繼汽車實現(xiàn)了電動化后,動力電池正在向三維立體交通最后一塊版圖——航空領域發(fā)起攻勢。
5月9日,正力新能正式對外發(fā)布賦能三維交通領域的航空級戰(zhàn)略產(chǎn)品——正力·航空電池。該電池能量密度高達320Wh/kg,在兼顧高能量密度的同時,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,使得航空電動化成為可能,拉開了航空領域電動化的序幕。
過去十年間,動力電池替代燃油車發(fā)動機,讓汽車由電驅動。現(xiàn)如今,電動汽車市場滲透率已經(jīng)突破30%。正力·航空電池的推出,預示著動力電池正式從二維交通向三維交通進軍,未來大量運行在空中的直升機、各類無人機和eVTOL,都有望由動力電池驅動,從短航程到中航線,從低空旅游、特種運輸,到城際交通,甚至到市內(nèi)高速通勤或都將發(fā)生變革,而每一場變革,都將打開一個新的量級市場。
電動飛行器已近在眼前 全球各國密集布局
今年1月,美國NASA宣布,其第一架全電動機型Maxwell X-57將于今年上半年“上天”。該飛機動力放棄了航空燃料,完全采用動力電池來驅動電動機。
國內(nèi)方面,中國政府已經(jīng)發(fā)布《國家綜合立體交通網(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”。
航空領域電動化,已經(jīng)成為各國正探索、競爭的交通新領域,都在爭相加碼技術投入,希望在這一賽道占據(jù)領先地位。
當前,路面交通資源已經(jīng)愈發(fā)緊張,交通擁堵隨處可見,困擾著人們的出行。同時,無人機物流配送、特種飛機作業(yè)、飛行汽車等新業(yè)態(tài)開始浮現(xiàn)。對于交通領域來說,開拓空中資源,已經(jīng)成為趨勢。
從應用端來看,航空領域電動化也是大勢所趨。
從全球碳排放來看,采用動力電池驅動的飛機,能源利用率可以較石油提高60%~70%,碳排放減少90%。
從飛行成本來看,傳統(tǒng)燃料價格高昂,而電力成本低廉。據(jù)機構測算,電動飛機每小時的運營成本要比使用傳統(tǒng)燃料飛機要低60%到80%,極具性價比。
另外,傳統(tǒng)飛行器噪音污染嚴重,如果大批量在空中使用,噪聲污染恐怕成為新包袱。而動力電池驅動的飛行器,聲音可以降至60dB,較燃油發(fā)動機可降噪65%。
在二維交通向三維立體交通發(fā)展過程中,基于動力電池的飛行器,在飛行成本、碳減排、降噪、自動駕駛、安全等層面,都較傳統(tǒng)燃料有著天然優(yōu)勢。這也是越來越多傳統(tǒng)航空飛機、特種用途飛機和各類飛行器等相關領域企業(yè)開始期待電動化的原因所在。
航空領域電動化的挑戰(zhàn)和機遇
eVTOL、飛行汽車、各類無人機和直升機將是未來低空資源里常見的交通運輸工具,而要其實現(xiàn)電動化,關鍵仍然要看動力電池。
近年來,得益于汽車電動化的需求推動,動力電池能量密度由2011年的60~80Wh/kg,到現(xiàn)如今三元產(chǎn)品已經(jīng)達到250Wh/kg,提升了約4倍;功率性能提升超過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,與電動汽車不同,飛行汽車場景更為復雜特殊,要電動化上也提出了新挑戰(zhàn):
航空飛行器航程對整機重量敏感性遠大于電動汽車,對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,電池需要達到ppb級航空標準。
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。簡而言之,就是需要電池高能量密度與高功率這對矛盾體“兼得”。然而,從電池材料特性來看,要實現(xiàn)高能量密度和高功率,無異于“蜀道之難”。
“三高一快”航空電池誕生 撬動電動航空賽道
志不求易者成,事不避難者進。航空領域電動化,將為動力電池提供巨大增量空間,同時攻破航空電池技術瓶頸,也將為企業(yè)筑牢技術壁壘。
“要實現(xiàn)電池高能量密度和高功率,在技術上是很難同時實現(xiàn)的。”在正力新能產(chǎn)品發(fā)布會上,正力新能首席產(chǎn)品官于哲勛博士表示,基于對航空用動力電池需求的深度理解和自身技術支撐,正力新能率先在業(yè)內(nèi)推出航空動力電池,具有高能量密度、高倍率、高安全、快充等“三高一快”4個優(yōu)異特性,“這些都是我們在技術上的不懈追求,所達成的極致性能體現(xiàn)。”
能量密度方面,正力·航空電池電池能量密度高達320Wh/kg,極大地減輕了電池重量,進而可以讓電動飛行器更輕、飛得更遠。
功率方面,在滿足320Wh/kg高能量密度的同時,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程中超高放電需求。值得補充的是,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·航空電池實現(xiàn)了ppb級別失效概率的航空級安全性標準和“零”熱擴散的航空級安全需求,突破動力電池在航空領域應用的最后一道障礙。
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·航空電池無疑將為航空領域電動化開辟出一條坦途。
據(jù)于哲勛介紹,為實現(xiàn)“三高一快”4個指標的突破,正力新能從材料開發(fā)、電芯設計、生產(chǎn)制造等多個維度創(chuàng)新。
以電芯制造為例,正力新能基于新能源行業(yè)特點和管理特性,實現(xiàn)從研發(fā)端起始的9大模塊、50道工序、3000多項過程參數(shù)監(jiān)控數(shù)據(jù)覆蓋全域共享、精準運營、大數(shù)據(jù)驅動,已經(jīng)建成具備世界領先水平的新一代軟件定義電芯工廠。
作為業(yè)內(nèi)率先踏足航空級動力電池領域的企業(yè),正力新能已經(jīng)積累了豐富的航空電池研發(fā)、應用經(jīng)驗,并與國內(nèi)外飛行器頭部品牌建立了廣泛的合作。
從交通體系變革來看,航空領域是動力電池尚未踏足的新領域。航空電動化,將為動力電池提供巨大增量空間。相信,未來會有越來越多的動力電池企業(yè)進入這一賽道,而在動力電池企業(yè)的共同努力下,不斷攻克航空領域電動化的一系列動力短板,航空領域大規(guī)模電動化也將加速到來。
在5月9日的發(fā)布會上,除了可量產(chǎn)的應用于航空領域的正力航空電池,正力新能還重磅推出正力·乾坤電池、正力·儲能電池、正力·鈉離子電池等新產(chǎn)品及技術,涵蓋了海陸空各個領域應用,充分展示了公司多年來持續(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儲備。
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本文標題：航空電動化已來，正力新能發(fā)布航空電池布局航空領域
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