电动航空正成为一条电池企业竞逐高性能动力电池技术的独立大赛道。
一方面,国内集中力量发展低空经济产业链态度坚决。北京、广东、安徽、四川等17个省(直辖市、自治区)以及深圳、广州、成都、苏州等重点城市已经将“低空经济”有关内容写入2024年政府工作报告。2024年以来,北京、广东等多地出台具体行动方案,近3年将成为各地全力发展低空经济产业链规模的关键期。另一方面,不仅是低空,电动航空正分化出无人机、eVTOL、电动飞机等飞行器大小不同、飞行高度不同的多个应用场景,对高性能航空动力电池已提出全新需求。6月12日,正力新能和辽宁通用航空研究院及辽宁锐翔通用飞机制造有限公司、锐恩飞机工业(浙江)有限公司签订战略合作框架协议,围绕航空电动化领域建立长期战略合作关系。各方将发挥各自专业领域的技术积累和研发创新,协力推动国内第一款双座电动轻型运动飞机RX1E及后续型号下一代产品的动力系统项目独家合作开发及供应,共同开拓国内及国际电动飞机市场,双方将共同参与行业标准制定,联合参与国家重大科技项目申报等领域展开深入合作。
本次各方将基于锐翔RX1E新能源双座电动轻型运动飞机展开合作,飞机于2012年开始研制,于2013年6月成功实现首飞,2015年2月获得中国民航总局颁发的型号设计批准书(TDA),2015年11月取得生产许可证(PC),为世界首款取证的电动飞机。该机型及其关键技术拥有完整自主知识产权,突破国外技术垄断,累计飞行1万多小时,累计飞行时间在世界同类飞机中排行第一。此前,RX1E电动飞机已多次亮相德国、美国等国际展会,在国际上受到广泛关注。
正力新能是中国动力电池行业中首家获得AS9100D航空航天质量管理体系认证证书的公司和苏州市首批低空经济领航企业。其航空电池产品具备兼顾高能量密度、高功率、高安全、超级快充于一体的“三高一快”特点,应用正力新能半固态电池技术,采用超高容量多元正极和硅基负极材料,满足铝壳形态下能量密度超320Wh/kg,15分钟快充80%电量,20%低电量状态下仍可实现12C高倍率放电,达到航空安全标准。正力新能的合作方之一辽宁通用航空研究院(Liaoning General Aviation Academy,LGAA,下称“辽宁通航”)依托沈阳航空航天大学通用航空重点实验室,由沈阳航空航天大学、中航工业沈阳飞机设计研究所、中航工业空气动力研究院等单位联合组建的开放式通用航空科研机构。作为国内唯一系统开展新能源电动飞机研制的科研机构,研究院以杨凤田院士为技术牵头人,组建国内首条全复材电动飞机生产线,承担国家民用飞机专项科研项目、国家自然科学基金项目等一批国家级项目,能够完成通用飞机设计、制造、试验、试飞及通用飞机适航审定。研究院拥有航空航天AS9100D质量管理体系标准,可同时开展通用飞机和民用无人机的设计、开发、生产、服务等工作。本次与辽宁通用航空研究院的合作,将进一步加速正力新能在电动航空市场的发展步伐,推进公司全场景、多路径的发展战略,在陆海空各领域与全球领先企业围绕更广泛电动化的潜力市场开展深度合作。
直面航空动力电池挑战
正力新能海陆空全场景战略“纵深”
与车规级动力电池相比,航空动力电池安全、能量密度以及倍率性要求更高。政府工作报告及《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》明确提出,加快推进400Wh/kg级航空锂电池的量产,并小规模验证500Wh/kg级产品。
但目前航空动力电池整体仍处于新产品初步导入市场的阶段,能量密度在280Wh/kg至500Wh/kg不等,倍率性在3-4C水平,仍有很大发展空间。正力航空电池系统实现高安全、高集成度、高性能各方面升级。在高安全性方面,正力航空电池系统通过分布式多系统冗余设计,实现多系统协同工作,确保在单一系统失效等紧急工况下,仍能保障飞机正常动力运行。同时,电芯层级高强度结构,采用热电分离结构设计,实现电池包永不热失控,满足航空级安全要求。在高集成度方面,正力航空电池系统根据不同机型机体分布位置的要求,科学布局分布式电池包,实现最大化空间利用率,有效提升集成度。
在高性能方面,正力航空电池系统满足持续大倍率放电的能力,提供超强动力,同时系统采用直冷冷却,确保电池系统最佳运行温度,避免功率衰减,保障稳定性能表现。
同时,正力新能还根据不同类型飞行器电池系统的性能要求,定制开发相应BMS系统,时刻监测每一颗电芯的电压、温度变化以及整组电池的电压、充放电流、SOC等工作参数,保障系统运行安全。1、基于平台化的软硬件设计方案,具有高精度数据采集、高可靠性的数据通信以及抗干扰能力强等特点;2、高效的动态均衡控制策略,极大限度保证单体电芯的一致性,延长电池使用寿命;3、采用独特的高精度和高鲁棒性自学习算法,保障用户的飞行体验;依托电芯材料体系差异化、电芯形态标准化、电池系统平台化的技术路线和产品矩阵,正力新能深度推进“LISA-321”海陆空全场景、多路径发展战略。在航空动力电池赛道,已完成针对固定翼飞机、eVTOL等不同类型飞行器产品从电芯到电池包的产品开发,涵盖了集中式、分布式动力系统完整解决方案的产品布局。目前,正力新能已与国内外多家头部eVTOL企业建立合作关系,可为各类电动航空器动力系统提供一站式开发服务。