综述：用于无人机的高效燃料电池/超级电容器混合动力系统：技术、架构及能量管理策略的全面综述

《Next Energy》：Fuel cell/supercapacitor hybrid power systems for UAVs: A comprehensive review of technologies, architectures, and energy management strategies

　　

Sahan Neralampitiyage|Kosala Gunawardane|Kasun Subasinghage|Manoj Ranaweera|Quang Ha

澳大利亚悉尼科技大学工程与信息技术学院电气与数据工程系

摘要

无人飞行器在各个领域都已变得不可或缺，这就需要高效可靠的动力解决方案来延长飞行时间并提升运行性能。传统的电池供电系统存在诸多限制，比如重量过大以及充电速度慢。氢燃料电池因其更高的能量密度以及能够延长飞行时间的优势，已成为电池的理想替代品。然而，单独使用氢燃料电池也存在一些缺陷，如响应速度慢、能量密度低，因此人们开始寻求将氢燃料电池与其他技术相结合的混合能源解决方案。其中，燃料电池/超级电容器混合动力系统是一种可靠的替代方案，它结合了氢燃料电池的高能量密度与超级电容器快速的功率响应能力。本文对无人机应用中的燃料电池/超级电容器混合动力系统进行了全面综述，分析了其供电架构、运行优势以及能量管理策略。研究重点指出了当前在无人机用燃料电池/超级电容器系统研发方面的不足，同时说明了该系统在各项关键性能指标上相较于传统电源及其他混合架构的优势。此外，文章还深入分析了各种能量管理策略，包括传统的规则驱动方法、优化技术以及数据驱动方法，探讨了它们在提升无人机系统效率与运行可靠性方面的作用。同时，本文还研究了旨在优化燃料电池与超级电容器之间能量分配的混合架构进展。通过分析现有研究中的不足并评估燃料电池/超级电容器混合系统的实际应用价值，本研究为未来开发出更节能的无人机动力系统提供了思路，以满足人们对更长飞行时间、更快响应速度以及可持续运行的需求。

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