正力新能概念eVTOL垂直起降飛行器
對于eVTOL，很多人可能會感到陌生，甚至?xí)诘谝谎劭吹剿鼤r(shí)把它當(dāng)做是直升機(jī)或者某種大型無人機(jī)，但eVTOL和我們傳統(tǒng)概念里的飛行器完全不同，它的專業(yè)名稱叫做ElectricVerticalTake-offandLanding，意為電動垂直起降（載人）飛行器，簡稱eVTOL。分解開來就是：
電動（Electric）：和EV純電動汽車一樣，純電驅(qū)動，不像傳統(tǒng)的飛機(jī)、直升機(jī)依靠燃油驅(qū)動。
垂直起降（VerticalTake-offandLanding）：不需要滑跑就可以完成垂直起飛和降落動作，擺脫跑道依賴，比普通民航客機(jī)更為靈活。
它還有一個(gè)最大的特點(diǎn)，那就是載人：eVTOL每次充滿電能同時(shí)搭載至多4~5位乘客以時(shí)速400公里以上的速度完成300公里的短途飛行。
可能在大多數(shù)人眼里，eVTOL作為新生事物還略顯新鮮，但回顧它的發(fā)展史就能發(fā)現(xiàn)，它距離我們比想象中更近，空中交通全面電動化的時(shí)代已經(jīng)到來。
eVTOL的靈感來自軍用固定翼飛機(jī)垂直起降技術(shù)VTOL，這一概念最早從二十世紀(jì)四十年代被提出，在二十世紀(jì)八十年代由美國波音公司和貝爾直升機(jī)公司（BoeingBell）聯(lián)合研發(fā)，1989年具備垂直起降（VTOL）能力的側(cè)轉(zhuǎn)旋翼機(jī)“魚鷹”成功首飛。
MV-22魚鷹側(cè)轉(zhuǎn)旋翼機(jī)
VTOL技術(shù)被引入交通電動化領(lǐng)域，提出eVTOL概念，重點(diǎn)在于動力系統(tǒng)方面的技術(shù)替代，將是全球新能源技術(shù)日趨成熟下水到渠成的必然結(jié)果。
隨著歐美國家針對eVTOL的適航認(rèn)證體系法規(guī)、條款的制定和完善，以及電池、電控、電動機(jī)、輕型復(fù)合材料、飛控等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，eVTOL或許將引發(fā)新一輪航空革命。
特別是2023年，eVTOL領(lǐng)域首飛消息不斷，此時(shí)的eVTOL正像多年前的新能源汽車一樣，正在成長為未來十年改變出行方式的新風(fēng)口。
超級解決方案：eVTOL城市空中完美的出行工具
eVTOL究竟有什么魔力，能夠吸引全球電動飛行領(lǐng)域的探索者和資本方趨之若鶩。
原因第一是因?yàn)樾履茉醇夹g(shù)賦能航空電動化帶來的優(yōu)勢，第二是由于其立體化交通的屬性而展現(xiàn)出的廣闊應(yīng)用前景，兩者共同確立了eVTOL作為新一代低空資源開發(fā)關(guān)鍵載具的地位。
在第一個(gè)方面，eVTOL具有高安全、低成本、更環(huán)保、智能化四大特點(diǎn)：
高安全：目前全球現(xiàn)有的eVTOL整機(jī)構(gòu)型或技術(shù)路線主要有多旋翼構(gòu)型、復(fù)合翼構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)旋翼構(gòu)型、傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇+完全矢量控制、隱藏式推進(jìn)系統(tǒng)+無翼設(shè)計(jì)。其中前三種方案都采用多電池系統(tǒng)、多電機(jī)驅(qū)動多旋翼，具有多套獨(dú)立可靠的動力系統(tǒng)提供安全冗余，第四種方案涵道風(fēng)扇還消除了開放性螺旋槳在安全方面的隱患。同時(shí)這幾類主流方案的巡航狀態(tài)基本等同于固定翼飛機(jī)，無論是獨(dú)立分布式電推進(jìn)帶來的安全可靠性，還是固定翼的穩(wěn)定性都遠(yuǎn)超傳統(tǒng)直升機(jī)。
低成本：隨著規(guī)?；凸?yīng)鏈不斷成熟帶來的成本降低，未來eVTOL出行的公里單價(jià)可以做到和網(wǎng)約車的專車接近，在不受起降場地限制，電價(jià)低于燃油價(jià)格等因素的影響下，其使用成本（長期運(yùn)營低至2-3元/公里/人）、維護(hù)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)直升機(jī)和通航固定翼飛機(jī)，讓私人飛機(jī)大眾化普及變?yōu)榭赡堋?
更環(huán)保：基于電動化的獨(dú)特優(yōu)勢，eVTOL沒有發(fā)動機(jī)，不產(chǎn)生碳排放，符合全球零碳愿景和環(huán)保要求，同時(shí)能夠大幅降低噪音（起降噪音低于65db），低于城市環(huán)境背景噪音，也能大幅提升使用者的乘坐體驗(yàn)和舒適度。
智能化：相比傳統(tǒng)城市公共交通，如地鐵、輕軌等投建周期長，覆蓋區(qū)域固定等缺陷，eVTOL運(yùn)營所需要的起降設(shè)施更靈活，不僅可以利用現(xiàn)有機(jī)場，還可以在城市CBD，各城市功能區(qū)高樓樓頂設(shè)置運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)輸，填補(bǔ)城市交通功能的空白。并且基于三維空間優(yōu)勢，讓全智能化自動駕駛變得更容易實(shí)現(xiàn)。
在第二個(gè)方面，eVTOL的潛在應(yīng)用場景遠(yuǎn)超想象：
2016年，全球共享出行巨頭Uber提出了“UberElevate”城市空中出租車計(jì)劃，為eVTOL產(chǎn)品在城市空中交通（UrbanAirMobility，簡稱UAM）領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景打開了想象空間，并逐步拓展到城市機(jī)場班車、城際通航、景區(qū)空中游覽等場景。目前來看，該領(lǐng)域是eVTOL廠商最容易切入的市場之一。
除此之外，eVTOL在貨運(yùn)物流，城市消防、醫(yī)療救護(hù)、搜索救援、農(nóng)林植保等公共服務(wù)領(lǐng)域，軍用警用市場，私人家用領(lǐng)域都展現(xiàn)出了廣泛的應(yīng)用潛力，為低空域交通出行電動化帶來超級解決方案。
而根據(jù)MorganStanley、德勤等的預(yù)測，2040年eVTOL市場全球規(guī)模保守估計(jì)將達(dá)到1.5萬億美元，其中52%貨運(yùn)物流，46%城市載人，3%城際通航和軍政市場。
技術(shù)制高點(diǎn)：eVTOL動力電池性能要求，是目前動力電池所有應(yīng)用場景中的技術(shù)“王冠”
作為三維交通電動化的應(yīng)用場景延伸，eVTOL的核心軟硬件包括電池、電機(jī)、飛控、機(jī)體等，其中當(dāng)下限制eVTOL最核心的技術(shù)因素就是動力電池。
新能源汽車動力電池與eVTOL電池技術(shù)指標(biāo)對比
由于eVTOL是垂直起降，將相同質(zhì)量的汽車垂直抬離地面，所需要的電池功率密度遠(yuǎn)高于在地面行駛汽車的需求。每公斤電池如何能攜帶更多的能量以及提供起飛降落所需要的超大功率是電動航空業(yè)面臨的關(guān)鍵課題之一。除此之外，基于空中交通屬性的特殊性，eVTOL在航空級的安全性，頻繁快速的充電能力，以及復(fù)雜環(huán)境下的功率性能等要求也極為嚴(yán)苛。這對動力電池企業(yè)針對eVTOL的下一代航空級電池研發(fā)提出了極高的挑戰(zhàn)。
安全性：eVTOL作為嚴(yán)肅的航空產(chǎn)業(yè)，安全系數(shù)的要求遠(yuǎn)超汽車。實(shí)操層面航空業(yè)事故概率也比汽車行業(yè)低3個(gè)數(shù)量級以上，而且計(jì)算方式更為嚴(yán)苛。
可靠性：有較強(qiáng)的抗跌落能力，以及單體失效時(shí)，電池系統(tǒng)應(yīng)該要繼續(xù)工作直到電動飛機(jī)降落，意味著不熱擴(kuò)散+不失去動力。
能量密度：由于物理規(guī)律的限制，eVTOL對能量密度的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過汽車。據(jù)悉，目前包括全球已上市的5大主力廠商在內(nèi)，除了JOBY4S一次充電能飛行247公里外，其余鮮有突破200公里的航程。電池技術(shù)對航程的限制，阻礙了eVTOL能源成本優(yōu)勢的發(fā)揮。而基于行業(yè)向成熟期發(fā)展的需求，航空業(yè)對動力電池單元能量密度提出了明顯高于電動汽車能量密度的要求（近期＞300Wh/kg，遠(yuǎn)期目標(biāo)＞500Wh/kg）。
正力“三高一快”航空航天電池產(chǎn)品能量密度路線圖
功率密度：為了應(yīng)對緊急迫降需求，要在低電量狀態(tài)下（如20%SOC）依然保有高功率放電能力。
快充性能：為了滿足空中出租業(yè)務(wù)等頻繁使用場景，目前行業(yè)普遍需求在少于15分鐘內(nèi)充電至80%。
正力新能：動力電池領(lǐng)域新生力量正在成為Evtol航空電池領(lǐng)域的領(lǐng)跑企業(yè)
從交通體系變革來看，電動航空領(lǐng)域是動力電池尚未踏足的新領(lǐng)域。航空電動化，將為動力電池提供巨大增量空間。航空領(lǐng)域是動力電池需要攻克的又一座高山，目前很少有電池企業(yè)涉足。但無人之境，總有人勇攀高峰。作為動力電池領(lǐng)域涌現(xiàn)的新生力量，正力新能以極具前瞻性的“LISA-321”產(chǎn)品+研發(fā)戰(zhàn)略體系，在行業(yè)發(fā)展的極早階段，就識別出載人電動飛行器領(lǐng)域的廣闊前景，針對eVTOL航空級電池系統(tǒng)進(jìn)行了長期研究布局，不斷取得突破，目前與國內(nèi)及歐美多家頭部電動飛機(jī)公司展開深入合作，并在今年5月份首次發(fā)布了正力·航空電池系列，建立起全面覆蓋陸?？諔?yīng)用場景、多種化學(xué)體系的產(chǎn)品研發(fā)戰(zhàn)略，成為國內(nèi)首批具備高性能eVTOL電池研發(fā)和生產(chǎn)能力的動力電池企業(yè)之一，正逐步成長為航空級電池應(yīng)用領(lǐng)域極具潛力的領(lǐng)先企業(yè)。
正力新能航空航天電池產(chǎn)品系列
在eVTOL電池的研發(fā)方面，正力新能充分考慮實(shí)際應(yīng)用場景，以應(yīng)對復(fù)雜飛行需求的綜合性能作為產(chǎn)品研發(fā)的第一性原則，在行業(yè)內(nèi)首次推出了集高安全、高能量密度、高功率、快充于一體的“三高一快”飛行器電池。
特別值得注意的是，在一般情況下，這幾項(xiàng)動力電池關(guān)鍵性能指標(biāo)是相互制約的，各方面性能往往很難實(shí)現(xiàn)面面俱到，某項(xiàng)單一指標(biāo)的亮眼必然帶來其他方面的短板，這對eVTOL電池的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用缺乏實(shí)際意義。而正力·航空電池能夠同時(shí)滿足“三高一快”四項(xiàng)指標(biāo)，尤其是高能量密度和低SOC的高倍率性能的兼容，是開創(chuàng)性突破。正力新能通過材料體系和電芯設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化迭代，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)性能指標(biāo)之間的協(xié)同提升。
在材料體系方面，正力新能采用超高容量的多元正極和硅基負(fù)極，提升單位重量活性物質(zhì)的電容量，實(shí)現(xiàn)高能量密度；采用高電導(dǎo)率電解液與高孔隙陶瓷涂覆隔膜，提升離子傳輸能力，降低阻抗，實(shí)現(xiàn)高功率性能；在電芯設(shè)計(jì)方面，對電極厚度、孔隙率和孔道結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，并且引入一維線性導(dǎo)電劑，構(gòu)建高效長程電子傳輸網(wǎng)絡(luò)，提升快充和快放能力。基于此，正力·航空電池在滿足鋁殼形態(tài)下的320Wh/kg高能量密度的前提下，依然可以達(dá)到20%SOC低電量狀態(tài)下的12C以上大倍率放電性能。同時(shí)結(jié)合軟件定義電芯工廠的先進(jìn)工藝制程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品ppb級別的失效概率，從而滿足航空安全標(biāo)準(zhǔn)。正力新能航空電池系列符合eVTOL電池所需要的極致性能，并與國內(nèi)外多個(gè)頭部eVTOL廠家合作并開展航空驗(yàn)證，為正力新能在eVTOL領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)力打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
正力新能“三高一快”航空航天電池解決方案
eVTOL作為航空工業(yè)的新興分支，基于國內(nèi)在成本、電池技術(shù)和部分供應(yīng)鏈配套方面的長期積累，中國eVTOL行業(yè)的發(fā)展土壤正日趨肥沃。
正力新能團(tuán)隊(duì)與多家國內(nèi)外頭部eVTOL公司交流合作
