亿维特2吨级eVTOL垂直起降飞机ET9核心技术系列介绍(三)——动力电池系统篇

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亿维特航空 2025-05-26

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eVTOL(电动垂直起降飞行器)作为城市空中交通(UAM)的核心载体,其动力电池系统需满足航空级安全标准高能量密度高功率输出快速补能四大核心要求。

亿维特ET9机型电池系统采用全域800V平台架构,电量超150kwh,电池包能量密度约为240Wh/kg,系统总重≤650kg,成组效率高达80%,系统放电倍率持续5C ,峰值放电倍率10C/30秒。

、电芯选型技术参数分析

目前主流方案为高镍三元锂电池,未来固态电池有望突破应用。三元锂电池能量密度约 250-350Wh/kg,亿维特ET9机型选用320Wh/kg高容量、高功率电池,持续放电5C、峰值放电10C,以下为三类电芯对比:

参数三元锂(NCM/NCA)磷酸铁锂(LFP)固态电池(研发中)
能量密度250-350 Wh/kg160-200 Wh/kg350-500 Wh/kg(理论)
功率密度3-5 kW/kg2-3 kW/kg5-10 kW/kg(预测)
循环寿命1000-1500次(80%容量)2000-3000次>5000次(目标)
热失控风险较高(200℃触发)低(500℃触发)极低(无液态电解质)
成本极高(研发阶段)
低温性能-20℃效率下降30%-20℃效率下降50%预期优于液态电池

优劣势总结:

·三元锂:高能量/功率密度适配eVTOL需求,但需强化热管理;

·磷酸铁锂:安全性占优但能量密度不足,适用于低空短途场景;

·固态电池:未来技术方向,可兼顾能量密度与安全性,但量产尚需突破。

、封装技术的创新特点

ET9机型电池包结构采用电芯/模组-系统CTP(cell to pack)集成化设计,直接将电芯集成在电池包上,有效提升电池包空间利用率和能量密度;

  • 电池包上盖采用复合型材料组成,内部涂层设计防火隔热,同时减重15%左右;

  • 电芯集成采用气凝胶隔热材料,以高分子膜与气凝胶复合热压而成,对电芯间起到优良隔热缓冲与热安全防护; 

  • 电池包内部采用柔性CCS-FPC集成冗余设计,短路电流响应时间<1ms,配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好;

  • 电池包采用干湿分离式与冷板集成设计,箱体材质选用轻量化高强度铝型材,箱底微通道液冷板集成焊接,兼顾结构强度与散热,提高集成效率保证电池散热均温性;

  • 集成电池上外附电加热膜,通过电池与电加热膜的紧密接触,实现热量向电芯内部的传递,提升电池系统对低温环境适应性。

动力分配与电池管理特点

ET9机型动力分配需满足垂直起降高功率需求与巡航阶段高效能转换的平衡,同时确保系统冗余和故障容错能力,其关键技术特点有:

  • 电池包标准化模块分布式布局,有效提升整机空间利用率;

  • 电池系统采用四支路多并联方案,整机负载PDU分布式统一电源分配管理,实现动力冗余,单簇电池失效仍能保安全飞行,两簇电池失效可以安全降落;

  • 电池BMS管理系统采用双重供电方案,并对每簇系统配备双冗余供电链路,杜绝空中断电风险;


电池管理系统BMS实现精准状态估计、主动安全防护和全工况能量优化,实时解耦 SOC(荷电状态)、SOH(健康状态)、SOP(功率状态)等多维状态参数:

  • BMS采样精度±0.5mV,较车规级(±5mV)提升10倍,均衡策略将电芯间SOC差异持续控制在±1%以内,电池包可用容量提升12%;

  • 电池系统中全方位监控所有电芯电压、内阻情况,同时部署128个温度传感器(覆盖90%关键区域),实时有效监控电池温度状态;

  • 电池管理系统BMS采用一级架构方案,双主控手拉手式冗余备份管理,同时并行双向监控、能量与诊断等功能;

热安全特

动力电池热防护安全特点系统性汇总,需从材料、结构、控制到验证全链路展开,聚焦 主动防御-被动阻隔-快速响应 三位一体技术体系,解决高能量密度与极端工况下的热失控风险。

  • 材料本征安全防护:电芯采用陶瓷涂覆隔膜,耐温>300℃(传统PE隔膜<150℃)阻断锂枝晶穿刺,延缓内短路发生;磷系阻燃电解液,自熄时间<3s(UL 94 V-0认证)抑制电解液燃烧,降低热失控剧烈程度;同时电芯单体通过热失控安全测试,确保符合国家相关安全标准;

  • 多层级结构防护设计:热、电/气分离设计,如上述电芯集成采用气凝胶隔热层,阻隔辐射传热,电池间温差控制<5℃;上盖增加隔热防护涂层,阻断火焰延长热蔓延路径;电池箱体采用泄压排烟通道,定向释放高温气体; 

  • 快速响应预警系统:Pack设计中采用双模式系统,正常工况箱体液冷微通道(流量1-2 L/min),温差控制±2℃;热失控应急在箱体内部设计消防系统,全氟已酮(Novec 1230)喷射,降温速率>10℃/s100+温度监测点+电压/气压同步采样,热失控判定时间<5秒。

关于亿维特

亿维特航空于2022年1月,由前中国商飞的安全专家们成立。以服务“亿”人,三“维”立体,“特”别安全,“特”别快捷,“特”别舒适为使命,提供UAM(Urban Air Mobility)未来空中出行解决方案,致力于载人eVTOL(电动垂直起降飞行器)的研发、制造。

公司着眼于商业成功的产品研发,成立两年内已完成五人四座eVTOL原型机总装下线及系统测试。同时,团队在中大型无人机等型号设计研发制造,航空项目管理、飞机系统集成、适航取证方面拥有超过二十年的丰富经验,掌握行业资源和核心技术。可以做到包括飞控、动力系统和舵机等核心技术完全自主可控。

亿维特敬畏生命,敬畏规章,敬畏职责。公司80%的研发投入在保障产品全生命周期的安全。安全是行业的最低标准,却是亿维特的最高标准。亿维特坚信,我们的努力一定会为打造新质生产力、新业态,带动相关新材料、电池电机电控、5G通讯、人工智能等上游及城市基础设施、商业运营等下游产业链高速协同发展贡献一份力量。

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