企业竞争图谱-2024年低空经济：能量系统 头豹词条报告系列

Leadleo.com企业竞争图谱-2024年低空经济：能量系统 头豹词条报告系列版权有问题？点此投诉行业：制造业/电气机械和器材制造业/电池制造工业制品/工业制造关键词： 固态锂电池evtol马天奇 · 头豹分析师2024-06-07未经平台授权，禁止转载行业定义eVTOL依赖电池为动力系统和机载系统提供能量，电…AI访谈行业分类按照动力形式的分类方式，低空经济：能量系统行业…AI访谈行业特征低空经济：能量系统行业特征包括：1.具有四大核心…AI访谈发展历程低空经济：能量系统行业目前已达到 3个阶段AI访谈产业链分析上游分析中游分析下游分析AI访谈行业规模低空经济：能量系统行业…评级报告 1篇AI访谈SIZE数据政策梳理低空经济：能量系统行业相关政策 5篇AI访谈竞争格局AI访谈数据图表摘要eVTOL依赖电池提供动力，但现有电池技术存在不足，影响航程、续航等性能。电池供应商需平衡能量密度、功率密度、充电速度、循环寿命及安全性。eVTOL电池设立四项核心指标以评估性能。目前电池难以满足长距离飞行需求，混合动力是过渡方案。预计eVTOL电池市场规模将持续增长，受益于技术进步和政府支持。同时，电池更新市场也具广阔前景。低空经济：能量系统行业定义[1]eVTOL依赖电池为动力系统和机载系统提供能量，电池性能是其发展的关键因素。现有电池技术在密度和安全性方面仍有不足，导致有效荷载低、航程短、续航时间短等问题。当前技术尚不能完全满足eVTOL对航程、生命周期、快充技术和能量密度的要求。电池供应商需在高能量密度、高功率密度、快速充电、长循环寿命和高安全性之间取得平衡。尽管锂电池技术相对成熟且能量密度最高，但提升其能量密度仍需技术攻关。[1]1：https://att.caacne…2：《eVTOL的性能特征、…低空经济：能量系统行业分类[2]低空经济：能量系统行业基于能量源的分类按照动力形式的分类方式，低空经济：能量系统行业可以分为如下类别：低空经济：能量系统分类纯电（属于全电动）采用电池加电机的动力总成，悬停状态电池放电倍率约为3C~5C、放电时长约为12~20分钟。飞行器飞行高度一般不超过600m，运行高度基本处于300m以下。太阳能（属于全电动）由于辐射限制，目前实用性不高。氢能（属于全电动）能量密度比要高于锂电池，但是其功率密度较低，瞬间放电能力较差，还需要继续发展。混合动力（占比总市场28%）包括锂电池+氢燃料电池、锂电池+燃油两种。能量密度较低、瞬时放电能力差，但功率密度较高。更适合短途城际航线垂直起降模式，是城市空运市场从传统动力飞机向全电动飞机发展的重要过渡。[2]1：https://att.caacne…2：https://att.caacne…3：《eVTOL的性能特征、…低空经济：能量系统行业特征[3]低空经济：能量系统行业特征包括：1.具有四大核心指标；2.现有eVTOL电池难以满足长距离要求；3.燃油+电动混合动力方式可过渡能量密度不足的问题。1 具有四大核心指标eVTOL电池当前为评估飞行器的续航能力、充电时间、成本等其他性能和特性设立了四项指标：1.比功率(SP)。描述的是电池单位重量的功率，单位是W/kg。SP 取决于电池化学性质和包装。决定了飞机的容量和所需的电池重量。2.比能量(SE)。描述了单位重量的电池能提供的能量，单位是Wh/kg，比能量取决于电池的化学成分和封装，并决定了飞行器的航程和所需的电池重量。3.充放电速率（C-rate）。用于描述电池的充放电速度，1C表示电池可以在1小时内完全充电或放电。C值的上限取决于电解液和电极材料，影响飞行器的驾驶性能。在需要更大升力或推力的情况下，如垂直起飞或着陆，需要更高的C值以克服重力。此外，更快的加速也需要更大的电池输出功率，因此所需的C值更高。4.循环寿命。是指电池在无法满足飞行器最低动力需求前所经历的充放电周期数，放电电量占电池总容量的百分比越大，放电深度越深。循环寿命取决于充放电速率、循环深度、温度和电池种类，并决定了电池的使用寿命。5.指标间相互联系。比功率（SP）、比能量（SE）、充放电速率和循环寿命相互关联。对于同种电池，SP和SE相互制约，化学成分决定其上下限。当SP增加到一定程度时，SE会迅速减小。因此，需要在SE和SP之间找到平衡点以满足需求。5C放电率是一个合适的参考标准（但会导致电池寿命较短），在较快的放电速率下实现最大的SP和SE值。2 现有eVTOL电池难以满足长距离要求目前，电池单体能量密度最高为300Wh/kg，电池包为250Wh/kg，最大放电倍率不超过4C。优步预测未来eVTOL需具备至少160公里航程，要求电池比能量至少230Wh/kg，但实际有效比能量仅50%-60%，因此电池组需达到380-460Wh/kg（400Wh/kg的电池能量密度是城市空中交通电动化的一个关键阈值）。有研究指出，城市出租车和机场穿梭的eVTOL航程多在50公里以内，对应电池包比能量需求约为300Wh/kg，现有电池水平或只能实现50公里以下的短程飞行。3 燃油+电动混合动力方式可过渡当前电池能量密度不足的问题鉴于目前动力电池能量密度限制了eVTOL的飞行性能，急需可以过渡（给予电池技术发展空间）的解决方案。现对比Volocopter VoloCity纯电与油电混合方案，纯电模式下该机型航行距离35~65千米, 有载情况200千克, 有载效率~0.22。串联式油电混合模式下，在假设条件下，该飞机装备了一个150千克重的100千瓦燃油发电机，以及42千克的7.5千瓦时应急电池和18千克的应急燃油。在携带80千克燃油的情况下，飞机可以以90千米/小时的巡航速度飞行7.74小时，覆盖700千米的距离，或者以110千米/小时的最大速度飞行至380千米远。在减去所有必要设备重量后，飞机仍有150千克的有效载荷空间。最终，飞机的有效载荷为350千克，在900千克的起飞重量下，有效载荷率达到0.39，性能上显著优于当前技术下的纯电模式。[3]1：《EVTOL电池技术介绍…低空经济：能量系统发展历程[4]eVTOL动力系统随eVTOL发展共经历三段历程，第一阶段（2011-2014年）：这一时期标志着eVTOL技术的早期探索，主要集中在电动能量系统的测试和验证。这个阶段的飞行器主要是原型机，重点在于验证电动飞行的可行性。由于技术尚处于起步阶段，飞行往往限于短距离和低空；第二阶段（2014-2016年）：全电动eVTOL开始进行更多的公开测试，包括无人驾驶和载人飞行。这个阶段表明全电动eVTOL技术的成熟和可靠性提升，使得进行载人测试成为可能。纯电能量系统因其清洁能源和较低的噪音污染而得到重视；第三阶段（2016年-至今）：该阶段混合动力和其他新型能量系统开始被整合到eVTOL设计中，以提高性能和续航能力，随着技术进步和能源需求的多样化，混合动力eVTOL应运而生。这种趋势反映了对更长航程、更高载重能力和更广泛应用场景的追求。氢燃料和太阳能等新能源的探索，显示了行业对于可持续发展和环境影响的关注。能量形式探索期2011~20142011年8月12日，Solution F电动直升机演示机在法国韦内勒首次自由飞行。2013年