随着民用无人机的出现，无人机市场规模越来越大，使用者数量越来越多，无人机续航时间短的问题逐渐暴露出来。传统无人机将锂离子电池作为动力，续航时长通常为30-60分钟，达不到大众对无人机的使用要求。氢燃料电池的问世很好地解决了这一问题，氢燃料电池通过氢气与氧气结合时发生的电子迁移获得电流，氢气由无人机搭载的氢气瓶提供，氧气则来源于空气，将氢燃料电池作为动力的无人机续航时间可达2小时。本文针对如何高效率地向氢燃料电池无人机加注氢气的问题，对移动式加氢站的成套技术开展研究。相比于固定式加氢站，移动式加氢站具有可移动、加氢半径大、制储便捷等优点，更适用于为氢燃料电池无人机充装氢气。
　　基于氢气加注的压力与时间要求，提出了移动式加氢站的总体设计方案，确定了整体工艺流程，包括氢气制备流程、氢气纯化流程、氢气储存与加注流程。
　　针对氢气制备流程、氢气纯化流程、氢气储存与加注流程，对核心设备进行选型，包括电解槽、气动式增压泵的型号与参数选择，并分析电解槽工作特性与气动式增压泵运动过程;对氢气分离器、变压吸附塔等重要设备结构进行设计，并对所设计的结构进行理论分析。
　　利用Ansys软件中的Fluent流体计算模块对无人机用氢气瓶的氢气加注过程进行数值模拟，分析平衡加注过程的压力变化趋势与压力分布情况。得到了无人机用氢气瓶内部压力为2.5MPa、6MPa、9.25MPa的压力分布云图与加注过程中容器内部氢气压力变化曲线，发现氢气在加注过程初始状态下，压力呈线性下降，随着加注过程进行，压力变化逐渐减缓，最终平衡在9.25MPa，为小型无人机用移动加氢站加氢过程的优化提供了计算依据。
　　针对氢气制备流程，前瞻性地使用纯水制氢电解槽进行氢气制备，并对纯水制氢电解槽性能进行多工况测试，探索出影响电解槽性能的因素分别为电压、电流、温度、产氢压力、循环水流量。针对氢气加注流程，创新性地使用气动式增压泵，采用压缩空气而非电力进行驱动，避免了氢气与火花接触的可能，并探索出，提高驱动压力与进气压力可以提高增压泵的输出流量。对整套设备进行联合调试，在满足用户2小时内加满二级储氢容器和30分钟内加满无人机用氢气瓶的要求下，得到了设备可维持长期稳定运行的最佳参数值:电解槽电压值为60.8A，产氢压力值为1.5MPa，驱动压力值为0.6MPa，进气压力值为1.0MPa。
　　本文连通了氢气制备、氢气纯化与氢气加注流程，使得向小型无人机加注氢气在工业上得以实现，取得了初步成果，为移动式加氢设备的成套技术研究提供了理论依据。