科技贺岁 成果拜年 | 哈工大郑高院科技成果之无人机“空中加油站”

岁启新章，春祺送暖！值此辞旧迎新之际，哈工大郑高院以“科技贺岁 成果拜年”为序，向各界朋友致以最诚挚的新春祝福！作为地方重要的创新中心，我院始终立足科技前沿、深耕产业沃土。为搭建我院科研与省市产业的对接桥梁，让创新活力转化为地方发展的强劲动能，春节期间，我们将陆续呈现一批优质科研成果，欢迎联系合作。

本期为您带来的是新能源车辆先进动力与能源研究所研发的面向低空经济的无人机无线充电技术。

一 、技术创新点

新能源车辆先进动力与能源研究所围绕无人机在长时间自主作业过程中普遍面临的续航受限、人工值守依赖高以及多机型适配困难等现实问题，构建了一套以磁耦合无线电能传输为核心的无人机无线补能体系。

系统将高频无线充电技术、自动归中停靠结构以及远程通信控制模块进行整体化设计，使无人机在完成既定任务后能够自主降落并完成免接触补能，从而实现“降落即补能、补能即再起飞”的连续作业模式。

该体系并非单一设备，而是一种融合能源传输、结构机械与数据通信能力的综合基础设施形态，在保证充电效率与环境适应能力的同时，大幅降低人工参与度与运维复杂度。

▲成果介绍

▲无人机无线充电原理图

▲无线充电停机坪/机库产品总体设计方案

二、技术优势

在性能表现方面，该系统在高效率能量传输与结构轻量化之间取得了较为均衡的工程效果，使其既能够满足工业级无人机的补能需求，又不会对飞行平台本身形成明显负载压力。

实际测试中，无线充电效率可稳定维持在90%以上，在部分工况下峰值效率可进一步提升；充电功率覆盖数百瓦至千瓦级区间，能够支撑中大型多旋翼无人机的快速补能需求。

与此同时，机载接收端重量控制在百克量级，对飞行姿态与续航时间的影响极小。在环境适应能力方面，系统整体防护等级达到IP56标准，可在户外雨雪、沙尘及高湿环境中长期运行。

与目前部分依赖触点接触式充电或机械换电结构的同类产品相比，本系统在适配范围与运维可靠性方面表现出更为明显的综合优势。

一方面，其无线补能方式避免了触点氧化、机械磨损等问题，长期稳定性更高；另一方面，在机型兼容层面可覆盖市面上绝大多数主流工业无人机，而不局限于单一品牌或专用型号。在功率输出能力上，常规工作区间明显高于部分以百瓦级为主的竞品设备，同时在防护等级上也优于部分仅适用于半室内环境的产品形态。

整体来看，该系统在效率、适配性与环境可靠性之间形成了较为均衡且实用的技术组合，而不是单一指标的极端堆叠。团队在无线电能传输及无人系统交叉领域已形成持续性的技术积累，有多篇相关专利布局、论文成果，并且本成果已通过第三方CMA认证，有较高的工程化能力与技术成熟度。

▲关键技术指标

▲相关成果

三、应用场景

在应用层面，该系统既可服务于政府及国企主导的长周期固定任务场景，也适用于商业化高频次应用环境。

在电力巡检、边防巡逻、应急监测等任务中，通过在关键节点布设无线充电停机坪，无人机能够在无需人工干预的情况下完成周期性起降与补能，大幅减少值守成本并提高连续作业能力。

在商业应用方向，如物流园区巡查、港口安全巡逻及城市末端配送等场景，多机协同与阵列式停机坪部署方式可以显著提升作业频次与响应效率。

在复杂地域条件下，无线补能模式相较于传统人工更换电池方式更具稳定性与安全性，尤其在山区、高寒地区、海岛以及风沙环境中，其减少人工暴露时间与降低操作风险的优势更为突出。通过多节点接力式部署，可在多个固定补能点之间形成连续航线，使无人机在执行长距离巡检或大范围巡逻任务时实现自动补能与持续飞行，整体作业模式由“单次任务”转变为“循环任务”，从而显著延长有效工作半径并提升任务覆盖效率。

在实际运行过程中，系统可接入低空智联管理云平台，对无人机电量状态、飞行姿态、实时位置及飞行路径进行远程监控与可视化调度，使设备层能力进一步延伸至数据管理与任务统筹层面，形成“补能—飞行—监控—再补能”的闭环“蛙跳”运行体系。

▲无人机“蛙跳”无线补能的示意图

▲无人机飞行管理平台

四、合作方向

在政府及国企方向，该系统已具备在电力线路巡检、城市安防、边境巡逻及应急救援等场景中开展示范部署的条件，通过固定点位停机坪实现无人机自动补能与连续任务执行，有效降低人工值守需求并提升任务可靠性。在商业应用方向，物流园区、工业园区及港口巡查等场景中，多机协同与共享式停机坪部署方式可显著提升作业密度与运营效率，使无人机真正具备高频次、规模化运行的基础条件。

随着低空经济基础设施需求的持续增长，该系统正逐步从单点设备供应模式向区域级补能网络解决方案演进，体现出良好的工程延展性与产业化拓展潜力。在未来应用生态中，其角色将不仅是充电设施本身，更是无人机自动化运行体系中的关键能源节点与数据入口。

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