Vào ngày 21 tháng 6, tại Hội nghị Hệ thống Điện khí và Diễn đàn Công nghiệp Động cơ Điện - Diễn đàn Hệ thống Điện khí eVTOL SMM (lần thứ 4) năm 2025, do Công ty TNHH Công nghệ và Thông tin SMM, Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Hồng Vương Hồ Nam, Chính quyền Nhân dân Quận Lâu Hưng và Khu Phát triển Kinh tế - Công nghệ cấp Quốc gia Lâu Đức đồng tổ chức, ông Vương Vân Trung, Tổng kỹ sư của Trụ sở R&D Tập đoàn Ô tô Đông Phong, đã chia sẻ những hiểu biết về "Ứng dụng các Hệ thống Năng lượng Đa dạng trong eVTOL".
01 Cơ hội và Thách thức trong Phát triển Kinh tế Tầm thấp
Cơ hội và Thách thức trong Phát triển Kinh tế Tầm thấp - Định nghĩa Kinh tế Tầm thấp
Kinh tế tầm thấp là một hình thức công nghiệp toàn diện được thúc đẩy bởi các hoạt động bay tầm thấp đa kịch bản, bao gồm các lực lượng sản xuất chất lượng mới được tạo thành từ các công nghệ như máy bay tầm thấp và mạng lưới kết nối thông minh tầm thấp. Nó tỏa sáng và thúc đẩy sự phát triển tích hợp của các ngành công nghiệp bao gồm sản xuất tầm thấp, bay tầm thấp, hỗ trợ tầm thấp và dịch vụ toàn diện.
Phạm vi độ cao không phận liên quan đến kinh tế tầm thấp là dưới 1.000 mét và có thể mở rộng đến không phận trong phạm vi 3.000 mét dựa trên đặc điểm của các khu vực khác nhau và nhu cầu thực tế. Độ cao bay của máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng có người lái thường dưới 300 mét.
Cơ hội và Thách thức trong Phát triển Kinh tế Tầm thấp - Ba loại máy bay chính trong Kinh tế Tầm thấp
Sản xuất máy bay tầm thấp là ngành công nghiệp vật chất quan trọng nhất trong bốn lĩnh vực chính của kinh tế tầm thấp. Máy bay tầm thấp chủ yếu bao gồm trực thăng truyền thống, các loại máy bay không người lái và xe bay.
Theo nghĩa rộng, xe bay đề cập đến các phương tiện được thiết kế cho giao thông thông minh tầm thấp và giao thông thông minh ba chiều, chủ yếu bao gồm hai loại chính: phương tiện lưỡng dụng đường bộ - không khí và máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng điện (eVTOL) (trích từ "Sách Trắng về Phát triển Xe bay").
Xe bay
Ban đầu, nó đề cập đến một phương tiện bay có khả năng lưỡng dụng đường bộ - không khí. Hiện nay, eVTOL, là một phương tiện giao thông phổ biến cho các chuyến đi ở độ cao thấp, cũng được định nghĩa là một hình thức phát triển quan trọng của xe bay.
eVTOL Electric Vertical Takeoff and Landing Aircraft (Máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng điện)
Một loại máy bay điện sử dụng công nghệ cất cánh và hạ cánh thẳng đứng điện, có khả năng lơ lửng và cất cánh, hạ cánh mà không cần đường băng.
Nó thân thiện với môi trường, ít tiếng ồn, an toàn cao và có tổng chi phí vòng đời chỉ bằng một phần năm so với máy bay trực thăng.
Trong tương lai, sự phổ biến của nó sẽ gần với quy mô của ô tô, và sản xuất và chuỗi cung ứng quy mô lớn của nó có thể tận dụng đầy đủ ngành công nghiệp sản xuất ô tô.
Máy bay không người lái, máy bay trực thăng và eVTOL (Electric Vertical Take-off and Landing, eVTOL) là ba vật thể chủ yếu để hiện thực hóa nền kinh tế ở độ cao thấp.
So với máy bay không người lái, eVTOL có nhiều chức năng hơn ngoài việc chở hành khách và hàng hóa. So với máy bay trực thăng, eVTOL có những lợi thế như lượng khí thải carbon thấp, tiếng ồn thấp, chi phí thấp, không cần đường băng và ổn định tốt, dần trở thành giải pháp chủ đạo cho giao thông hàng không đô thị.
Cơ hội và Thách thức trong Phát triển Nền kinh tế Độ cao Thấp - Các Kịch bản Ứng dụng Độ cao Thấp
Nó liệt kê các kịch bản như sản xuất và vận hành, dịch vụ công và tiêu dùng hàng không.
Con đường Thương mại hóa: Ưu tiên các nhu cầu cứng nhắc trong các kịch bản không đô thị hóa, thực hiện các dự án thí điểm trong các kịch bản đô thị trước và đạt được hội nhập toàn diện ở giai đoạn sau.
Cơ hội và Thách thức trong Phát triển Nền kinh tế Độ cao Thấp - Cơ hội Phát triển
Nền kinh tế ở độ cao thấp đã nhận được sự quan tâm đáng kể từ các chính sách quốc gia, với việc ban hành chính sách thường xuyên và mở cửa không gian hàng không ở độ cao thấp dần dần để thúc đẩy sự phát triển của nó.
Nó phù hợp với xu hướng tương lai của giao thông ba chiều, điện khí hóa và thông minh, đại diện cho một thị trường đại dương xanh cần được phát triển khẩn cấp.
Độ cao cao: Máy bay ⇒ Chuyến bay (Xem xét các yếu tố an toàn và yêu cầu kiểm soát hàng không, rất khó để tăng đáng kể tốc độ bay của hàng không dân dụng);
Độ cao thấp: Không có ⇒ Xe bay (Giải pháp điểm đến điểm cho dặm cuối cùng, giải quyết tắc nghẽn đô thị và cải thiện hiệu quả giao thông);
Mặt đất: Ô tô, Giao thông công cộng, Vận tải đường sắt ⇒ Không thay đổi (Tuy nhiên, phạm vi cá nhân hóa mở rộng, mức độ thông minh sâu sắc hơn, Internet vạn vật trở nên phổ biến hơn và các thành phố trở nên thông minh hơn);
Dưới lòng đất: Tàu điện ngầm ⇒ Tàu điện ngầm (Dự đoán sẽ có những thay đổi tương đối nhỏ trong vòng 30 năm tới);
Phương thức giao thông trong 10-20 năm tới sẽ là một "mạng lưới giao thông ba chiều thông minh cao do năng lượng mới thống trị". "
Tiến bộ trong công nghệ điện khí hóa và thông minh hóa của xe năng lượng mới (NEV) thúc đẩy sự phát triển điện khí hóa và thông minh hóa của các phương tiện bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng (eVTOL) bay ở độ cao thấp;
Khả năng mở rộng của ô tô, chuỗi công nghiệp trưởng thành và ứng dụng công nghệ điện khí hóa có thể giảm đáng kể chi phí của các phương tiện bay, tạo điều kiện cho việc phổ biến và ứng dụng rộng rãi trong tương lai.
Cơ hội và Thách thức trong Phát triển Kinh tế Độ Cao Thấp - Đối mặt với Thách thức
►Là một sản phẩm tích hợp xuyên biên giới, các chức năng quản lý của eVTOL vẫn chưa rõ ràng, và có những khó khăn chung như thiếu các quy định, tiêu chuẩn và chứng nhận khả năng bay thống nhất.
Hiện tại, tất cả đều dựa trên cách tiếp cận “theo từng trường hợp” trong điều kiện khả năng bay của hàng không dân dụng, với các điều kiện đặc biệt được xây dựng riêng cho từng dự án, dẫn đến chu kỳ dài. Cần có các tiêu chuẩn chứng nhận tương đối thống nhất một cách khẩn cấp.
►Công nghệ vẫn cần những bước đột phá, thiếu sự hấp dẫn thị trường và cơ sở hỗ trợ, và các mô hình kinh doanh vẫn cần được khám phá.
Những nút thắt công nghệ nổi bật: Tầm bay không đủ, an ninh thông tin liên lạc yếu và công nghệ tránh vật cản và giảm tiếng ồn an toàn.
Thiếu hụt cơ sở hạ tầng: Cải thiện quản lý không phận, xây dựng các điểm cất cánh và hạ cánh và mạng lưới hỗ trợ năng lượng.
Thiếu hấp dẫn thị trường: Nhận thức của người tiêu dùng chưa đủ, giá thị trường cao và các kịch bản ứng dụng hạn chế.
Tích hợp công nghiệp chưa đủ: Hệ thống thông tin liên lạc, điều hướng và giám sát chưa hoàn thiện, giám sát và quản lý hoạt động chưa đầy đủ và các tiêu chuẩn liên ngành không nhất quán.
Trong giai đoạn đầu phát triển, cần có nhiều hơn sự hướng dẫn và hỗ trợ chính sách từ chính phủ quốc gia và địa phương để thúc đẩy tăng trưởng công nghiệp và cải thiện cơ sở hạ tầng hỗ trợ.
02 Con đường Công nghệ và Công nghệ Chính của eVTOL
Con đường Công nghệ và Công nghệ Chính của eVTOL - Con đường Công nghệ
Các con đường và cấu hình công nghệ sẽ được lựa chọn dựa trên các kịch bản ứng dụng và giai đoạn phát triển công nghệ khác nhau, với nhiều con đường và cấu hình cùng tồn tại.
Từ góc độ xu hướng phát triển công nghệ, máy bay cánh quạt nghiêng đang dần trở thành xu hướng chính, và khi ngành công nghiệp và công nghệ tiếp tục phát triển, chúng sẽ tiến hóa theo hướng tích hợp mặt đất và không khí."
Các con đường kỹ thuật chính và công nghệ then chốt của eVTOL - Kiến trúc kỹ thuật
Buồng lái thông minh, lái tự động, hệ thống truyền động và hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) chia sẻ công nghệ chung với xe năng lượng mới (NEV), tạo ra lợi thế bổ sung trong chuỗi công nghiệp, đổi mới tích hợp và phát triển hợp tác.
Chuỗi cung ứng và quy mô kinh tế của ngành công nghiệp ô tô giúp giảm chi phí eVTOL, trong khi các kênh bán hàng đã được thiết lập tốt tạo điều kiện cho việc áp dụng rộng rãi.
Các nhà sản xuất ô tô đang nổi lên là những người chơi chính trong lĩnh vực xe bay, không chỉ nâng cao giá trị thương hiệu thông qua các liên doanh liên ngành mà còn đầu tư vào phát triển xe bay và hoạt động ở độ cao thấp.
Sự cạnh tranh khốc liệt trong ngành công nghiệp NEV thúc đẩy việc áp dụng sớm các hình thức giao thông trong tương lai, tìm kiếm cơ hội để “vượt mặt trong làn đường mới”, với xe bay là một hướng đi quan trọng trong tương lai.
Các con đường kỹ thuật chính và công nghệ then chốt của eVTOL - Hệ thống truyền động điện
Động cơ truyền động eVTOL nhấn mạnh mô-men xoắn cao và yêu cầu công suất đầu ra cao liên tục, với yêu cầu làm mát và an toàn dự phòng nghiêm ngặt hơn, trong khi động cơ ô tô tập trung vào tốc độ cao và mật độ công suất.
Là một hệ thống cốt lõi, động cơ truyền động eVTOL đòi hỏi tiêu chuẩn an toàn và độ tin cậy cực kỳ nghiêm ngặt, yêu cầu chứng nhận khả năng bay, tạo ra rào cản gia nhập cao.
Khi ngành công nghiệp eVTOL phát triển, chứng nhận khả năng bay độc lập cho các thành phần chính như động cơ và bộ điều khiển sẽ trở thành xu hướng tất yếu.
Các con đường kỹ thuật chính và công nghệ then chốt của eVTOL - Pin điện
Pin điện eVTOL vượt xa pin điện ô tô về khả năng xả, mật độ năng lượng và yêu cầu an toàn.
Nó cũng vạch ra các mục tiêu phát triển cho pin điện cấp hàng không, từ năm 2023 đến năm 2035.
03 Ứng dụng các hệ thống năng lượng đa dạng trong eVTOL
Yêu cầu về hiệu suất khác nhau đáng kể giữa các kịch bản sử dụng khác nhau, đặc biệt là về phạm vi hoạt động, đòi hỏi các hệ thống năng lượng đa dạng.
Hiệu suất pin điện hiện tại gặp khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu vượt quá phạm vi 200 km, khiến hệ thống năng lượng lai trở thành giải pháp khả thi cho các eVTOL có phạm vi hoạt động xa.
Các hệ thống lai hiện nay bao gồm các hệ thống lai dầu-điện và hydro-điện, với công nghệ dầu-điện tương đối trưởng thành. Pin nhiên liệu có thể đạt được mức phát thải bằng không và tầm hoạt động cực xa nhưng phụ thuộc rất nhiều vào hướng dẫn và hỗ trợ chính sách do những hạn chế về công nghệ và cơ sở hạ tầng.
Các eVTOL lớn, nặng được trang bị hệ thống năng lượng lai có thể đạt được tầm hoạt động và tải trọng tối đa gấp nhiều lần so với các mẫu xe điện thuần túy.
Nếu các eVTOL lớn, nặng được trang bị năng lượng điện thuần túy, pin sẽ chiếm hơn 40% tổng trọng lượng máy bay, dẫn đến tỷ lệ tải trọng có thể sử dụng quá thấp.
Máy bay sử dụng pin nhiên liệu hydro ít được sử dụng hơn. Hiện nay, được khuyến khích bởi các chính sách, một số sản phẩm máy bay chạy bằng hydro đã xuất hiện trong và ngoài nước. Ưu điểm của pin nhiên liệu hydro nằm ở mật độ năng lượng cao, nhưng chúng bị hạn chế bởi mật độ công suất của bộ pin và hệ thống, khiến chúng chỉ phù hợp với các sản phẩm có tải trọng nhỏ và tầm hoạt động xa.
Hệ thống năng lượng lai của Dongfeng: Dựa trên động cơ "Mach Power" - một trong 10 động cơ hàng đầu của Trung Quốc, hãng đã phát triển các động cơ hàng không 1,6T và 2,0T. Máy phát điện hỗ trợ bộ mở rộng tầm hoạt động iG2-150: một bộ phận tích hợp 2 trong 1 với độ tích hợp cao, hiệu suất cao và khả năng tương thích cao với động cơ.
Hãng cũng đã trình bày chi tiết về hệ thống pin nhiên liệu và pin rắn của Dongfeng, cùng nhiều thứ khác.
》Nhấp để xem báo cáo đặc biệt về Hội nghị Hệ thống Động cơ Điện và Diễn đàn Công nghiệp Động cơ Truyền động SMM (lần thứ 4) 2025
