目前電動(dòng)航空器的動(dòng)力源主要包括鋰離子電池、太陽能電池、氫燃料電池以及超級(jí)電容器等幾個(gè)大類，其中鋰離子電池具有能量密度高、安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電倍率高、工作溫度范圍寬、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)點(diǎn)，較其他電池有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，未來在電動(dòng)航空領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。

目前，全球正在上演一場(chǎng)交通領(lǐng)域的綠色革命，新能源汽車電動(dòng)化的浪潮正方興未艾，航空領(lǐng)域的電動(dòng)化也席卷而來。國(guó)家科技部和交通運(yùn)輸部聯(lián)合發(fā)布的《“十三五”交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》中指出，要重點(diǎn)研究新能源電動(dòng)飛機(jī)電推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)，推動(dòng)新能源飛機(jī)發(fā)展。新能源產(chǎn)業(yè)的藍(lán)海進(jìn)一步擴(kuò)大，動(dòng)力電池業(yè)迎來了更廣闊的發(fā)展機(jī)遇。

電動(dòng)航空器動(dòng)力電池的技術(shù)要求

2012年Volta Volare公司設(shè)計(jì)制造的油電混合動(dòng)力飛機(jī)GT4試飛成功，成為全球第一架可量產(chǎn)的電動(dòng)飛機(jī)。2018年空中客車公司、勞斯萊斯及西門子公司合作開發(fā)混合動(dòng)力飛機(jī)，預(yù)計(jì)2025年投入商用。混合動(dòng)力飛機(jī)具有效率高、能耗低、噪聲小和綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，成為未來電動(dòng)飛機(jī)商業(yè)化發(fā)展的重要趨勢(shì)。

據(jù)天津力神電池股份有限公司動(dòng)力電池系統(tǒng)工程技術(shù)研究院院長(zhǎng)羅志民介紹，目前電動(dòng)航空器的動(dòng)力源主要包括鋰離子電池、太陽能電池、氫燃料電池以及超級(jí)電容器等幾個(gè)大類，其中鋰離子電池具有能量密度高、安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電倍率高、工作溫度范圍寬、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)點(diǎn)，較其他電池有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，未來在電動(dòng)航空領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。

電池是電動(dòng)航空器的核心零件，電動(dòng)航空器對(duì)動(dòng)力電池的技術(shù)要求非常高。其中包括①高安全性：電池要滿足電動(dòng)航空器在復(fù)雜工況下安全、可靠飛行的要求；②高比能量密度：電池應(yīng)滿足輕量化要求，具備優(yōu)異的重量比能量和體積比能量；③快速充/換電：電池應(yīng)能夠快速充電、換電，保證正常應(yīng)用的要求；④環(huán)境適應(yīng)性：滿足高溫、高濕、高海拔等特殊應(yīng)用場(chǎng)景下的使用要求。

要滿足電動(dòng)航空器的這些苛刻要求，在整個(gè)電池系統(tǒng)方面還有很多關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。在安全性方面，要從電池系統(tǒng)集成開發(fā)的角度，研究電池系統(tǒng)機(jī)-電-熱全方位的安全性解決方案。在BMS電池管理系統(tǒng)控制方面，要采用基于ISO26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)要求的電池管理系統(tǒng)控制技術(shù)，保證電池系統(tǒng)的安全性。在熱安全性控制方面，要對(duì)電池?zé)崾Э卣T因機(jī)理進(jìn)行研究，采用主被動(dòng)一體化的熱安全設(shè)計(jì)。

而對(duì)PACK輕量化設(shè)計(jì)的主要思路，羅志民介紹說，隨著新型多元復(fù)合材料不斷涌現(xiàn)，系統(tǒng)的集成度、一體化程度將不斷提升；復(fù)合材料及成型工藝、輕質(zhì)鋁合金及成型工藝、高強(qiáng)度鋼及成型工藝、輕質(zhì)鎂合金及成型工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，將帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷升級(jí)；兼顧系統(tǒng)重量與體積比能量密度，提升系統(tǒng)空間利用率。