民用無人機市場正在崛起 但想飛多遠還要看電池臉色
今年6月，1400架無人機在長安古城上演的“百鳥朝鳳”給觀眾呈現(xiàn)了一場震撼的視覺盛宴。9月，800架無人機的天秀表演又為某游戲活動帶來了超強助威，在年輕玩家中進行了一次無人機航拍普及教育。進入今年以來，無人機出現(xiàn)在公眾視野的次數(shù)明顯增多。現(xiàn)如今，無人機這種“會飛的相機”已悄然在年輕人的生活圈流行起來。然而，如果你以為民用無人機只有這些“花拳秀腿”那就大錯特錯了。隨著無人機技術(shù)的快速進步及與大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的深度融合，無人機作為信息采集器已經(jīng)深入滲透到人們生活的各個領(lǐng)域，在電力、通信、氣象、農(nóng)林、海洋、影視、執(zhí)法、救援、快遞等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，且在多個領(lǐng)域已經(jīng)顯現(xiàn)出極好的技術(shù)效果和經(jīng)濟效益。
民用無人機市場迎來春天 電池需求量將大爆發(fā)
據(jù)研究機構(gòu)EVTank聯(lián)合伊維經(jīng)濟研究院發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017年中國民用無人機的出貨量已經(jīng)達到296萬架，占全球市場的77.28%，預(yù)計到2020年中國民用無人機的出貨量將達到834萬架。全球來看，出貨量將超過1000萬架。
另一方面，政府對于民用無人機市場發(fā)展也持支持態(tài)度。國家工業(yè)和信息化部發(fā)布的《工業(yè)和信息化部關(guān)于促進和規(guī)范民用無人機制造業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出，到2020年，我國民用無人機產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達到600億元；到2025年，民用無人機產(chǎn)值將達到1800億元，年均增速將在25%以上。為規(guī)范民用無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展，11月23日，工信部還編制發(fā)布了《無人機制造企業(yè)規(guī)范條件（征求意見稿）》，意在加快培育優(yōu)勢企業(yè)，提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，希望我國民用無人機能在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、企業(yè)實力方面持續(xù)保持國際領(lǐng)先勢頭。國際方面，據(jù)外媒報道，近日國際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布了全球首個無人機使用標(biāo)準(zhǔn)草案，該草案將在明年1月21日前向公眾征求意見，預(yù)計明年晚些時候?qū)⑵浼{入ISO標(biāo)準(zhǔn)體系。這些都表明無人機市場正迎來發(fā)展機遇期。
相對于傳統(tǒng)電池，鋰聚合物電池因具有重量輕、放電率高等優(yōu)點，如今幾乎已成為民用無人機的標(biāo)配。據(jù)研究機構(gòu)EVTank及伊維經(jīng)濟研究院預(yù)測，到2020年，無人機市場對動力電池需求量將超過1GWh，有望達到1.25GWh，或成為聚合物鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域中增速最快的行業(yè)之一。美國通用航空制造商協(xié)會（GAMA）主席Peter Bunce此前在接受電池中國網(wǎng)采訪時也表示，在小型航空飛行器領(lǐng)域（如小型無人機），動力電池已經(jīng)顯示了其優(yōu)越性，市場前景廣闊。
續(xù)航時間短成無人機一大痛點
近年來，鋰電池等無人機零部件價格的持續(xù)下降，削減了無人機的整體成本，對民用無人機產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和推廣也起到了重要助推作用。但不可否認的是，無人機鋰電池續(xù)航時間短，仍是限制無人機行業(yè)發(fā)展的一塊短板，也是世界各國發(fā)展無人機亟待攻克的技術(shù)性難題。
“目前市面上主流的消費級無人機續(xù)航時間一般在30分鐘以內(nèi)，這主要是考慮到電池容量和電池重量的平衡，”大疆創(chuàng)新科技有限公司一位前員工向電池中國網(wǎng)進一步解釋道，“增加電池容量，重量自然也會增大，將影響到無人機的飛行速度和續(xù)航時間。電池容量和重量是一種取舍關(guān)系。”
也就是說，目前主流的消費級無人機，超過半小時不回來，就會因電量耗完發(fā)生墜毀情況。當(dāng)然，為了防止這種情況的發(fā)生，民用無人機企業(yè)都會進行相應(yīng)的系統(tǒng)警報設(shè)置和培訓(xùn)指導(dǎo)，但這并非讓人滿意的最終解決方案。
此外，可能導(dǎo)致無人機續(xù)航時間縮短的因素還有很多，包括風(fēng)力、海拔、溫度、飛行風(fēng)格以及信息采集硬件的能耗等。比如，大風(fēng)天氣下無人機的續(xù)航時間會比平時更短；如果無人機劇烈飛行，也會導(dǎo)致續(xù)航時間大大縮短。
提升續(xù)航時間 專業(yè)級無人機市場潛力巨大
數(shù)據(jù)顯示，2017年全球民用無人機出貨量為383萬架，同比增長60.92%，其中消費級無人機出貨量達到345萬架，占比超過90%，專業(yè)級無人機市場份額不足10%。如果說消費級無人機憑借高空拍攝、極限運動航拍、風(fēng)景航拍等把客戶群體從小眾拓展到大眾，那么隨著技術(shù)的不斷進步和鋰電池等硬件設(shè)備成本的持續(xù)走低，專業(yè)級無人機在電力巡檢、影視劇拍攝、物流快遞、油管線查詢、應(yīng)用通信、氣象環(huán)保監(jiān)測、農(nóng)林作業(yè)、遙感測繪等領(lǐng)域的市場價值也將被逐步挖掘，并將被大規(guī)模推廣使用。屆時，民用無人機鋰電池的需求前景也非常可觀。但同時，專業(yè)級無人機將對電池續(xù)航、載重和穩(wěn)定性等性能提出更高的要求。
無人機想飛多遠，還要看電池的臉色。電動汽車的一大痛點是續(xù)航里程，但仍是以百公里計算。我們現(xiàn)在提到民用無人機還停留在續(xù)航時間這個層次上，可以看出這兩者的差距還是很明顯的。
有業(yè)內(nèi)分析人士認為，由于民用無人機，尤其是專業(yè)級無人機對鋰電池的能量密度、輕量化和倍率性能等指標(biāo)要求明顯高于其他應(yīng)用領(lǐng)域，技術(shù)壁壘相對較高。因此，國內(nèi)能給高端無人機配套鋰電池的企業(yè)相對其他應(yīng)用領(lǐng)域明顯偏少。從目前來看，國內(nèi)僅有億緯鋰能、ATL、光宇、格瑞普等部分三元軟包電池企業(yè)在該領(lǐng)域有布局。
下一代高能量密度電池有望優(yōu)先在無人機產(chǎn)業(yè)試水
從無人機電池技術(shù)發(fā)展趨勢來看，未來具有高能量密度和高安全性的鋰電池將成為主流。據(jù)電池中國網(wǎng)了解，國外的SION POWER公司在2010年便將具有高能量密度的鋰硫電池應(yīng)用于大型無人機，并創(chuàng)下飛行高度最高、滯空時間最長和工作溫度最低等三項無人機飛行世界記錄。而目前鋰離子電池?zé)o法實現(xiàn)讓無人機在高空低溫環(huán)境下長時間滯空。國內(nèi)方面，猛獅科技通過與新加坡的專業(yè)研究院所IMRE合作，目前也將鋰硫電池樣品在無人機上進行測試應(yīng)用。近日，由中科院大連化物所陳劍團隊研發(fā)的我國第一架鋰硫電池大翼展無人機也取得首飛成功，標(biāo)志著我國鋰硫電池在實用化的道路上邁出了重要一步。有觀點認為，目前最受關(guān)注的下一代電池技術(shù)——固態(tài)電池也有望率先在無人機領(lǐng)域得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
動力電池在新能源汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用加速了汽車產(chǎn)業(yè)的變革，全球車企巨頭和政府都在大力推行汽車電動化戰(zhàn)略。同樣，電池作為能源革命的重要載體，在航空領(lǐng)域的潛力也不可估量，讓我們拭目以待。
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