2024年4月23日，作為“經(jīng)度”系統(tǒng)的系列分析之一，航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)發(fā)布了《航空電動化推進(jìn)技術(shù)與發(fā)展》，報(bào)告共40頁，近二萬字。數(shù)據(jù)信息均來自航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)數(shù)據(jù)庫，歡迎聯(lián)系訂閱！

近年來，在雙碳的大戰(zhàn)略背景下，各國政府愈發(fā)重視綠色航空的發(fā)展，并頒布了一系列相關(guān)的支持性政策。這一系列政策刺激了市場對低碳、環(huán)保航空解決方案的需求。這直接推動了電推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前，電推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新已成為航空領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)對電推進(jìn)系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行了剖析與解讀，并對各個(gè)模塊的相關(guān)企業(yè)與技術(shù)情況進(jìn)行分析。

內(nèi)容概要

• 報(bào)告剖析了電推進(jìn)系統(tǒng)的主要技術(shù)變革方向，包括飛機(jī)整體推進(jìn)系統(tǒng)、飛機(jī)總體設(shè)計(jì)及飛控系統(tǒng)等多領(lǐng)域的技術(shù)沿革和當(dāng)前發(fā)展情況；
• 對各個(gè)發(fā)展方向的核心技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析解讀；
• 對各個(gè)領(lǐng)域的前沿企業(yè)及重點(diǎn)產(chǎn)品表現(xiàn)進(jìn)行了分析；
• 對電推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用類型進(jìn)行了詳細(xì)梳理，并附錄相關(guān)應(yīng)用場景重點(diǎn)企業(yè)名單及產(chǎn)品名稱。
  

一、電推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)展背景與相關(guān)政策

根據(jù)航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)“經(jīng)度”系統(tǒng)全球航空產(chǎn)業(yè)政策庫數(shù)據(jù)（發(fā)布丨全球航空產(chǎn)業(yè)政策庫上線），近三年來，各國政府已發(fā)布多項(xiàng)重要綠色航空政策與相關(guān)法規(guī)，以支持航空電動化的發(fā)展。綠色航空政策刺激了市場對低碳、環(huán)保航空解決方案的需求。推動了電推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。與此同時(shí)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，電動飛機(jī)的市場需求預(yù)計(jì)將持續(xù)增長。本文將對航空電推進(jìn)系統(tǒng)各個(gè)模塊的發(fā)展方向和重點(diǎn)產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)介紹。

二、技術(shù)發(fā)展方向和前沿企業(yè)
航空電動推進(jìn)技術(shù)的核心，是通稱"三電"的電池、電機(jī)、電控等三大部分。

電池：
首先，應(yīng)用于航空領(lǐng)域的電池是電推進(jìn)技術(shù)的核心組成部分，其發(fā)展引人注目。2024年1月，中國民航局適航司發(fā)布了《可充電鋰電池和電池系統(tǒng)》相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（CTSO）。

相較于汽車動力電池，航空推進(jìn)領(lǐng)域?qū)﹄姵匦阅芤蟾?，目前廣泛用于新能源汽車的鋰電池的能量密度約為200Wh/kg，而航空電池密度至少需要達(dá)到400Wh/kg。因此，航空電池仍有較大的技術(shù)發(fā)展進(jìn)步空間。當(dāng)前航空能源動力系統(tǒng)的主要發(fā)展方向是提升能量密度、安全性、循環(huán)壽命、快速充電技術(shù)和溫度適應(yīng)性，以滿足航空領(lǐng)域?qū)﹄姵馗咝阅?、高安全性的需求?/span>

eVTOL電池和電動車電池性能要求對比??《電動垂直起降飛行器的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展》鄧景輝

航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)分析了當(dāng)前有代表性的航空電池產(chǎn)品及其相關(guān)性能，當(dāng)前航空電池較為領(lǐng)先的重量能量密度為500Wh/kg,寧德時(shí)代等企業(yè)研發(fā)出了此級別性能的產(chǎn)品。

就發(fā)展方向而言，當(dāng)前的電池發(fā)展方向正在從液態(tài)鋰離子電池轉(zhuǎn)向其他電池材料和電池形態(tài)，包括氫燃料電池、鋰硫電池、固態(tài)電池、凝聚態(tài)電池等。

• 氫燃料電池：

在氫燃料電池領(lǐng)域，重點(diǎn)前沿企業(yè)包括環(huán)球氫能、HyPoint、空中客車等，以上企業(yè)在該領(lǐng)域都獲得了一定的進(jìn)展，其氫電池產(chǎn)品也已在試驗(yàn)機(jī)上完成試飛并獲得驗(yàn)證。

• 固態(tài)電池技術(shù)：

在固態(tài)電池領(lǐng)域，已獲得一些進(jìn)展的企業(yè)包括正力新能以及麻省固能新能源科技有限公司（SES），這些企業(yè)在固態(tài)電池領(lǐng)域處于前沿水平，并在不斷驗(yàn)證其電池技術(shù)。

• ?凝聚態(tài)電池技術(shù)：

由寧德時(shí)代研制的凝聚態(tài)電池，其優(yōu)勢在于高能量密度、快速充電能力和高安全性。電池的重量能量密度高達(dá)500Wh/kg，顯著超過了目前市場上一般的鋰電池。此外，由于采用了半固態(tài)化的電解質(zhì)，其安全性能得到了顯著提升。

航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)對以上電池技術(shù)研發(fā)與制造企業(yè)、相關(guān)前沿產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，具體內(nèi)容見本報(bào)告正文。

• 電機(jī)：

電機(jī)是電推進(jìn)技術(shù)的另一核心，它將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動飛機(jī)的螺旋槳或風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。航空領(lǐng)域的電動機(jī)與傳統(tǒng)電動機(jī)相比，需要具備更高的功率密度、更高的效率和更小的體積。

航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)總結(jié)了近幾年技術(shù)表現(xiàn)較強(qiáng)的代表性航空電機(jī)產(chǎn)品，如下所示：

• 重點(diǎn)企業(yè)及產(chǎn)品案例：

YASA公司：YASA P400
YASA P400電機(jī)由英國YASA公司開發(fā)研制，該電機(jī)采用永磁激勵(lì)方式，它們還以設(shè)有定子磁芯和相同的定子繞組線圈而區(qū)別于眾多同類產(chǎn)品，這使得在批量生產(chǎn)中具有高度的制造可行性和低成本。

YASA P400

MagniX：Magni650
Magni650的電機(jī)采用了密集的液體冷卻系統(tǒng)，以保持其在工作時(shí)的穩(wěn)定性。該電機(jī)被設(shè)計(jì)成能夠以較低的轉(zhuǎn)速直接連接到飛機(jī)的螺旋槳，而無需使用傳統(tǒng)的機(jī)械傳動系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)簡化了飛機(jī)的動力傳輸系統(tǒng)，并減少了機(jī)械傳動系統(tǒng)所需的復(fù)雜性和重量。電機(jī)采用兩個(gè)或四個(gè)三相繞組，這在發(fā)生故障時(shí)提供了更高的可靠性；同時(shí)使用多個(gè)單獨(dú)的電機(jī)調(diào)節(jié)器，也增加了互換性的程度。例如，在發(fā)生短路時(shí)，可以關(guān)閉一個(gè)三相段，以保證電機(jī)的安全可靠性。

Magni650

其他重點(diǎn)企業(yè)及產(chǎn)品詳見于報(bào)告正文。

電控：
航空領(lǐng)域電推進(jìn)技術(shù)的電控系統(tǒng)是電動飛機(jī)的核心組成部分，負(fù)責(zé)管理和控制電機(jī)的運(yùn)行以及整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)作。

三、飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)整體技術(shù)革新方向

飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)根據(jù)推進(jìn)系統(tǒng)的動力來源可以劃分為兩種類型的推進(jìn)方式，包括全電力推進(jìn)系統(tǒng)及混合動力推進(jìn)系統(tǒng)。航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)詳細(xì)對比分析了各類推進(jìn)方式以及重點(diǎn)企業(yè)和產(chǎn)品信息，并統(tǒng)計(jì)了該領(lǐng)域制造商們的合作情況。以下為航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)的部分公司產(chǎn)品及合作情況，完整表格詳見于本報(bào)告。

四、飛機(jī)總體設(shè)計(jì)和氣動布局
飛機(jī)總體設(shè)計(jì)和氣動布局是針對整個(gè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)和空氣動力學(xué)特性進(jìn)行的設(shè)計(jì)和布置。當(dāng)前主要的設(shè)計(jì)方向主要包括以下三種：涵道風(fēng)扇技術(shù)（Ducted Fan）及前緣異步推進(jìn)技術(shù)（LEAPTech）。航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)詳細(xì)分析了以上技術(shù)的應(yīng)用原理及發(fā)展情況，并篩選出部分在該領(lǐng)域有所專長的企業(yè)和重點(diǎn)產(chǎn)品，詳細(xì)信息請見于本報(bào)告。

五、飛行控制系統(tǒng)的改變
電動推進(jìn)技術(shù)對飛控系統(tǒng)的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，該技術(shù)通過其電氣系統(tǒng)的線性特點(diǎn)，簡化了控制復(fù)雜度。另一方面，電動推進(jìn)技術(shù)促進(jìn)了對飛機(jī)設(shè)計(jì)理念的根本性轉(zhuǎn)變，促使設(shè)計(jì)者重新審視傳統(tǒng)的飛行控制架構(gòu)。在該領(lǐng)域進(jìn)行了創(chuàng)造性革新的企業(yè)包括AVX Aircraft Company、霍尼韋爾公司、NASA等企業(yè)與機(jī)構(gòu)。

六 、電推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用場景
當(dāng)前，航空電推進(jìn)系統(tǒng)的主要應(yīng)用場景包括教練機(jī)等傳統(tǒng)的通用航空應(yīng)用場景，也包括無人機(jī)、電動垂直起降（eVTOL）等新興航空器的應(yīng)用場景，未來也可能成為支線飛機(jī)等民航運(yùn)輸業(yè)的潛在動力裝置。

以下為航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)的部分應(yīng)用場景及其產(chǎn)品情況，完整表格詳見于本報(bào)告。

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