助推電池技術新一輪革新，eVTOL飛行汽車引爆萬億市場！

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）最近低空經濟成為了市場熱點，伴隨年初《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》的正式實施，以及2024年兩會中，低空經濟首次被寫入政府工作報告，為行業(yè)打開政策空間后，產業(yè)鏈公司也迅速跟進，迎來了不少新進展。

低空經濟是指在垂直高度1000米以下、根據(jù)實際需要延伸至不超過3000米的低空空域為主要活動場域，基于各種有人駕駛或無人駕駛航空器的低空飛行活動，以載人、載貨等多種低空飛行活動為牽引，帶動相關領域垂直融合發(fā)展的綜合性經濟業(yè)態(tài)。

因此低空經濟的核心之一是eVTOL（電動垂直起降飛行器），其實自去年年底開始，就有多家公司頻繁推出被稱為“飛行汽車”eVTOL（電動垂直起降飛行器）新產品，其中還有一些完成了航線首飛。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?？绯莈VTOL電動垂直起降航空器航線的公開首次演示飛行。

而在低空經濟逐步具備更多的標準條例指導后，eVTOL產業(yè)實際上還面臨很多挑戰(zhàn)，其中關鍵之一是電池技術的支撐。

eVTOL助推電池技術的新一輪革新

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

這意味著相似尺寸的純電車型，由于電池帶來的額外重量，整備質量相比燃油車可以高出30%以上。

實際上從工信部申報信息中，也能夠發(fā)現(xiàn)小鵬P7的81kWh電池包總質量就達到了490kg，大約占到整備質量的四分之一。加上純電車型針對電池包保護而做的額外車身結構加強，總體重量比燃油車高出30%以上也不足為奇了。

那么作為飛行器，減重對于降低能量消耗、提高續(xù)航里程來說是關鍵一環(huán)。因此在民航客機的發(fā)展中，兼顧強度和輕量化優(yōu)勢的復合材料在短短幾十年間被大量應用到機身上，輕量化使得客機燃油經濟性得到大幅提升的同時，還增加了載客量，帶來可觀的經濟效益。

盡管eVTOL的定位與民航客機不同，低空經濟主要針對的是低空短途的運輸，比如城內、城際間的通航，不需要太大的續(xù)航里程。盡管如此，當前動力電池的能量密度對于eVTOL來說還是未能滿足需求。

一方面是由于eVTOL本身的飛行需要更大的功率推動，相比電動汽車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景下持續(xù)運作，同時保證長久的使用壽命。

同時eVTOL的能量消耗與飛行器重量有強相關，因此動力電池也需要具備更高能量密度。目前市面上量產的電動汽車動力電池，能量密度從140Wh/kg到200Wh/kg左右，遠不能滿足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、高效率電推進系統(tǒng)、高推重比涵道風扇、先進氣動布局涵道風扇、太陽能無人機等關鍵技術。滿足電動航空器使用需求和適航要求的400Wh/kg級航空鋰電池產品投入量產，500Wh/kg 級產品小規(guī)模驗證；250kW級航空電機及驅動系統(tǒng)投入量產，500kW 級產品小規(guī)模驗證，功重比達到 20Nm/kg。針對載人、物流城市空運航空器，突破適航安全性設計、高效率氣動布局設計、低噪聲高效率電推進、電動傾轉旋翼高可靠性飛行控制、人在環(huán)垂直起降飛行控制等關鍵技術，開展攻關和試飛驗證。

2019年，特斯拉CEO馬斯克也曾表示，在四到五年內電池能量密度達到400Wh/kg后將可以支持電動飛機上天。

目前，國內多家動力電池企業(yè)都在布局eVTOL應用的產品。據(jù)孚能科技公開的信息，在2023年已經有搭載孚能科技動力電池的eVTOL產品由客戶交付給最終用戶，目前公司eVTOL動力電池的電芯和能量密度分別達到280Wh/kg和230Wh/kg，eVTOL的最高時速可以達到320km/h，最長巡航距離達到250km，電池循環(huán)壽命更是能夠滿足10000次航程。

同時，孚能科技的320Wh/kg電芯也即將進行量產，預計2026年實現(xiàn)350Wh/kg電芯量產。

去年全球動力電池龍頭寧德時代與中國商飛等企業(yè)合資成立了商飛時代航空有限公司，入局航空領域。而去年4月寧德時代還發(fā)布了一款凝聚態(tài)電池，能量密度達到驚人的500Wh/kg，遠超目前所有商用量產的動力電池產品，并表示這款電池正在進行民用載人飛機項目的合作開發(fā)，預計在2023年內具備量產能力。

eVTOL玩家涌現(xiàn)，全球范圍內仍處于試點階段

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

盡管參與玩家眾多，但由于技術以及各國政策，目前eVTOL大多處于試點階段。eVTOL要大規(guī)模商業(yè)化，需要滿足的條件除了本身的飛行器技術成熟度，比如電池、電控、無人駕駛、集群控制、安全冗余等，還需要有完善政策支持，包括適航認證、法規(guī)政策支持、基礎設施建設等。

去年10月，億航智能獲得了中國民用航空局頒發(fā)的標準適航證，EH216-S也成為全球首個獲得適航證的eVTOL產品。值得一提的是，EH216-S也在近日在淘寶上架，標價為239萬元，根據(jù)商品介紹，EH216-S機身長5.73米，高1.93米，最快飛行速度可達130 km/h，續(xù)航時間為25分鐘，設計航程30 km，最快2小時充滿電。

Alef Aeronautics在近期也表示，其雙座eVTOL飛行汽車Model A的預定創(chuàng)下新紀錄，訂單量已經達到2850份。

當然，除了適航認證之外，在法規(guī)方面，低空空域管理、安全規(guī)范與標準、商業(yè)運營許可等還需要進一步推進制定并落地。比如低空空域管理中，就包含空域劃分、運行管理、技術保障、安全管理、飛行規(guī)則、飛行計劃申報等具體細節(jié)，這些內容在當前還需要逐步完善。

因此截至目前，全球范圍內的eVTOL航線基本處于試點階段。在3月19日，億航智能在哥斯達黎加進行了一次演示飛行，主要是測試在空中觀光、度假村內部交通應用場景下的飛行。

寫在最后：

市場研究和顧問公司Grand View Research的數(shù)據(jù)顯示，未來五年，eVTOL預計將以46.2%的復合年增長率保持增長。羅蘭貝格預測，到2030年全球投入商業(yè)運營的eVTOL數(shù)量將達到5千架，到2040年達到4.5萬架。著名咨詢公司德勤預測，到2040年的eVTOL市場全球規(guī)模將達到1萬億美元。

可以預見，eVTOL市場在未來幾年內將迎來顯著增長，特別是在城市空中交通、應急救援和物流等領域，但在大規(guī)模普及之前，eVTOL在技術上仍需要時間發(fā)展，包括電池、安全等方面的創(chuàng)新。