低空經(jīng)濟(jì)起飛之后，電池廠商盯上了低空飛行器的“燃料”。
第一財經(jīng)記者在上海車展專訪欣旺達(dá)動力中央研究院院長徐中領(lǐng)后了解到，欣旺達(dá)動力將在2025年和部分eVTOL（electric Vertical Take-off and Landing，電動垂直起降飛行器）主機(jī)廠商的合作，加大對航空動力電池的研發(fā)力度。徐中領(lǐng)透露，從汽車、船舶等交通工具過渡到低空場景，盡管材料和技術(shù)有所重合，但通過定制化滿足市場需求必不可少。eVTOL垂直起降、懸停、巡航等“特殊狀態(tài)”，也給電池的能量密度、功率密度和安全性提出了新的要求。
當(dāng)擁有成熟供應(yīng)鏈和商業(yè)化經(jīng)驗的電池企業(yè)入場，能否給低空行業(yè)帶來新的行業(yè)推動力，將會是2025年行業(yè)面臨的新課題。
eVTOL電池存在不可達(dá)三角
飛行器啟動旋翼，從地面直線起飛，升至空中200米處，切換巡航狀態(tài)。
上述起飛步驟，一般需要eVTOL在不到三分鐘內(nèi)完成，這對飛行器的動力系統(tǒng)提出了高爆發(fā)力和高效率的雙重要求。“eVTOL的電池使用場景，和此前任何一種交通工具的使用場景都不同?！毙熘蓄I(lǐng)向第一財經(jīng)記者解釋，eVTOL在短時間內(nèi)完成垂直起降，需要更高的功率輸出，對電池放電倍率有一定要求，“起碼在3C-8C左右”。
這幾乎是普通新能源汽車電池0.1C-0.5C左右放電倍率的6-10倍。在飛行器的作業(yè)狀態(tài)中，垂直起飛和降落都需要維持一分鐘以上的高功率放電，而對于汽車路面行駛來說，高倍率的脈沖僅僅持續(xù)幾秒鐘。
“eVTOL在降落的時候，電池很有可能只有20-30%左右的剩余電量，仍然需要維持高功率輸出，這也是區(qū)別于常規(guī)動力電池的一個特點?！毙熘蓄I(lǐng)說道。
eVTOL想要有穩(wěn)定的續(xù)航里程和更大的有效載荷，就需要更高能量密度的電池。根據(jù)工業(yè)和信息化部等四部門聯(lián)合印發(fā)的《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實施方案（2024—2030年）》，將“推動400Wh/kg級航空鋰電池產(chǎn)品投入量產(chǎn)，實現(xiàn)500Wh/kg級航空鋰電池產(chǎn)品應(yīng)用驗證”。
當(dāng)一塊電池的能量密度和充電倍率提高，安全性又會面臨更大挑戰(zhàn)?！斑@就是我們說的一個不可達(dá)三角?！毙熘蓄I(lǐng)解釋，目前市場上缺乏按照實際需求為eVTOL的量身打造標(biāo)準(zhǔn)的航空動力電池，使得大部分主機(jī)廠商不得不“有什么用什么”，采用一些市面上已有的常規(guī)電池，“這種電池的問題是往往無法兼顧eVTOL所需的能量密度、充放電倍率和安全性”。
“隨著低空市場的進(jìn)程推進(jìn)，行業(yè)需要有能力進(jìn)行定制化開發(fā)的角色入場。”他說道。
固態(tài)電池會是低空電池的終極形態(tài)嗎？
“離地三尺，人命關(guān)天。”中國民用航空飛行學(xué)院教授、低空航空器適航驗證工程技術(shù)中心主任閆峰告訴記者，對于低空經(jīng)濟(jì)來說，安全性是主機(jī)廠商在商業(yè)化之前必須確保的核心。
上海峰飛航空科技有限公司高級副總裁謝嘉向第一財經(jīng)記者表示，航空器的可靠性，需要在一次次的試飛所積累的數(shù)據(jù)中驗證?！拔覀冃枰诿恳淮蔚娘w行中，通過全面的數(shù)據(jù)，進(jìn)行局部調(diào)整?！?/p>
作為生產(chǎn)方，上游電池生產(chǎn)企業(yè)是確保低空飛行器安全性的“守門人”。欣旺達(dá)動力針對低空飛行器的特殊應(yīng)用場景展開不一樣的壓力測試。徐中領(lǐng)舉例，針對低空飛行器動力電池老化后的安全性，團(tuán)隊會在電池高功率充放電循環(huán)后，將其在高空摔落，測試其安全性?！霸谶@個場景里，我們會強(qiáng)調(diào)電池的全生命周期不可燃穩(wěn)定性，并在考慮這個因素的前提條件下，去平衡電池的其他性能?！?/p>
想要破解高能量密度、高充放電倍率、高安全性的不可達(dá)三角，掌握取舍的平衡藝術(shù)，是徐中領(lǐng)認(rèn)為為數(shù)不多的破解方法?！氨热缭谝恍└哳l起降短途的場景中，我們會犧牲一些電池充電速度，采用換電的方式來解決其他性能的可靠性問題?！?/p>
在當(dāng)前的電池市場中，固態(tài)電池因為具備高能量密度、高安全性等關(guān)鍵優(yōu)勢，常常被視作是eVTOL等低空飛行器的終極形態(tài)。不過，徐中領(lǐng)指出，如果要等固態(tài)電池完全發(fā)展成熟，再去推動行業(yè)的實際商業(yè)化，并不利于行業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，“但不得不承認(rèn)，低空經(jīng)濟(jì)未來會成為固態(tài)電池布局的主要場景之一”。
徐中領(lǐng)也同時表示，對于當(dāng)前的發(fā)展階段來說，完全可以針對不同用途、不同場景來進(jìn)行電池的適配。對于主機(jī)廠商來說，固態(tài)電池并非唯一的選擇。廠商可以在短途的飛行中選擇電驅(qū)，也可以在長途的作業(yè)需求中采用混動的方式。
因此，對于已經(jīng)積累了固態(tài)、半固態(tài)、混動電池經(jīng)驗的電池企業(yè)來說，布局更多下游應(yīng)用場景，是企業(yè)的“提前卡位”之舉。欣旺達(dá)動力此前已經(jīng)發(fā)布了航空電池-Gen1和航空電池-Gen2，能量密度分別為320Wh/kg和360Wh/kg，分別采用了自研的動力第一代和第二代半固態(tài)電池技術(shù)。根據(jù)此前在投資者互動平臺中的互動內(nèi)容，欣旺達(dá)動力表示，目前公司的固態(tài)電池還在試驗階段，進(jìn)展順利。孚能科技（688567.SH）也在此前披露，廣州工控集團(tuán)計劃推動公司融入廣州市低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局。
“未來我們會跟更多的主機(jī)廠商合作，生產(chǎn)定制化的商品，來填補(bǔ)低空市場對電池的多樣化需求。”徐中領(lǐng)說道。
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