一、氢混动力系统原理

无人机氢混动力系统通常是将氢气作为主要能源，与其他能源（如电池）相结合，通过化学反应将氢气的化学能转化为电能或机械能，为无人机的飞行提供动力。

氢气可以在燃料电池中发生电化学反应，产生电能，直接驱动电机运转；也可以通过燃烧产生高温高压气体，推动涡轮机或活塞发动机工作，同时回收余热用于其他系统，提高能源利用效率。

电池则在系统中起到辅助作用，例如在启动、加速、高负载等工况下提供额外的电力支持，或者在燃料电池输出功率不足时补充能量，并且可以回收制动能量进行存储。

二、氢混动力系统分类

1. 氢燃料电池-电池混合动力系统

以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为主要发电装置，具有能量转换效率高、零排放、低噪声等优点。电池（如锂电池）作为辅助电源，二者通过功率变换器连接到无人机的电力驱动系统。

在飞行过程中，燃料电池提供稳定的基本功率，锂电池在瞬间功率需求较大时提供额外的电能，并且在燃料电池效率较低的工况下（如低负载）进行能量回收和存储，优化整个系统的效率和性能。   

中国科学院大连化学物理研究所技术人员给无人机安装氢混动力电源（来自新华网）

目前氢混动力无人机中大多数采用的是氢燃料电池-电池混合动力系统。

大连云海创新科技有限公司研制的氢燃料电池无人机是以风冷氢燃料电池为动力，其风冷氢燃料电池电堆重量比功率超过1000W/kg，含气瓶的系统能量密度达到1000Wh/kg；

盛世秦誉氢能科技（陕西）有限公司研制的“烛龙 1 号”无人机，辽宁通用航空研究院研制的”LN60F “雷鸟无人试验机，浙江氢航科技有限公司研制的“高山雨燕”、氢旋四号、青龙-H2和氢霆Mini等无人机，协氢（上海）新能源科技有限公司的青鸾H25、擎天H50和擎天H100等无人机，山东黑鲨智能科技有限公司的NARWHAL 1无人机，成都纵横自动化技术股份有限公司的CW-25H无人机，斗山创新(深圳)有限公司的DJ25无人机都是采用氢燃料电池-电池混合动力系统的无人机。

2. 氢内燃机-电池混合动力系统

采用氢内燃机作为动力源，利用氢气在气缸内燃烧产生的动力驱动无人机飞行。氢内燃机具有技术成熟、功率密度高的特点，但其排放和热效率相对氢燃料电池较低。

电池在该系统中主要用于改善内燃机的启动性能、实现快速的功率调节以及回收制动能量，减少能量浪费，同时降低氢内燃机在部分工况下的燃油消耗和排放，提高整体经济性和环保性。 

国内首型氢内燃动力飞机（来自沈阳航空航天大学）

因氢内燃机-电池混合动力系统需要在气缸内燃烧氢产生动力，一般用在相对较大的飞机上。

我国自主研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机是沈阳航空航天大学在锐翔飞机基础上改型的氢内燃验证机RX4HE，其搭载一汽集团基于“红旗”汽油机研发的2.0L零排放增压直喷氢内燃机，使用高压气态储氢，储氢重量4.5kg，氢内燃机最大热效率大于43%，综合热效率大于40%。

3. 氢燃料电池-太阳能-电池混合动力系统

除了燃料电池和电池外，还引入了太阳能电池板。

太阳能电池板在白天光照充足时将太阳能转化为电能，为无人机的飞行补充能量，或者为电池充电。

燃料电池作为主要的持续供能装置，电池则起到平衡功率、存储能量以及在夜间或光照不足时保障无人机运行的作用，这种混合动力系统进一步提高了无人机的能源自给能力和续航性能，尤其适用于长时间、远距离的飞行任务，如高空长航时无人机监测等。   

由Skydweller航空公司运营的改良型“太阳动力”2号太阳能无人机翼展达71.93米。

图片来源：《今日航空》杂志