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|  eVTOL电池面临的挑战

| eVTOL电池供应商

在低空飞行器中，最受关注的莫过于eVTOL，电池是eVTOL的关键组件。目前许多电池供应商和整机厂商都在从产品设计层面开发新电池，以满足eVTOL的运行要求，同时确保安全，并符合FAA或其他监管机构的所有要求。
 

传统上，电池要么设计成提供高容量，要么设计成高功率。但对于eVTOL电池来说，需要在高容量和高功率之间找到一个良好的平衡关系，因为它在起飞和降落阶段需要高功率，而如果要保证足够的巡航范围则需要高容量。
 

eVTOL电池面临的挑战

目前eVTOL行业及其电池仍处于相对早期的开发和发展阶段。每家整机厂商都有自己的设计和配置，包括使用的电池类型。行业正致力于提升能量密度、充放电速率和循环寿命等方面的表现。目前市场上可供应低空飞行器电池的企业并不多，部分主机厂选择自购电芯组装，比如小鹏汽车采用中航锂电（现中创新航）产品。

由于eVTOL电池需要在起飞和机动过程中支持高C率，并在巡航过程中支持低C率。峰值功率性能需求更为重要，要求在10-20℃的温度下运行。因此，它们的能量密度比传统电池更高。eVTOL电池的设计还提高了热稳定性，并允许更灵活的部署，具有增强模块性等功能，以适应不同类型的飞机和行程距离。
 

能量密度更高的半固态或凝聚态电池尚未进入商业化验证阶段，但因其潜在的巨大能量密度提升作用而备受行业期待。比如，目前eVTOL企业普遍采用的锂电池能量密度约为250Wh/kg，标准体积下对应最大航程约为200km+；而宁德时代等主流厂商的凝聚态电池密度预计可达500-600Wh/kg，对应续航里程可达400-500km。
 

由于eVTOL的使用特点，电池需要能够快速地重复使用，因此大部分的eVTOL电池需要支持快充功能，通常需要在5到10分钟内充满。电池循环寿命也非常重要，因为eVTOL在飞行过程中对电池放电速率要求较高。比如目前eVTOL电池需要在一年内完成1,600次充放电循环，这意味着电池需要在其使用寿命内支持多达2000次快速充电循环。因此，提升电池循环寿命也是eVTOL电池面临的设计挑战之一。

eVTOL电池供应商

从全球来看，由于欧美从事航空配套的企业更早，经验更丰富。他们已经有不少相关企业推出了适用于eVTOL的电池产品。比如BOLD Valuable Technology在去年5月推出的BOLD Air电池；magniX在今年6月份推出了Samson300电池。但是一切都在发展当中，国内也有不少电池企业参与到了eVTOL电池产业当中，比如宁德时代与峰飞签署战略投资与合作协议，宁德独家投资数亿美元，双方将重点提升eVTOL电池能量密度，从而在飞行距离与载重量方面实现性能突破；正力新能为美国Joby公司锂电池供应商；珠海冠宇已经开始将其电池配套到大疆的物流无人机上等等。
 

BOLD Valuable Technology推出的能量密度285Wh/kg航空电池

在2023年5月份，BOLD推出了BOLD Air航空电池系统，可为电动或混合动力飞行器提供动力。与现有电池系统不同，它的能量密度为285Wh/kg，电池系统包括一个完整的PDU、接触器、连接器、BMS，以及一个能够提供被动和主动液体或空气热管理的调节接口。该电池系统输出电压为672V，容量可达14.8kWh，重量为52kg。

据其官网介绍，2022年，BOLD已经在现场进行大约100次热失控测试，以优化设计。在2022年底，由于对锂金属电池的测试出现了故障，BOLD科技开始专注于更成熟的硅阳极化学物质，使BOLD能够创造出一种可认证且商业可行的解决方案。 

该电池适用于eVTOL和eCTOL应用，而且BOLD已经建立了专门的团队，以便与合作伙伴合作，以实现产品的快速落地。
 

magniX推出能量密度为300Wh/kg的航空电池

今年6月24日，美国电力推进系统开发商magniX推出了一款新型高性能电池Samson300，可提供300Wh/kg的点亮，循环寿命可达1000次全深度放电循环。获得了专利的安全技术，包括电池级的热失控保护和在零充电条件下长时间储存电池的能力。MagniX认为该电池是根据民航法规认证而设计的，具有高能量密度、循环寿命和安全特性，有助于释放电动飞行的潜力，适用于eVTOL应用。

值得一提的是Samson300支持快充，在充电期间采用主动冷却，飞行时可选择被动冷却，最大限度地减少飞行器的重量和复杂度。采用了模块化电池结构，除了充电外，还支持换电。

  
Magnix首席执行官里德•麦克唐纳(Reed Macdonald)在公开场合表示，Samson300“仅仅是个开始”，能量密度达到400Wh/kg或更高的路线图看起来非常有希望。

H55：进军航空电池行业

H55公司是2017年由安德烈·博斯伯格（AndréBorschberg）牵头，与多名前“阳光动力”号太阳能飞机技术骨干创立的，当时获得了瑞士投资人在硅谷成立的Nano Dimension风头基金的种子投资。

  
其CEO安德烈是2016年创造首次电动飞机环球飞行世界纪录的“阳光动力”号太阳能飞机项目的两名创始人和飞行员之一。2021年，H55公司获得2000万瑞士法郎（1.45亿元人民币）投资。2023年9月又获得了4500万瑞士法郎的C轮融资，由 ND Capital、Tippet Venture Partners、RTX Ventures 和私人投资者领投。

  
本轮融资将用于H55在 2024 年前获得其电推总成的型号认证 (TC)，和H55公司正在进行的基础设施投资，包括在最近成立的魁北克蒙特利尔工厂建造一座工厂，在公司位于瑞士和加拿大的生产设施转向半自动和自动化生产，以及在法国图卢兹开设一家子公司。这些资金还将加速 H55 电动航空技术的开发和商业化，包括先进的推进系统和最先进的电池技术。H55公司已在蒙特利尔和图卢兹建立了子公司和生产设施，为北美和欧洲客户提供服务。

牛瓦时克：专注于电动化技术革新

  
牛瓦时克（上海）科技有限公司（Newattek）成立于2020年6月8日，核心成员分别来自于赛车研发、整车制造、零部件开发等知名企业的高素质人员组建，平均经验10年以上。集中为国内外客户提供世界一流的高性能产品及工程解决方案服务。

  
2022年，牛瓦时克为中科院研发的5吨级混动eVTOL提供电池系统定制开发，其交付的产品在电、热、安全性能上顺利通过多轮测试，其搭载的航空级高压冗余架构为项目的持续迭代奠定了基础。

  
据其官网介绍，目前该公司服务于国内多家头部航空客户（载人eVTOL与载货机），提供的航空电池系统架构对齐航空标准要求（DO160G DO311等），交付了不同构型与布置的产品方案（机舱、机腹、动力臂、吊舱等），通过了基于航空标准的第三方测试机构实测，其极致的系统融合设计和冗余安全架构为客户的整机演变进度提供了强有力的支持。

  
结语

  
除了上面提到的公司，国内的国轩高科、孚能科技、宁德时代、正力新能、珠海冠宇等电池企业也都在积极布局适用于eVTOL应用的动力电池。而且不少厂商除了提供电池电芯之外，也都在开发电池EMS模块，以提供更加完整的解决方案和产品。这些EMS模块需要用到的电子元器件，芯查查前面的文章中有介绍，大家可以翻阅之前的文章，而关于电子元器件的资料及供应商信息也基本都可以在芯查查官网查询到。