继汽车实现了电动化后,动力电池正在向三维立体交通最后一块版图——航空领域发起攻势。

  5月9日,正力新能正式对外发布赋能三维交通领域的航空级战略产品——正力·航空电池。该电池能量密度高达320Wh/kg,在兼顾高能量密度的同时,依然可以满足20%SOC下,12C的大倍率放电性能,破解了高能量密度和高倍率不可兼得的行业难题,使得航空电动化成为可能,拉开了航空领域电动化的序幕。

  过去十年间,动力电池替代燃油车发动机,让汽车由电驱动。现如今,电动汽车市场渗透率已经突破30%。正力·航空电池的推出,预示着动力电池正式从二维交通向三维交通进军,未来大量运行在空中的直升机、各类无人机和eVTOL,都有望由动力电池驱动,从短航程到中航线,从低空旅游、特种运输,到城际交通,甚至到市内高速通勤或都将发生变革,而每一场变革,都将打开一个新的量级市场。

  电动飞行器已近在眼前 全球各国密集布局

  今年1月,美国NASA宣布,其第一架全电动机型Maxwell X-57将于今年上半年“上天”。该飞机动力放弃了航空燃料,完全采用动力电池来驱动电动机。

  国内方面,中国政府已经发布《国家综合立体交通网规划纲要》,提出要建立立体交通出行体系,到2035年初步建立现代化高质量综合立体交通网,有力支撑“123出行交通圈”。

  航空领域电动化,已经成为各国正探索、竞争的交通新领域,都在争相加码技术投入,希望在这一赛道占据领先地位。

  当前,路面交通资源已经愈发紧张,交通拥堵随处可见,困扰着人们的出行。同时,无人机物流配送、特种飞机作业、飞行汽车等新业态开始浮现。对于交通领域来说,开拓空中资源,已经成为趋势。

  从应用端来看,航空领域电动化也是大势所趋。

  从全球碳排放来看,采用动力电池驱动的飞机,能源利用率可以较石油提高60%~70%,碳排放减少90%。

  从飞行成本来看,传统燃料价格高昂,而电力成本低廉。据机构测算,电动飞机每小时的运营成本要比使用传统燃料飞机要低60%到80%,极具性价比。

  另外,传统飞行器噪音污染严重,如果大批量在空中使用,噪声污染恐怕成为新包袱。而动力电池驱动的飞行器,声音可以降至60dB,较燃油发动机可降噪65%。

  在二维交通向三维立体交通发展过程中,基于动力电池的飞行器,在飞行成本、碳减排、降噪、自动驾驶、安全等层面,都较传统燃料有着天然优势。这也是越来越多传统航空飞机、特种用途飞机和各类飞行器等相关领域企业开始期待电动化的原因所在。

  航空领域电动化的挑战和机遇

  eVTOL、飞行汽车、各类无人机和直升机将是未来低空资源里常见的交通运输工具,而要其实现电动化,关键仍然要看动力电池。

  近年来,得益于汽车电动化的需求推动,动力电池能量密度由2011年的60~80Wh/kg,到现如今三元产品已经达到250Wh/kg,提升了约4倍;功率性能提升超过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,与电动汽车不同,飞行汽车场景更为复杂特殊,要电动化上也提出了新挑战:

  航空飞行器航程对整机重量敏感性远大于电动汽车,对电池提出了极致的轻量化需求;

  平均放电功率要明显高于电动汽车,要求电池具备高能量密度和高放电倍率;

  安全要求更高,电池需要达到ppb级航空标准。

  轻量化极致要求,就需要电池具有高能量密度;极高的放电功率就需要电池具有高功率。简而言之,就是需要电池高能量密度与高功率这对矛盾体“兼得”。然而,从电池材料特性来看,要实现高能量密度和高功率,无异于“蜀道之难”。