联合研究丨行业深度 [Table_Title] 低空经济与氢燃料电池（一） ：政策驱动，期待 氢锂耦合技术发展 %% 1 %% 丨证券研究报告丨 报告要点 [Table_Summary] 近期国家层面低空经济相关文件频繁出台，作为政策提到的技术路线，期待氢燃料电池/氢锂耦 合技术路线加速推进。通过 Francesco Mazzeo 的实验结果，可见氢锂耦合下，不同电源承担 差异化负载，可提高动力系统的效率，在市内短途运输、跨区域运输场景下，混合系统的运输 次数（7.1 次、3.5 次）均高于纯电力系统（5.7 次、1.8 次） 。该方向处于起步期，部分公司已 开始布局。 分析师及联系人 [Table_Author] 徐科 邬博华 SAC：S0490517090001 SAC：S0490514040001 任楠 SAC：S0490518070001 SFC：BQK482 贾少波 司鸿历 SAC：S0490520070003 SAC：S0490520080002 2 / 20 请阅读最后评级说明和重要声明 %% 李博文 2 丨证券研究报告丨 cjzqdt11111 2024-04-02 [Table_Title2] 低空经济与氢燃料电池（一）：政策驱动，期待 氢锂耦合技术发展 联合研究丨行业深度 [Table_Summary2] 政策：低空经济政策频发，期待氢锂耦合技术路线加速推进 近期国家层面低空经济相关文件频繁出台，低空经济产业发展开始加速。1）2024 年 3 月全国 政府工作报告中提出“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎” ，低空经济作为 发展重点首次纳入政府工作报告；2）2024 年 3 月末《通用航空装备创新应用实施方案（20242030 年） 》出台，制定 2027/2030 年通用航空装备发展目标，定调通用航空装备端发展节奏。 作为政策提到的技术路线，期待氢燃料电池/氢锂耦合技术路线加速推进。1）2023 年 10 月， 工信部等四部门发布《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035 年)》 ，提出到 2025 年氢能源飞机 关键技术完成可行性验证。2）2024 年 3 月《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030 年） 》 出台，提出通用航空技术路线上，以电动化为主攻方向，兼顾混合动力、氢动力、可持续燃料 动力等技术路线。3）氢燃料电池在能量密度、充能速度、环境友好性、低温性能等方面具备显 著优势，目前主流技术为氢锂耦合提供混合动力，可以提高和改善燃料电池系统的瞬态性能， 并且可以很好的弥补锂电池能量密度较低的问题、提升续航里程。 概览：氢锂耦合下不同电源承担差异化负载，可提高动力系统的效率 燃料电池/锂电池混合动力允许不同电源在不同飞行阶段下承担不同的负载，从而提高整个系 统的效率和性能。电动垂直起降飞机（eVTOL）的功率要求为爬升＞悬停＞下降＞巡航，燃料 电池可在低负载部分（如巡航阶段）提供恒定功率，而在高负载部分（如起飞和降落阶段）锂 电池补充燃料电池的功率。此外，燃料电池还可以在负载较低时为锂电池充电。 效率：氢锂耦合在市内短途运输、跨区域运输场景下效率较纯电动均显著提升 本文参考 Francesco Mazzeo 的实验结果，对氢锂耦合动力系统效率进行分析： 任务场景：市内短途运输、跨区域运输场景，前者对动力系统的功率密度和能量快速补给 能力要求高，后者涉及较长的航程，对机载有效能量和续航能力要求更高。 动力系统：纯电动及三种混合动力，其中混合 70/80/90 分别表示配置 70/80/90kW 的燃 料电池系统，体现不同的功率和能量需求。混合动力配置能量密度高于纯电动系统，比功 率低于纯电动系统。混合 70 能量密度是纯电动的 1.76 倍、比功率仅为纯电动的 0.38 倍。 可见氢锂耦合在市内短途运输、跨区域运输场景下效率较纯电动均显著提升，耦合系统 的最佳设计需要考虑到运输场景的需求。1）市内短途运输：高功率/低能耗为特征市内短 途运输需配置大型燃料电池。混合 90 运行的运输次数为 7.1 次，混合 80、纯电动、混合 70 分别为 5.9、5.7、4.9 次。2）跨区域运输运行：低功率/高能量为特征的跨区域运输场 景适合配置小型燃料电池。混合 70 运行的运输次数最多，为 3.5 次；混合 80、混合 90、 纯电动分别为 2.9、2.1、1.8 次。 商业化：行业发展初期，技术推进刚起步 因技术挑战、基础设施不健全、政策法规不完善等问题，氢锂混动和氢燃料电池民用航空器推 进缓慢。目前有产品的公司包括氢航科技（飞行器氢燃料电池混合动力电推进系统）、亿维特 （氢锂混动长航时巡检飞机） ；上市公司蜀道装备亦在布局氢飞行器。 风险提示 1、低空飞行器尚处于产业发展初期，政策推进速度较慢风险；2、技术不成熟风险。 更多研报请访问 长江研究小程序 请阅读最后评级说明和重要声明 %% 3 %% 联合研究 | 行业深度 目录 政策：低空经济政策频发，期待氢锂耦合技术路线加速推进 ........................................................ 5 概览：氢锂耦合下不同电源承担差异化负载，可提高动力系统的效率 .......................................... 8 效率：氢锂耦合在市内短途运输、跨区域运输场景下效率较纯电动均显著提升 ......................... 11 商业化：行业发展初期，技术推进刚起步................................................................................... 15 风险提示..................................................................................................................................... 18 图表目录 图 1：低空飞行器及应用示意图 ...................................................................................................................................5 图 2：2 座轻型垂直起降直升机示意图 .........................................................................................................................8 图 3：垂直起降直升机在起飞、悬停、巡航、降落过程中对功率要求 .........................................................................8 图 4：电动垂直起降飞机（eVTOL）在悬停、爬升、巡航、降落过程中对功率要求不同 ............................................9 图 5：锂电池和燃料电池在飞行阶段的功率、电压和电流表现 ..................................................................................10 图 6：燃料电池/锂电池混合动力电路图 ..................................................................................................................... 11 图 7：混合动力系统充放电控制策略示意图 ...............................................................................................................14 图 7：国内氢锂混动系统/整机的商业化应用 ..............................................................................................................16 表 1：国家层面低空相关政策及氢能方面表述 .............................................................................................................5 表 2：地方层面低空相关政策及检测方面表述 .............................................................................................................6 表 3：锂电池与燃料电池/锂电池混合动力 eVTOL 比较 ...............................................................................................8 表 4：燃料电池/锂电池混合动力控制电路的操作状态................................................................................................ 11 表 5：两种不同任务场景——市内短途运输场景、跨区域运输场景 ...........................................................................12 表 6：动力系统设计参数 ............................................................................................................................................12 表 7：锂电池和混合动力的比功率（SP）和能量密度（UED） ................................................................................