超高密度供電網路正重塑無人機和機器人未來
2022-03-09
作者
Tom Curatolo，Vicor應用工程資深總監
新冠疫情暴露了全球供應鏈和勞動力儲備的弱點。無人機和機器人可為人工任務實現高效自動化，從而可緩解這種情況。
最近發佈的一份Korn Ferry報告顯示，估計到2030年，全球熟練勞動力短缺將達8,500萬個崗位，相當於8.5萬億美元。其中許多崗位將出現在工業與服務產業，在這兩個產業中，新冠疫情暴露了全球供應鏈和勞動力儲備的弱點。無人機(UAV)和機器人可為人工任務實現高效自動化，從而可緩解這種情況。
今天，無人機正迅速投入服務，用於許多獨特的關鍵任務應用，其中包括安全監控、包裹投遞、農業、國防，甚至自然災害恢復和人道主義援助運送任務等。展望未來幾年，會發現無人機將在更危險的應用領域發揮更為重要的作用，如高壓線檢查、橋塔檢查，以及商業航運船體檢修等。在這些類型的應用中使用無人機有幾個優勢，其中包括更快的回應時間和即時資料採集等。更為重要的是，將無人系統用於目前由人工作業的高風險活動，可消除員工受傷、連帶損害及相關責任成本的風險。
隨著全球經濟的一體化和相互依賴性越來越高，對消費品和耐用品的需求正在呈指數級成長。由於這種爆炸式的需求，今天的工廠發現很難及時採購、生產和交付貨物。這就是使用機器人服務的意義所在。機器人擅於在決策有限時選擇任務路徑，機器人可以持續工作數週，帶來可預測、可重複的結果，從而可顯著提高工作效率和產量。在消費者長期需求的推動下，機器人和其他自動化系統將迅速採用。
圖1：為了讓無人機和機器人應用繼續創新，它們需要供電量更高的輕量級緊湊型電源。電源模組是功率密集、散熱良好的供電方案，不僅配置簡單，而且在需要更多電源時，還非常容易擴充。
為了讓無人機和機器人實現廣泛部署，需要重新思考對其最有影響的限制——電源。如何使用從機載電池到繫留電源或替代能源(如氫燃料電池)再到可再生能源(如太陽能、風能和波浪能)的各種電源為它們供電，在增加有效載荷的同時延長飛行時間或保持上線，以滿足生產需求。
當我們與客戶交談時，他們通常會試圖將電源放入一個極小的空間中，尺寸和重量對他們來說，一直都是最重要的。因此，電源模組是很好的解決方案。它們不僅小巧、散熱良好，而且還可為行動應用提供大量電源。這就是高密度供電網路的用武之地。如果電源在許多行動應用中都有局限，那麼如果使用得當，它也可以成為創新的推動因素。
基於模組的解決方案以極高的效率提供高整合度，因此可使用比常規電源拓撲更小的空間佔用最大限度發揮電源優勢。這種電源傳輸模式的轉變意味著無人機及機器人設計人員可以在其設計中納入更多特性、功能和更高的工作電壓，無需做出任何妥協。
