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低空經(jīng)濟(jì)政策窗口期與電池技術(shù)成熟曲線正在交匯。
eVTOL春晚亮相后，低空經(jīng)濟(jì)的大眾認(rèn)知度得以顯著提升。年后，低空經(jīng)濟(jì)釋放更多積極信號(hào)。
2月11日，峰飛航空披露獲得了武漢漢陽(yáng)投資發(fā)展集團(tuán)的12架大型eVTOL航空器采購(gòu)訂單，訂單合同總金額1.57億元，并與漢陽(yáng)區(qū)政府共同開(kāi)展低空特種場(chǎng)景及載人場(chǎng)景的先行示范。億航智能年后披露，截至2024年底，億航智能EH216系列eVTOL航空器已在全球18個(gè)國(guó)家累計(jì)完成超過(guò)6萬(wàn)架次安全飛行，在央視蛇年春晚上亮相的正是EH216。
借用中國(guó)航空學(xué)會(huì)低空經(jīng)濟(jì)首席專(zhuān)家、中國(guó)民航局原副局長(zhǎng)董志毅的話，在被稱(chēng)為“低空經(jīng)濟(jì)元年”的2024，全國(guó)呈現(xiàn)一派如火如荼、百舸爭(zhēng)流的喜人局面。2024年末12月27日國(guó)家發(fā)展改革委成立低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展司，低空經(jīng)濟(jì)頂層的統(tǒng)籌推進(jìn)工作進(jìn)入全新歷史階段。政策利好，裝備先行。
在“無(wú)人化、電動(dòng)化、智能化”方向路線下，低空經(jīng)濟(jì)政策窗口期與電池技術(shù)成熟曲線正加速交匯。從動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈視角看低空經(jīng)濟(jì)，高工鋰電曾在2024年上半年表示，航空動(dòng)力電池獨(dú)立賽道“風(fēng)起”。這是基于自上而下的政策支持、低空經(jīng)濟(jì)萬(wàn)億市場(chǎng)規(guī)模、2023至2024年鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)對(duì)航空器動(dòng)力電池領(lǐng)域的熱忱追趕作出的綜合判斷。
以龍頭為例，2月11日，電池龍頭寧德時(shí)代在赴港股上市招股書(shū)中披露了對(duì)新興領(lǐng)域的展望，其中提到在2030-2040年航空器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)30-350GWh的規(guī)劃。
立足當(dāng)下時(shí)間節(jié)點(diǎn)，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)深知低空經(jīng)濟(jì)蘊(yùn)藏?zé)o限機(jī)會(huì)，但在真正的大規(guī)模商業(yè)化之前，動(dòng)力電池企業(yè)看低空經(jīng)濟(jì)仍像在霧里看花，尚不確定需求從規(guī)劃到落地節(jié)奏如何？動(dòng)力電池企業(yè)應(yīng)該如何“卡位”低空經(jīng)濟(jì)、把握機(jī)會(huì)？
在泛化論之的低空經(jīng)濟(jì)萬(wàn)億市場(chǎng)之下，對(duì)于動(dòng)力電池而言是全新場(chǎng)景的技術(shù)適配挑戰(zhàn)、多產(chǎn)業(yè)交匯（汽車(chē)、航空、新能源）的商業(yè)模式創(chuàng)新、政策刺激背后的全球低空經(jīng)濟(jì)競(jìng)速。這場(chǎng)從地面到空中的電化學(xué)革命，動(dòng)力電池企業(yè)既需要抬頭看清政策劃定的天際線，更要為迎接低空經(jīng)濟(jì)“騰飛時(shí)刻”準(zhǔn)備技術(shù)王牌。
場(chǎng)景與技術(shù)耦合：動(dòng)力電池從車(chē)規(guī)到航規(guī)
盡管鋰電技術(shù)已經(jīng)能解決新能源汽車(chē)使用的痛點(diǎn)，但低空經(jīng)濟(jì)的核心飛行器——無(wú)人機(jī)、eVTOL，目前都找不到一款能在輕量化、動(dòng)能、續(xù)航、安全各方面稱(chēng)得上完美的動(dòng)力電池。現(xiàn)有的鋰電技術(shù)能夠滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)使用的基本要求。但隨著無(wú)人機(jī)在低空經(jīng)濟(jì)背景下應(yīng)用深化，現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)動(dòng)力方案已不能支持無(wú)人機(jī)滿(mǎn)足更長(zhǎng)續(xù)航、更高載重、更高效率、更低成本的需求。
以順豐為例，為滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下的低空物流需求。順豐旗下的豐翼科技自主研發(fā)的無(wú)人機(jī)具備從0.5kg到50kg的貨物運(yùn)輸能力，飛行距離覆蓋10km到130km。為在電池能量密度、功率輸出、無(wú)人機(jī)運(yùn)送效率中尋求平衡點(diǎn)，順豐無(wú)人機(jī)的電池技術(shù)遵循“1kg電池運(yùn)1kg貨物”的原則。如果考慮LFP電池低成本（0.3元/Wh）、高能量密度（180Wh/kg）條件，低空物流每千克的電池成本超過(guò)70元。并且無(wú)人機(jī)所用電池顯然高于這一假設(shè)，如18650和21700型號(hào)，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)級(jí)和部分工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)；能量密度更高、形狀更靈活的軟包電池，適用于對(duì)重量和尺寸要求較高的無(wú)人機(jī)。
如何提高電池循環(huán)壽命、快充性能以提高運(yùn)營(yíng)效率將成為無(wú)人機(jī)愈發(fā)重視的問(wèn)題。eVTOL目前主要有多旋翼、復(fù)合翼和傾轉(zhuǎn)翼三種主要的構(gòu)型。它們?cè)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/506106.html">動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上存在差異，對(duì)動(dòng)力電池需求也存在相應(yīng)的區(qū)別。
多旋翼技術(shù)路線對(duì)動(dòng)力電池的選擇傾向于高能量密度和高放電倍率的鋰離子電池。因多旋翼飛行器在垂直起降和懸停階段需要高功率輸出，以滿(mǎn)足頻繁的起降和懸停需求。億航智能的EH216飛行器就采用了能量密度超過(guò)200Wh/kg且循環(huán)壽命長(zhǎng)的動(dòng)力電池。
復(fù)合翼技術(shù)路線對(duì)動(dòng)力電池的需求最為復(fù)雜，因?yàn)樗箅姵丶饶苤С执怪逼鸾档母吖β市枨螅忠獫M(mǎn)足高速飛行的長(zhǎng)航程和高載重要求。珠海天空速遞等企業(yè)通過(guò)采用高能量密度和快速充電的電池技術(shù)，以提升飛行器的續(xù)航能力和運(yùn)營(yíng)效率，其藍(lán)雀系列eVTOL采用高能量密度和快速充電技術(shù)，續(xù)航時(shí)長(zhǎng)達(dá)到1-1.5小時(shí)。
傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)路線對(duì)動(dòng)力電池的需求則更加注重在起飛時(shí)支持高倍率放電，同時(shí)在巡航階段提供更高的能量密度。這要求電池系統(tǒng)既能滿(mǎn)足起飛時(shí)的大功率需求，又能在巡航時(shí)保持足夠的續(xù)航能力。沃飛長(zhǎng)空等企業(yè)通過(guò)采用高性能電池系統(tǒng)，力求在高功率輸出與長(zhǎng)航程之間找到平衡。
最后但同樣重要的是，安全是討論低空飛行器動(dòng)力電池的基本門(mén)檻。飛行器電池故障在生命安全和經(jīng)濟(jì)成本上造成的代價(jià)是難以承受的。覆蓋無(wú)人機(jī)運(yùn)輸鋰電池的UN38.3認(rèn)證和eVTOL的三證中的型號(hào)合格證（TC）、適航證（AC）均對(duì)動(dòng)力電池的安全性能提出了嚴(yán)格要求。面向進(jìn)一步的低空飛行器動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)，高工鋰電了解到，2024年電池企業(yè)與低空航天器企業(yè)合作存在著顯著的技術(shù)協(xié)同困境，雙方在技術(shù)需求與供給存在錯(cuò)配。動(dòng)力電池企業(yè)希望整機(jī)企業(yè)從具體的性能指標(biāo)上提需求指導(dǎo)電池迭代下一步方向。整機(jī)企業(yè)則希望電池企業(yè)能實(shí)現(xiàn)鋰電池技術(shù)突破，給出更滿(mǎn)足需求的動(dòng)力電池解決方案。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)融合，從電池技術(shù)到運(yùn)維基建
億航智能曾表示，從目前的鋰電技術(shù)水平看，無(wú)法要求其是各方面都滿(mǎn)足eVTOL的“六邊形戰(zhàn)士”。但動(dòng)力電池企業(yè)在低空飛行器動(dòng)力電池技術(shù)上的探索，目前突出為兩大方向。
一方面是提高能量密度。億航智能與欣界能源合作，成功測(cè)試了搭載固態(tài)電池的飛行器，能量密度達(dá)到480Wh/kg，比傳統(tǒng)鋰電池提升了近50%，顯著提升了飛行器的續(xù)航時(shí)間，從25min提升至48min。億航智能固態(tài)電池還在a類(lèi)電池測(cè)試過(guò)程中，固態(tài)電池已經(jīng)做過(guò)飛行，但要經(jīng)過(guò)適航認(rèn)證、裝機(jī)量產(chǎn)還需要時(shí)間，目標(biāo)到2025年底實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的適航認(rèn)證和批量。寧德時(shí)代等電池巨頭也在積極研發(fā)高能量密度的電池技術(shù)，此前消息稱(chēng)其凝聚態(tài)電池第一代凝聚態(tài)電池能量密度已達(dá)到350Wh/kg，預(yù)計(jì)2025年有望規(guī)?；瘧?yīng)用于無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，第二代有望進(jìn)一步提升至450Wh/kg，目前正處于A樣階段，并有望在2027年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。億緯鋰能于2024年6月在德國(guó)漢諾威航空展發(fā)布富鋰錳基半固態(tài)電池，能量密度320Wh/kg，循環(huán)壽命2000次（容量保持率≥80%）。該電池已通過(guò)德國(guó)萊茵TüV航空安全認(rèn)證，并交付歐洲某eVTOL制造商完成1500小時(shí)飛行測(cè)試。
另一方面提高運(yùn)營(yíng)效率。巨灣技研與億航智能合作開(kāi)發(fā)的超快充電池，充電30%～80%僅需5到10分鐘，顯著提升了飛行器的運(yùn)營(yíng)效率。億航智能表示，這兩大方向也是面向eVTOL客戶(hù)的兩類(lèi)使用偏好，可以根據(jù)使用場(chǎng)景進(jìn)行電池的選擇。比如景區(qū)場(chǎng)景如只想提升充電效率，每天飛行架次更多，就可以選擇快充電池；如果客戶(hù)需要長(zhǎng)航程，就可以選固態(tài)電池。而針對(duì)技術(shù)需求與供給錯(cuò)配問(wèn)題，動(dòng)力電池企業(yè)如同過(guò)去開(kāi)發(fā)新能源汽車(chē)早期，根據(jù)低空飛行器整機(jī)企業(yè)的具體需求，提供定制化電池解決方案，定向開(kāi)發(fā)、加深綁定。寧德時(shí)代在2024年8月宣布獨(dú)家投資數(shù)億美元，與峰飛航空簽署戰(zhàn)略投資與合作協(xié)議，共同研發(fā)eVTOL航空電池，雙方將結(jié)合寧德時(shí)代的電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)與峰飛航空的飛行器研發(fā)能力，推動(dòng)eVTOL電池在能量密度、快速充電、循環(huán)壽命等方面的突破。億緯鋰能與國(guó)外某企業(yè)合作，針對(duì)eVTOL產(chǎn)品進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)三年的研究工作，最終交付了滿(mǎn)足特定需求的A樣產(chǎn)品。孚能科技此前SPS軟包電池已向海外eVTOL企業(yè)供應(yīng)，國(guó)內(nèi)獲得上海時(shí)的、零重力等客戶(hù)定點(diǎn)，并與吉利沃飛達(dá)成戰(zhàn)略合作。除了電池技術(shù)層面的協(xié)同開(kāi)發(fā)，電池企業(yè)也參與了低空飛行器在運(yùn)維基建方面的生態(tài)建設(shè)。蜂巢能源與順豐速運(yùn)于2024年9月簽訂協(xié)議，將退役航空電池改造為移動(dòng)式低空儲(chǔ)能艙，為偏遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)人機(jī)提供充電服務(wù)。首套系統(tǒng)在四川涼山州投運(yùn)，使無(wú)人機(jī)配送范圍擴(kuò)大58%。該模式獲國(guó)家發(fā)改委2024年度“綠色航空創(chuàng)新案例”獎(jiǎng)。
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