航空電動(dòng)化已來(lái)，正力新能發(fā)布航空電池布局航空領(lǐng)域

繼汽車實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)化后,動(dòng)力電池正在向三維立體交通最后一塊版圖——航空領(lǐng)域發(fā)起攻勢(shì)。

5月9日,正力新能正式對(duì)外發(fā)布賦能三維交通領(lǐng)域的航空級(jí)戰(zhàn)略產(chǎn)品——正力·航空電池。該電池能量密度高達(dá)320Wh/kg,在兼顧高能量密度的同時(shí),依然可以滿足20%SOC下,12C的大倍率放電性能,破解了高能量密度和高倍率不可兼得的行業(yè)難題,使得航空電動(dòng)化成為可能,拉開(kāi)了航空領(lǐng)域電動(dòng)化的序幕。

過(guò)去十年間,動(dòng)力電池替代燃油車發(fā)動(dòng)機(jī),讓汽車由電驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)如今,電動(dòng)汽車市場(chǎng)滲透率已經(jīng)突破30%。正力·航空電池的推出,預(yù)示著動(dòng)力電池正式從二維交通向三維交通進(jìn)軍,未來(lái)大量運(yùn)行在空中的直升機(jī)、各類無(wú)人機(jī)和eVTOL,都有望由動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng),從短航程到中航線,從低空旅游、特種運(yùn)輸,到城際交通,甚至到市內(nèi)高速通勤或都將發(fā)生變革,而每一場(chǎng)變革,都將打開(kāi)一個(gè)新的量級(jí)市場(chǎng)。

 

電動(dòng)飛行器已近在眼前 全球各國(guó)密集布局

今年1月,美國(guó)NASA宣布,其第一架全電動(dòng)機(jī)型Maxwell X-57將于今年上半年“上天”。該飛機(jī)動(dòng)力放棄了航空燃料,完全采用動(dòng)力電池來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

國(guó)內(nèi)方面,中國(guó)政府已經(jīng)發(fā)布《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》,提出要建立立體交通出行體系,到2035年初步建立現(xiàn)代化高質(zhì)量綜合立體交通網(wǎng),有力支撐“123出行交通圈”。

航空領(lǐng)域電動(dòng)化,已經(jīng)成為各國(guó)正探索、競(jìng)爭(zhēng)的交通新領(lǐng)域,都在爭(zhēng)相加碼技術(shù)投入,希望在這一賽道占據(jù)領(lǐng)先地位。

當(dāng)前,路面交通資源已經(jīng)愈發(fā)緊張,交通擁堵隨處可見(jiàn),困擾著人們的出行。同時(shí),無(wú)人機(jī)物流配送、特種飛機(jī)作業(yè)、飛行汽車等新業(yè)態(tài)開(kāi)始浮現(xiàn)。對(duì)于交通領(lǐng)域來(lái)說(shuō),開(kāi)拓空中資源,已經(jīng)成為趨勢(shì)。

從應(yīng)用端來(lái)看,航空領(lǐng)域電動(dòng)化也是大勢(shì)所趨。

從全球碳排放來(lái)看,采用動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的飛機(jī),能源利用率可以較石油提高60%~70%,碳排放減少90%。

從飛行成本來(lái)看,傳統(tǒng)燃料價(jià)格高昂,而電力成本低廉。據(jù)機(jī)構(gòu)測(cè)算,電動(dòng)飛機(jī)每小時(shí)的運(yùn)營(yíng)成本要比使用傳統(tǒng)燃料飛機(jī)要低60%到80%,極具性價(jià)比。

另外,傳統(tǒng)飛行器噪音污染嚴(yán)重,如果大批量在空中使用,噪聲污染恐怕成為新包袱。而動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的飛行器,聲音可以降至60dB,較燃油發(fā)動(dòng)機(jī)可降噪65%。

在二維交通向三維立體交通發(fā)展過(guò)程中,基于動(dòng)力電池的飛行器,在飛行成本、碳減排、降噪、自動(dòng)駕駛、安全等層面,都較傳統(tǒng)燃料有著天然優(yōu)勢(shì)。這也是越來(lái)越多傳統(tǒng)航空飛機(jī)、特種用途飛機(jī)和各類飛行器等相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)開(kāi)始期待電動(dòng)化的原因所在。

航空領(lǐng)域電動(dòng)化的挑戰(zhàn)和機(jī)遇

eVTOL、飛行汽車、各類無(wú)人機(jī)和直升機(jī)將是未來(lái)低空資源里常見(jiàn)的交通運(yùn)輸工具,而要其實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化,關(guān)鍵仍然要看動(dòng)力電池。

近年來(lái),得益于汽車電動(dòng)化的需求推動(dòng),動(dòng)力電池能量密度由2011年的60~80Wh/kg,到現(xiàn)如今三元產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到250Wh/kg,提升了約4倍;功率性能提升超過(guò)3倍。

成本方面,也由2011年的4~5元/Wh降至目前的0.7~0.8元/Wh。

然而,與電動(dòng)汽車不同,飛行汽車場(chǎng)景更為復(fù)雜特殊,要電動(dòng)化上也提出了新挑戰(zhàn):

航空飛行器航程對(duì)整機(jī)重量敏感性遠(yuǎn)大于電動(dòng)汽車,對(duì)電池提出了極致的輕量化需求;

平均放電功率要明顯高于電動(dòng)汽車,要求電池具備高能量密度和高放電倍率;

安全要求更高,電池需要達(dá)到ppb級(jí)航空標(biāo)準(zhǔn)。

輕量化極致要求,就需要電池具有高能量密度;極高的放電功率就需要電池具有高功率。簡(jiǎn)而言之,就是需要電池高能量密度與高功率這對(duì)矛盾體“兼得”。然而,從電池材料特性來(lái)看,要實(shí)現(xiàn)高能量密度和高功率,無(wú)異于“蜀道之難”。

“三高一快”航空電池誕生 撬動(dòng)電動(dòng)航空賽道

志不求易者成,事不避難者進(jìn)。航空領(lǐng)域電動(dòng)化,將為動(dòng)力電池提供巨大增量空間,同時(shí)攻破航空電池技術(shù)瓶頸,也將為企業(yè)筑牢技術(shù)壁壘。

“要實(shí)現(xiàn)電池高能量密度和高功率,在技術(shù)上是很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。”在正力新能產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上,正力新能首席產(chǎn)品官于哲勛博士表示,基于對(duì)航空用動(dòng)力電池需求的深度理解和自身技術(shù)支撐,正力新能率先在業(yè)內(nèi)推出航空動(dòng)力電池,具有高能量密度、高倍率、高安全、快充等“三高一快”4個(gè)優(yōu)異特性,“這些都是我們?cè)诩夹g(shù)上的不懈追求,所達(dá)成的極致性能體現(xiàn)。”

能量密度方面,正力·航空電池電池能量密度高達(dá)320Wh/kg,極大地減輕了電池重量,進(jìn)而可以讓電動(dòng)飛行器更輕、飛得更遠(yuǎn)。

功率方面,在滿足320Wh/kg高能量密度的同時(shí),正力·航空電池可以做到12C放電,放電功率滿足航空飛行器飛行過(guò)程中超高放電需求。值得補(bǔ)充的是,正力·航空電池在20%SOC情況下仍能保持12C的放電能力,保障飛行器的安全。

安全層面,正力·航空電池實(shí)現(xiàn)了ppb級(jí)別失效概率的航空級(jí)安全性標(biāo)準(zhǔn)和“零”熱擴(kuò)散的航空級(jí)安全需求,突破動(dòng)力電池在航空領(lǐng)域應(yīng)用的最后一道障礙。

快充方面,正力·航空電池可在15分鐘充電至80%。

高能量密度與高功率兼而有之,且滿足極速快充和高安全,具備“三高一快”的正力·航空電池?zé)o疑將為航空領(lǐng)域電動(dòng)化開(kāi)辟出一條坦途。

據(jù)于哲勛介紹,為實(shí)現(xiàn)“三高一快”4個(gè)指標(biāo)的突破,正力新能從材料開(kāi)發(fā)、電芯設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等多個(gè)維度創(chuàng)新。

以電芯制造為例,正力新能基于新能源行業(yè)特點(diǎn)和管理特性,實(shí)現(xiàn)從研發(fā)端起始的9大模塊、50道工序、3000多項(xiàng)過(guò)程參數(shù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)覆蓋全域共享、精準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)、大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),已經(jīng)建成具備世界領(lǐng)先水平的新一代軟件定義電芯工廠。

作為業(yè)內(nèi)率先踏足航空級(jí)動(dòng)力電池領(lǐng)域的企業(yè),正力新能已經(jīng)積累了豐富的航空電池研發(fā)、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),并與國(guó)內(nèi)外飛行器頭部品牌建立了廣泛的合作。

從交通體系變革來(lái)看,航空領(lǐng)域是動(dòng)力電池尚未踏足的新領(lǐng)域。航空電動(dòng)化,將為動(dòng)力電池提供巨大增量空間。相信,未來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的動(dòng)力電池企業(yè)進(jìn)入這一賽道,而在動(dòng)力電池企業(yè)的共同努力下,不斷攻克航空領(lǐng)域電動(dòng)化的一系列動(dòng)力短板,航空領(lǐng)域大規(guī)模電動(dòng)化也將加速到來(lái)。

在5月9日的發(fā)布會(huì)上,除了可量產(chǎn)的應(yīng)用于航空領(lǐng)域的正力航空電池,正力新能還重磅推出正力·乾坤電池、正力·儲(chǔ)能電池、正力·鈉離子電池等新產(chǎn)品及技術(shù),涵蓋了海陸空各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用,充分展示了公司多年來(lái)持續(xù)深耕、不斷積累,逐漸形成的“321”產(chǎn)品戰(zhàn)略體系和均衡全面的技術(shù)儲(chǔ)備。