单体通过一定方式的并联和串联形成电池包,但由于电池单体在电压、容量、电阻和老化程度等方面存在不一致性,导致电池包级别的状态估计难度增加。目前,电池包级别的状态估计方法主要有类单体法、筛选法和偏置校正法[48]3种。总的来说,电池包级别的状态估计是以单体状态估计为基础,直接或间接进行估计。

3.2.3 动力电池热管理技术

通过集成动力电池热管理系统,保障无人平台在低温和高温环境下动力电池的充放电性能和安全性。低温环境下,动力电池内阻升高,放电容量减小,充电和放电效率降低,这就导致了UGV在低温环境下性能受限。为了解决这个问题,往往在动力电池充电或使用前采取低温预热方式。低温预热系统加热方式大体可分外部加热与内部加热两大类。外部加热方式有加热板、加热套、加热膜[58]和珀耳帖效应等。加热板具有结构简单、加热时间长、受热不均等特点。加热套具有受热均匀、加热速度快等优点,但不利于高温环境下动力电池冷却。加热膜只适合方型电池单体。珀耳帖效应不仅能用于预热还可用于冷却,具有良好的应用前景[59]。内部加热法主要有交流加热[60]和自加热(全气候动力电池)[61]。交流加热法在使用过程中需要施加外部交流激励,电流幅值对加热效果影响较大。自加热法加热速度快,能量损耗小,目前正在实现产业化生产[62]。

高温环境影响动力电池的可靠性,甚至热失控。动力电池冷却方法根据冷却介质的不同可以分为气体冷却、液体冷却和变相材料冷却,常用的冷却介质材料属性如表2所示。气体冷却具有冷却速度慢和耗能高的特点。液体冷却对电池箱的密封性和绝缘性要求较高。变相材料冷却属于被动冷却,长时间运行需要结合强制风冷。

表2 动力电池冷却介质材料属性Tab.2 Material properties of power batterycooling medium

3.2.4 系统发展趋势

高功率密度、环境适应性强、充电速度快、性能稳定的动力电池以及精确的动力电池管理系统是UGV动力电池组的关键技术和发展趋势。

3.3 功率电子集成技术

3.3.1 系统集成技术

混合动力源系统存在多个电能源,且发电机多为三相交流电,而动力电池组多为高压直流电,且驱动系统、无人系统(激光雷达、毫米波雷达、GNSS/GPS等)和上装设备等用电制式都不尽相同。为了满足多制式、高性能和低纹波率的供电要求,实现系统间电能的耦合,通常采用功率电子器件集成,实现对电压体制和电压等级的变换。功率电子集成系统主要包括整流单元、逆变单元、DC-DC单元和功率分配单元。这些单元的拓扑结构方案对系统功能和集成产生显著影响,而第3代半导体的应用是目前拓扑结构研究的重要发展方向。

3.3.2 第3代半导体应用技术

以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为代表的第3代半导体材料,相较前两代产品,性能显著提高,如图22所示[67-69]。第3代半导体材料应用在地面无人系统中,能充分发挥其优势:1)高温特性好,提高地面无人系统的环境适应性;2)电流密度高,具有更小的封装尺寸,提高功率集成单元功率密度;3)导通电阻小,工作频率高,损耗小,发热量小,利于减小热管理系统的体积和质量。因此,第3代半导体材料在无人地面平台上的应用具有良好的前景。

图22 功率半导体性能对比Fig.22 Comparison of semiconductor performances

3.3.3 系统发展趋势

无人车混合动力源在满足高机动性电驱动的基础上,也需要从整车应用场景出发,支持不同的配电、输电与电能变换等功能。多制式电能变换、抗干扰能力强、变换效率高、高集成性和低纹波率的功率电子模块设计是无人车动力源的关键技术和发展趋势。

3.4 能量综合管理控制技术

3.4.1 能量管理控制技术

能量管理控制技术的主要目标是合理分配发动机和动力电池的输出功率,提高动力源的整体工作效率和燃油经济性,同时提高无人地面平台的作战半径。当前能量管理策略可分为基于规则的策略[70]和基于优化的策略[71-76]两大类,如图23所示。

图23 能量管理策略分类Fig.23 Classification of energy management strategy

基于规则的能量管理策略是一种条件控制策略,通过设定一些条件阈值将发动机和动力电池控制在高效工作区间,从而提升系统的燃油经济性,降低排放。基于规则的能量管理策略实现方式简便,实时性好,然而其所需门限阈值的设定多依赖于工程师的经验积累,缺乏理论基础,且门限值设定后不可调,节能效果有限。

基于优化的能量管理策略是一种通过建立混合动力系统的目标函数,同时以系统约束条件作为求解边界,使用优化控制算法求解目标函数的极小值,实现混合动力系统功率分配的能量管理策略。根据优化控制目标和使用算法的不同,基于优化的能量管理策略可以分为全局优化与实时优化两种,前者适用于已知工况场景,后者适用未知工况实时优化场景。

3.4.2 实时协同控制技术

实时协同控制技术的主要目标是实现上层决策指令的执行与目标跟踪,实现发动机、发电机和动力电池功率跟随控制等。对于发动机的控制,多是通过转速或转矩控制。对于发电机的控制,则根据电机形式的不同而异:对于励磁电机,通常是通过励磁信号实现电机的转速/转矩控制;而对于永磁发电机,由于缺少励磁控制部分,一般通过整流装置实现跟随控制[40]。对于动力电池的控制,多采用不控或采用DC-DC进行功率控制。

其次,无人车动力源的工作指令多来自于整车层面,要依据作战要求根据功率释放方式和任务类型的不同,通过发动机启停、动力电池DC-DC通断等完成静默行驶模式、电传动行驶模式、充电模式等模式切换,并实现多种工作模式的平顺切换。

3.4.3 热管理控制技术

热管理系统负责对动力源工作温度进行控制,是UGV复杂多样的环境下稳定工作的保障,开发高效、可靠的热管理系统是保证动力源长期稳定工作的前提。无人地面平台混合动力源具备不同温度等级的发热源,其工作范围覆盖极寒和极热的地域,如何合理规划冷却系统实现良好散热、同时在极寒地区实现快速加热启动是无人地面平台必须解决的关键问题。

动力源热管理系统根据冷却方式主要有两种:风冷[77]和水冷[78]。风冷冷却系统中,空气从受热部件吸收热量后通过风扇强制排出。由于空气的对流换热表面传热系数较小,因此风冷往往无法满足大功率动力源的需求。目前,UGV动力源多采用水冷型综合冷却系统,一般采用两个或多个水循环系统,例如高低温双冷却回路。高温回路主要负责内燃机和中冷器等部件的冷却;低温回路主要负责动力电池、功率电子集成单元、控制单元和发电机等部件的冷却。由于水冷系统提高了冷却液与冷却空气之间的温差,因此可以减小散热器的体积和冷却电机的功率[79]。此外,电控化热管理系统调控迅速,可实现按需散热,且采用电缆连接、布置灵活。

3.4.4 系统发展趋势

作为动力源系统工作的大脑,如何让能量管理算法在多变环境中依然保持最佳的控制效果,使算法具备自适应性依然是动力源能量管理的关键技术和发展趋势。重量轻、体积小、高集成度的电控热管理系统成为是无人地面平台热管理系统的发展方向。

4 存在的挑战与发展趋势

目前,UGV动力源正处于研究热点,但目前该领域存在的一些挑战以及发展方向,主要包括:

1)新型发电系统还具有很大发展空间。目前混合动力系统多采用常规内燃机发电系统,研究能源转换更为高效,结构更加紧凑,专门适用于混合动力的新型发电系统还有很大空间。

2)热管理系统技术不断改进,但尚不能满足极端工况需求。在无人平台重量和体积约束苛刻的情况下,目前多数热管理系统很难满足在极寒和极热环境工作需求。热管理系统技术仍需向高集成、轻量化和智能温控方向发展。

3)动力和能源混合精细化利用研究工程化验证不足。目前关于动力和能源混合精细化利用的研究成果较为丰富,然而在实际工程应用方面,相关算法的工程化验证缺乏且较慢。同时,具有更好的适应性和鲁棒性的动力和能源管理策略依然是发展方向。

4)新型电能变换与功率电子技术研究有较大应用空间。随着半导体技术的发展,研究基于第3代半导体的高功率密度、高集成和模块化的新型电能变换与功率电子技术将成为新的发展方向。

5 结束语

本文首先从内燃机系统动力源、纯电驱动系统动力源、混合动力系统动力源和燃料电池系统动力源4种动力源形式叙述了UGV发展现状与其特点和应用范围,分析混合动力系统动力源为当前UGV的主流动力源方案。然后,分别阐述了混合动力系统动力源的关键技术以及发展趋势。最后,总结了UGV动力源目前存在的挑战以及整体发展趋势。本文旨在梳理总结UGV动力源关键技术以及发展趋势, 以激励更多具有创新性的思路和方案,同时希望本文能够为UGV动力源的研究和发展提供参考。

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