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)團隊發(fā)布了《航空電動化推進技術(shù)與發(fā)展》，報告共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技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前，電推進技術(shù)的創(chuàng)新已成為航空領(lǐng)域的重點發(fā)展方向之一。航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)對電推進系統(tǒng)各個模塊進行了剖析與解讀，并對各個模塊的相關(guān)企業(yè)與技術(shù)情況進行分析。

內(nèi)容概要

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

一、電推進系統(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。推動了電推進技術(shù)的發(fā)展。與此同時，隨著技術(shù)的進步和成本的降低，電動飛機的市場需求預(yù)計將持續(xù)增長。本文將對航空電推進系統(tǒng)各個模塊的發(fā)展方向和重點產(chǎn)品進行詳細(xì)介紹。

二、技術(shù)發(fā)展方向和前沿企業(yè)
航空電動推進技術(shù)的核心，是通稱"三電"的電池、電機、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到400Wh/kg。因此，航空電池仍有較大的技術(shù)發(fā)展進步空間。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展，其氫電池產(chǎn)品也已在試驗機上完成試飛并獲得驗證。

• 固態(tài)電池技術(shù)：

在固態(tài)電池領(lǐng)域，已獲得一些進展的企業(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，并在不斷驗證其電池技術(shù)。

• ?凝聚態(tài)電池技術(shù)：

由寧德時代研制的凝聚態(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)品進行了詳細(xì)的介紹，具體內(nèi)容見本報告正文。

• 電機：

電機是電推進技術(shù)的另一核心，它將電能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動飛機的螺旋槳或風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。航空領(lǐng)域的電動機與傳統(tǒng)電動機相比，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)較強的代表性航空電機產(chǎn)品，如下所示：

• 重點企業(yè)及產(chǎn)品案例：

YASA公司：YASA P400
YASA P400電機由英國YASA公司開發(fā)研制，該電機采用永磁激勵方式，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的電機采用了密集的液體冷卻系統(tǒng)，以保持其在工作時的穩(wěn)定性。該電機被設(shè)計成能夠以較低的轉(zhuǎn)速直接連接到飛機的螺旋槳，而無需使用傳統(tǒng)的機械傳動系統(tǒng)。這種設(shè)計簡化了飛機的動力傳輸系統(tǒng)，并減少了機械傳動系統(tǒng)所需的復(fù)雜性和重量。電機采用兩個或四個三相繞組，這在發(fā)生故障時提供了更高的可靠性；同時使用多個單獨的電機調(diào)節(jié)器，也增加了互換性的程度。例如，在發(fā)生短路時，可以關(guān)閉一個三相段，以保證電機的安全可靠性。

Magni650

其他重點企業(yè)及產(chǎn)品詳見于報告正文。

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

三、飛機推進系統(tǒng)整體技術(shù)革新方向

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

四、飛機總體設(shè)計和氣動布局
飛機總體設(shè)計和氣動布局是針對整個飛機結(jié)構(gòu)和空氣動力學(xué)特性進行的設(shè)計和布置。當(dāng)前主要的設(shè)計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)和重點產(chǎn)品，詳細(xì)信息請見于本報告。

五、飛行控制系統(tǒng)的改變
電動推進技術(shù)對飛控系統(tǒng)的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面，該技術(shù)通過其電氣系統(tǒng)的線性特點，簡化了控制復(fù)雜度。另一方面，電動推進技術(shù)促進了對飛機設(shè)計理念的根本性轉(zhuǎn)變，促使設(shè)計者重新審視傳統(tǒng)的飛行控制架構(gòu)。在該領(lǐng)域進行了創(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)與機構(gòu)。

六 、電推進系統(tǒng)的應(yīng)用場景
當(dāng)前，航空電推進系統(tǒng)的主要應(yīng)用場景包括教練機等傳統(tǒng)的通用航空應(yīng)用場景，也包括無人機、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等民航運輸業(yè)的潛在動力裝置。

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

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航空電動化推進技術(shù)與發(fā)展.pdf