eVTOL企業的合作清單中,動力電池廠商的出鏡率正在不斷提高。
6月18日,國軒高科宣布與億航智能達成戰略合作,此次合作是雙方在2023年12月簽訂的動力系統框架協議基礎上的戰略升級,雙方將在前期合作的基礎上,聚焦億航智能旗艦產品EH216系列無人駕駛電動垂直起降航空器(eVTOL)的動力系統升級,并計劃未來在多機型領域深化協作。
再往前推,3月、4月兩個月時間內,小鵬匯天相繼與三家動力電池廠商簽署合作協議。先是3月18日,億緯鋰能收到小鵬匯天的供應商定點開發通知書,將為小鵬匯天提供下一代原理樣機低壓鋰電池;隨后3月20日,孚能科技收到小鵬匯天定點開發通知書,選擇其作為下一代原理樣機的高壓動力電池、高壓連接器、低壓連接器供應商;再是4月11日,小鵬匯天與中創新航簽署深化戰略合作協議,中創新航為其下一代機型提供動力電池。
2025年上海車展寧德時代的展臺上,峰飛航空2噸級eVTOL產品也格外吸睛,這款產品搭載了寧德時代的電池,成為二者親密合作關系的見證。
據不完全統計,目前寧德時代、欣旺達、孚能科技、億緯鋰能、中創新航、國軒高科等多家電池廠商都已經開始布局低空飛行領域。
押注低空,尋找第二增長曲線
電池廠商打響“空戰”,究其原因,是看中了低空經濟的廣闊發展前景。
中國航空工業發展研究中心發布的《新能源飛行器發展白皮書(2024)》指出:電動垂直起降(eVTOL)飛行器可以拆分為“電動”和“垂直起降”兩個屬性,前者表示動力來源,后者表示飛行能力。從這一定義可以看出,eVTOL代表飛機由燃油結構走向電動化。
而eVTOL的電動化優勢,離不開動力電池賦能。據中金公司研報,電機、電池、航電“三電”價值量占eVTOL整機價值的比重高達70%,其中電池成本約占整體成本的20%左右。據相關機構預測,到2030年,eVTOL市場預計將達到2萬億元的規模,航空動力電池無疑將成為驅動這一龐大市場發展的關鍵引擎。
對于航空動力電池的市場前景,深圳汽航院院長張瑞鋒也做了詳細的預測:2025-2027年,航空動力電池需求規模約為50億-80億元;2028-2030年,市場規模將進一步突破300億元;2030年后,整體規模有望超過千億元。
面對如此大的市場蛋糕,在電動汽車市場卷生卷死的動力電池廠商紛紛押注,將航空動力電池作為“第二增長曲線”。
車用電池跪了,eVTOL電池的生死“三高”
與電動汽車相比,航空動力電池的技術門檻更高。國金證券電新首席分析師姚遙曾發文表示,相較車用場景,eVTOL對電池能量密度、放電倍率及熱管理提出更高要求。
航空動力電池能量密度越高,飛行器的航程范圍越遠。對于eVTOL動力電池的能量密度,政策已有明確引導。2024年3月27日,工信部等四部門印發《通用航空裝備創新應用實施方案(2024—2030年)》,明確提出推動400Wh/kg級航空鋰電池產品投入量產,實現500Wh/kg級航空鋰電池產品應用驗證。
放電倍率越高,鋰電池在短時間內能夠輸出的電流量就越大。高倍率電池具有較高的功率密度和快速充電能力,可以在幾秒鐘或幾分鐘內提供足夠的能量來支持高功率設備的需求。新能源汽車的放電倍率一般也就1C-2C,而eVTOL的飛行需要經歷起飛、巡航、懸停等階段,其中起降階段要求電池的瞬間充放電倍率在5C以上。
航空電機必須有一個高效的熱管理系統,才能保證工作安全性、可靠性和高功率密度。如果航空動力電池在空中發生熱失控,幾乎沒有時間和空間處理,因此eVTOL對熱管理系統的要求更高。載人飛機的災難級故障率往往要小于低于十億分之一,這就對熱管理系統的安全性、可靠性有了更高要求。
圓柱、軟包反殺,固態電池成未來
eVTOL對動力電池的要求與電動汽車不同,技術路線也因此不同。當前電動汽車主要采用磷酸鐵鋰的方形電池,圓柱電池和軟包電池被邊緣化。而在eVTOL領域,圓柱電池和軟包電池卻大受歡迎。
與方形電池相比,軟包電池更“輕”,而圓柱電池則在提高放電倍率方面具備明顯優勢。國軒高科eVTOL業務負責人許鵬飛分析:“圓柱電池殼體強度高,防爆性和熱穩定性較強,且組成更為靈活,容易形成標準化產品,但會造成一定的體積浪費。軟包電池采用鋁塑膜或者鋼塑膜,質量較輕,組成效率更高,具備更高的能量密度,但熱防護及安全性能仍待提升。”
目前孚能科技和億緯鋰能都采用了軟包電池路線,中創新航聚焦高鎳46大圓柱電池,國軒高科則對大圓柱、軟包兩種不同形式的電池都進行了布局。
eVTOL對于能量密度和電池性能的高要求,也催生了固態電池的研發。寧德時代發布的用于電動載人飛機的凝聚態電池單體能量密度最高可達500Wh/kg,孚能科技即將進入量產階段的第二代eVTOL半固態電芯能量密度超過330Wh/kg,國軒高科首條全固態中試線目前已正式貫通,金石全固態電池PACK系統已完成初步開發應用工作,并開啟裝車路測。
動力電池廠商押注eVTOL,既是對萬億藍海的渴望,也是對技術極限的自我挑戰。真鋰研究創始人兼CEO墨柯認為,現在鋰電行業內卷嚴重,多數廠商布局低空經濟應該不只是淺嘗一下,而是想下大力氣去做,因為這是打破行業現有內卷局面一個很好的切入點。
當前航空動力電池產業仍是藍海市場,誰先入局,誰就更有可能掌握定義技術路徑與市場規則的話語權。在傳統汽車市場增長趨緩的背景下,這片潛力無限的增量空間,已成為動力電池廠商的必爭之地。
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