助推電池技術(shù)新一輪革新，eVTOL飛行汽車(chē)引爆萬(wàn)億市場(chǎng)！

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）最近低空經(jīng)濟(jì)成為了市場(chǎng)熱點(diǎn)，伴隨年初《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》的正式實(shí)施，以及2024年兩會(huì)中，低空經(jīng)濟(jì)首次被寫(xiě)入政府工作報(bào)告，為行業(yè)打開(kāi)政策空間后，產(chǎn)業(yè)鏈公司也迅速跟進(jìn)，迎來(lái)了不少新進(jìn)展。

低空經(jīng)濟(jì)是指在垂直高度1000米以下、根據(jù)實(shí)際需要延伸至不超過(guò)3000米的低空空域?yàn)橹饕顒?dòng)場(chǎng)域，基于各種有人駕駛或無(wú)人駕駛航空器的低空飛行活動(dòng)，以載人、載貨等多種低空飛行活動(dòng)為牽引，帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域垂直融合發(fā)展的綜合性經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)。

因此低空經(jīng)濟(jì)的核心之一是eVTOL（電動(dòng)垂直起降飛行器），其實(shí)自去年年底開(kāi)始，就有多家公司頻繁推出被稱(chēng)為“飛行汽車(chē)”eVTOL（電動(dòng)垂直起降飛行器）新產(chǎn)品，其中還有一些完成了航線(xiàn)首飛。今年2月，峰飛航空的eVTOL“盛世龍”就從深圳蛇口郵輪母港飛至珠海九洲港碼頭，完成了全球首條跨海跨城eVTOL電動(dòng)垂直起降航空器航線(xiàn)的公開(kāi)首次演示飛行。

而在低空經(jīng)濟(jì)逐步具備更多的標(biāo)準(zhǔn)條例指導(dǎo)后，eVTOL產(chǎn)業(yè)實(shí)際上還面臨很多挑戰(zhàn)，其中關(guān)鍵之一是電池技術(shù)的支撐。

eVTOL助推電池技術(shù)的新一輪革新

在電動(dòng)汽車(chē)上，由于電池的加入，根據(jù)市面上的車(chē)型數(shù)據(jù)，我們很容易發(fā)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的整備質(zhì)量普遍相比同級(jí)別同尺寸的燃油車(chē)更重。比如小鵬P7的702KM續(xù)航版本，整備質(zhì)量為1980kg，接近2噸重；而車(chē)身尺寸比小鵬P7更大的十一代雅閣1.5T燃油版的整備質(zhì)量?jī)H在1500kg左右。

這意味著相似尺寸的純電車(chē)型，由于電池帶來(lái)的額外重量，整備質(zhì)量相比燃油車(chē)可以高出30%以上。

實(shí)際上從工信部申報(bào)信息中，也能夠發(fā)現(xiàn)小鵬P7的81kWh電池包總質(zhì)量就達(dá)到了490kg，大約占到整備質(zhì)量的四分之一。加上純電車(chē)型針對(duì)電池包保護(hù)而做的額外車(chē)身結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，總體重量比燃油車(chē)高出30%以上也不足為奇了。

那么作為飛行器，減重對(duì)于降低能量消耗、提高續(xù)航里程來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵一環(huán)。因此在民航客機(jī)的發(fā)展中，兼顧強(qiáng)度和輕量化優(yōu)勢(shì)的復(fù)合材料在短短幾十年間被大量應(yīng)用到機(jī)身上，輕量化使得客機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性得到大幅提升的同時(shí)，還增加了載客量，帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

盡管eVTOL的定位與民航客機(jī)不同，低空經(jīng)濟(jì)主要針對(duì)的是低空短途的運(yùn)輸，比如城內(nèi)、城際間的通航，不需要太大的續(xù)航里程。盡管如此，當(dāng)前動(dòng)力電池的能量密度對(duì)于eVTOL來(lái)說(shuō)還是未能滿(mǎn)足需求。

一方面是由于eVTOL本身的飛行需要更大的功率推動(dòng)，相比電動(dòng)汽車(chē)要額外克服重力的影響，這就意味著需要電池具備高放電倍率，能夠在高充放電倍率的工作場(chǎng)景下持續(xù)運(yùn)作，同時(shí)保證長(zhǎng)久的使用壽命。

同時(shí)eVTOL的能量消耗與飛行器重量有強(qiáng)相關(guān)，因此動(dòng)力電池也需要具備更高能量密度。目前市面上量產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池，能量密度從140Wh/kg到200Wh/kg左右，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足eVTOL的要求。

去年工信部等四部委發(fā)布的《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要》（2023-2035 年）中就提到，要加快電動(dòng)通用航空器系列化、譜系化。突破高能量密度鋰電池、高比功率氫燃料電池、高效率電推進(jìn)系統(tǒng)、高推重比涵道風(fēng)扇、先進(jìn)氣動(dòng)布局涵道風(fēng)扇、太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)。滿(mǎn)足電動(dòng)航空器使用需求和適航要求的400Wh/kg級(jí)航空鋰電池產(chǎn)品投入量產(chǎn)，500Wh/kg 級(jí)產(chǎn)品小規(guī)模驗(yàn)證；250kW級(jí)航空電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)投入量產(chǎn)，500kW 級(jí)產(chǎn)品小規(guī)模驗(yàn)證，功重比達(dá)到 20Nm/kg。針對(duì)載人、物流城市空運(yùn)航空器，突破適航安全性設(shè)計(jì)、高效率氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)、低噪聲高效率電推進(jìn)、電動(dòng)傾轉(zhuǎn)旋翼高可靠性飛行控制、人在環(huán)垂直起降飛行控制等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)展攻關(guān)和試飛驗(yàn)證。

2019年，特斯拉CEO馬斯克也曾表示，在四到五年內(nèi)電池能量密度達(dá)到400Wh/kg后將可以支持電動(dòng)飛機(jī)上天。

目前，國(guó)內(nèi)多家動(dòng)力電池企業(yè)都在布局eVTOL應(yīng)用的產(chǎn)品。據(jù)孚能科技公開(kāi)的信息，在2023年已經(jīng)有搭載孚能科技動(dòng)力電池的eVTOL產(chǎn)品由客戶(hù)交付給最終用戶(hù)，目前公司eVTOL動(dòng)力電池的電芯和能量密度分別達(dá)到280Wh/kg和230Wh/kg，eVTOL的最高時(shí)速可以達(dá)到320km/h，最長(zhǎng)巡航距離達(dá)到250km，電池循環(huán)壽命更是能夠滿(mǎn)足10000次航程。

同時(shí)，孚能科技的320Wh/kg電芯也即將進(jìn)行量產(chǎn)，預(yù)計(jì)2026年實(shí)現(xiàn)350Wh/kg電芯量產(chǎn)。

去年全球動(dòng)力電池龍頭寧德時(shí)代與中國(guó)商飛等企業(yè)合資成立了商飛時(shí)代航空有限公司，入局航空領(lǐng)域。而去年4月寧德時(shí)代還發(fā)布了一款凝聚態(tài)電池，能量密度達(dá)到驚人的500Wh/kg，遠(yuǎn)超目前所有商用量產(chǎn)的動(dòng)力電池產(chǎn)品，并表示這款電池正在進(jìn)行民用載人飛機(jī)項(xiàng)目的合作開(kāi)發(fā)，預(yù)計(jì)在2023年內(nèi)具備量產(chǎn)能力。

eVTOL玩家涌現(xiàn)，全球范圍內(nèi)仍處于試點(diǎn)階段

不僅僅在中國(guó)，近年eVTOL的概念在全球范圍內(nèi)都較為火熱，世界各地都有不少初創(chuàng)公司或車(chē)企、航空公司等參與或投資到eVTOL領(lǐng)域中。比如大眾、豐田、小鵬、現(xiàn)代、波音、空客等車(chē)企以及航空公司，當(dāng)然也有Lilium、Alef Aeronautics、Zee Aero、億航智能、峰飛航空、沃飛長(zhǎng)空等等專(zhuān)注eVTOL產(chǎn)品商業(yè)化的企業(yè)。

盡管參與玩家眾多，但由于技術(shù)以及各國(guó)政策，目前eVTOL大多處于試點(diǎn)階段。eVTOL要大規(guī)模商業(yè)化，需要滿(mǎn)足的條件除了本身的飛行器技術(shù)成熟度，比如電池、電控、無(wú)人駕駛、集群控制、安全冗余等，還需要有完善政策支持，包括適航認(rèn)證、法規(guī)政策支持、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。

去年10月，億航智能獲得了中國(guó)民用航空局頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)適航證，EH216-S也成為全球首個(gè)獲得適航證的eVTOL產(chǎn)品。值得一提的是，EH216-S也在近日在淘寶上架，標(biāo)價(jià)為239萬(wàn)元，根據(jù)商品介紹，EH216-S機(jī)身長(zhǎng)5.73米，高1.93米，最快飛行速度可達(dá)130 km/h，續(xù)航時(shí)間為25分鐘，設(shè)計(jì)航程30 km，最快2小時(shí)充滿(mǎn)電。

Alef Aeronautics在近期也表示，其雙座eVTOL飛行汽車(chē)Model A的預(yù)定創(chuàng)下新紀(jì)錄，訂單量已經(jīng)達(dá)到2850份。

當(dāng)然，除了適航認(rèn)證之外，在法規(guī)方面，低空空域管理、安全規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)、商業(yè)運(yùn)營(yíng)許可等還需要進(jìn)一步推進(jìn)制定并落地。比如低空空域管理中，就包含空域劃分、運(yùn)行管理、技術(shù)保障、安全管理、飛行規(guī)則、飛行計(jì)劃申報(bào)等具體細(xì)節(jié)，這些內(nèi)容在當(dāng)前還需要逐步完善。

因此截至目前，全球范圍內(nèi)的eVTOL航線(xiàn)基本處于試點(diǎn)階段。在3月19日，億航智能在哥斯達(dá)黎加進(jìn)行了一次演示飛行，主要是測(cè)試在空中觀(guān)光、度假村內(nèi)部交通應(yīng)用場(chǎng)景下的飛行。

寫(xiě)在最后：

市場(chǎng)研究和顧問(wèn)公司Grand View Research的數(shù)據(jù)顯示，未來(lái)五年，eVTOL預(yù)計(jì)將以46.2%的復(fù)合年增長(zhǎng)率保持增長(zhǎng)。羅蘭貝格預(yù)測(cè)，到2030年全球投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的eVTOL數(shù)量將達(dá)到5千架，到2040年達(dá)到4.5萬(wàn)架。著名咨詢(xún)公司德勤預(yù)測(cè)，到2040年的eVTOL市場(chǎng)全球規(guī)模將達(dá)到1萬(wàn)億美元。

可以預(yù)見(jiàn)，eVTOL市場(chǎng)在未來(lái)幾年內(nèi)將迎來(lái)顯著增長(zhǎng)，特別是在城市空中交通、應(yīng)急救援和物流等領(lǐng)域，但在大規(guī)模普及之前，eVTOL在技術(shù)上仍需要時(shí)間發(fā)展，包括電池、安全等方面的創(chuàng)新。