商用飞机电池市场规模、份额、增长和行业分析,按类型(锂基电池、镍基电池、铅酸电池)、按应用(主电池、APU 电池)、区域洞察和预测到 2033 年
商用飞机电池市场概况
预计2024年全球商用飞机电池市场规模将达到1.477亿美元,到2033年预计将达到1.7189亿美元,复合年增长率为1.7%。
商用飞机电池市场在确保重要飞机系统不间断运行方面发挥着关键作用。到 2024 年,全球机队规模将超过 28,000 架商用飞机,每架商用飞机都需要电池系统来实现发动机启动、应急电源和辅助动力装置等功能。仅 2023 年就有超过 5,200 架新飞机交付,对可靠电池系统的需求激增。商用飞机电池必须满足严格的航空安全和性能标准,例如 RTCA DO-311A,这极大地推动了设计创新。
锂离子电池的能量密度超过 150 Wh/kg,占窄体和宽体飞机新安装量的 65% 以上。由于镍镉电池的耐用性和耐温性(-40°C 至 +70°C),超过 40% 的传统飞机型号仍在使用镍镉电池。航空公司现在优先考虑可提供超过 2,000 次生命周期的电池系统,推动制造商投资于热管理和实时诊断。北美地区占活跃商用飞机电池部署量的 33% 以上,亚太地区由于印度、中国和东南亚低成本航母机队的扩张而迅速迎头赶上。
2. 主要发现
顶级驱动程序原因:飞机系统不断电气化以减少碳排放是一个关键驱动因素。
热门国家/地区:美国拥有最大的机队,拥有 7,000 多架商用飞机,需要先进的电池系统。
顶部部分:由于重量轻、能量高,锂基电池占据主导地位,占据超过 65% 的份额。
3、商用飞机电池市场趋势
在锂电池技术快速进步和原始设备制造商电气化努力的推动下,商用飞机电池市场正在经历重大转型。 2023年,超过60%的新交付飞机配备了锂离子电池系统,高于2020年的48%。空客和波音增加了高密度电池组的采购,以支持电传飞行系统和机载应急照明。 28V锂离子系统的采用预计将主导APU和主电池应用,使电池充电效率提高20%以上。
模块化电池组的设计趋势是易于维护和重量优化,这是一个显着的趋势。航空公司采用了重量低于 20 公斤、功率高达 60 Ah 的系统,从而实现更快的周转速度并将维护成本降低近 15%。飞机电池制造商正在推出嵌入式电池健康监测系统,该系统可实时提供电压、温度和循环寿命诊断。预计到 2026 年,这些智能电池系统将覆盖超过 45% 的新型商用飞机机队。
航空业推动支线飞机采用电力推进是另一个影响趋势。随着 Eviation Alice 和 Heart Aerospace ES-30 等电动通勤飞机项目获得关注,对能够提供超过 1,000 kWh 电力的电池的需求正在不断增加。政府的支持,例如美国联邦航空局的清洁航空计划,将于 2023 年提供超过 5 亿美元的资金,进一步加速了航空级电池化学的研究,包括固态锂。
4.商用飞机电池市场动态
司机
"航空系统电气化的需求不断增长。"
现代飞机越来越依赖电力来实现关键和非关键功能。到 2024 年,超过 35% 的窄体飞机运营将使用电动执行器和航空电子设备,需要可靠的电池系统。波音 787 和空客 A350 等下一代飞机从液压系统转向电气系统,导致机载电力需求增加了 25% 以上,因此需要高效的能源存储。锂离子电池的能量高达 150 Wh/kg,充电周期超过 2,000 次,对于满足这些需求至关重要。随着越来越多的航空公司寻求到 2050 年遵守国际民航组织的碳中和目标,由机载电池供电的电动滑行系统的采用也在不断增长。
克制
"与锂离子技术相关的安全风险。"
尽管锂离子电池在市场上占据主导地位,但其对热失控和火灾危险的敏感性仍然是一个重大限制。 2022 年至 2023 年间,记录了超过 11 起与电池过热有关的飞机事故,促使欧洲航空安全局 (EASA) 和美国联邦航空局 (FAA) 等监管机构发布了严格的认证指南。航空用电池组必须通过挤压、钉刺和热滥用测试,从而增加了开发时间和成本。飞机运营商常常犹豫是否用锂离子电池取代具有热稳定性的传统镍镉电池,尽管具有性能优势,但仍降低了采用率。
机会
"航空用固态电池的开发。"
商用飞机电池市场迎来了固态电池发展的新兴机遇。这些电池承诺能量密度超过 300 Wh/kg,同时消除易燃液体电解质。 2023年,全球超过15家航空电池制造商启动了航空级固态电池试点项目。 NASA 的固态航空电池 (SAB) 计划于 2022 年启动,资金达 7500 万美元,已取得原型成功,能量输出超过 350 Wh/kg。飞机原始设备制造商正在密切关注这些发展,以实现混合动力电动和全电动支线客机,特别是 30-90 架客机领域。
挑战
"成本高且认证复杂。"
商用飞机电池系统须遵守 RTCA DO-160、DO-311 和 DO-178C 下的广泛认证标准。电池开发项目通常持续超过 36 个月,每个项目的测试成本超过 500 万美元。较小的制造商难以满足这些合规成本,从而限制了创新。此外,航空级锂离子电池的维护和更换成本每年每单位可能超过 2,500 美元,给低成本航空公司带来财务负担。这些认证障碍和成本压力对可扩展性提出了挑战,并增加了对少数成熟供应商的依赖。
5、商用飞机电池市场细分
商用飞机电池市场按类型分为锂基电池、镍基电池和铅酸电池;并应用于主电池和APU电池。锂基电池凭借卓越的能量密度和重量优势在市场上占据主导地位。镍基电池因其热性能而广泛应用于传统车队。主电池在发动机启动和严重故障期间充当主要电源,而APU电池则在地面操作和辅助服务期间确保支持功能。
按类型
- 锂电池:这些电池占新一代飞机安装的所有电池系统的 65% 以上。其能量密度超过 150 Wh/kg,与 Ni-Cd 装置相比,飞机重量最多可减轻 25%。容量为28-60Ah的锂离子电池组广泛应用于波音787和空客A350飞机。它们的维护周期较短(通常每年不到两次),这使得它们对于商业航空公司来说具有成本效益。
- 镍基电池:超过 40% 的现役飞机仍在使用镍镉 (Ni-Cd) 电池。它们在 -40°C 至 +70°C 的宽温度范围内运行耐受性使它们成为支线飞机和老式宽体飞机的理想选择。通常,这些电池提供 24-44 Ah 的容量,可支持 1,200 多个充电周期。尽管较重,但它们在极端条件下的耐用性和安全性受到重视。
- 铅酸电池:铅酸电池主要用于小型通勤飞机或作为备用系统。它们的能量密度范围在 30-50 Wh/kg 之间。尽管具有成本效益,但它们的重量和有限的循环寿命(通常低于 500 次循环)限制了它们在长途和现代飞机中的使用。这些电池基本上已被淘汰,取而代之的是锂离子电池。
按申请
- 主电池:主电池是发动机点火和飞行应急系统期间的关键电源。这些电池通常具有超过 24V 和 40-60 Ah 容量的高输出要求。 2021年以来交付的机队中,超过70%的锂电池作为主电池安装。
- APU 电池:APU(辅助动力装置)电池支持地面上的飞机系统,包括机舱照明、通信和液压系统。这些电池通常在 28V 电压下运行,容量范围为 20-40 Ah。 APU 电池正变得越来越智能,电压调节和健康状态监测系统集成在更新的设计中,占 2023 年更换电池采购量的 30% 以上。
6、商用飞机电池市场区域展望
商用飞机电池市场呈现出地域多元化的分布格局,北美和亚太地区逐渐成为飞机运营和电池需求的主要中心。机队现代化计划、航空公司运营的增加以及电力推进项目的增长正在促进电池在各个地区的采用。虽然大部分电池生产集中在亚洲,但美国、中国和欧盟等飞机密集地区的需求最为强劲。
北美
北美地区在商用飞机电池市场处于领先地位,在美国和加拿大拥有超过 7,000 架现役商用飞机的机队。 2023 年,仅美国就交付了 1,100 多架新飞机。该地区的大多数窄体飞机都依赖锂离子主电池和 APU 电池。目前有超过 2,300 架空客 A320 系列飞机和 2,000 架波音 737 型号飞机在运营,先进电池系统的改造和维护非常普遍。美国联邦航空局对电动滑行和机载电气化的加强关注,增加了对航空电池研发的投资,到 2023 年将超过 1.5 亿美元分配给电池相关的航空航天补助金。
欧洲
欧洲拥有超过 6,200 架运营中的商用飞机,其中超过 500 架支线喷气式飞机和涡轮螺旋桨飞机由镍基电池系统提供支持。德国、法国和英国等国家拥有重要的航空航天电池研发设施。汉莎航空和法航荷航等欧洲航空公司已在其 A350 和 A320neo 机队中采用了锂基主电池系统。此外,与 EASA Part 21 认证的监管一致正在加速智能电池技术的集成。 2023 年,仅法国就为可持续航空电池研究贡献了超过 8000 万欧元,支持企业向固态设计过渡。
亚太
亚太地区的飞机交付量增长最快,到2023年,中国、印度和东南亚的机队将新增1,900多架新飞机。中国的机队规模达到约4,500架飞机,波音737 MAX和中国商飞C919飞机对锂离子电池的需求很高。印度不断扩大的低成本航空机队推动了电池进口,到 2023 年将安装超过 250 个锂基电池。韩国和日本的本地研发计划正在推进支线飞机的固态电池技术,增强亚太地区的技术优势。
中东和非洲
中东和非洲地区拥有超过 2,000 架商用飞机的现役机队,正在大力投资下一代电池系统。阿联酋航空、卡塔尔航空和阿提哈德航空运营着大量空客 A380 和波音 777 飞机,其中许多飞机配备了镍基主电池。到 2023 年,该地区超过 40% 的飞机电池更换都是升级为锂离子系统。阿联酋的研究中心投资超过 2000 万美元用于增强电池安全性和阻燃外壳。非洲运营商虽然规模较小,但正在逐步淘汰铅酸设备,据记录,到 2023 年,北非和东非将更换 180 次电池。
7. 商用飞机电池市场顶级公司名单
- 协和电池
- 塞拉能源
- 帅福得
- 锡安电源
- 吉尔电池
- 航空锂电池
- 鹰投手
- 真正的蓝色力量
- GS汤浅
份额最高的两家公司
帅福得:Saft 是 TotalEnergies 的子公司,为全球 150 多家航空公司提供航空电池。 2023 年,帅福得锂基 Ultra 系列电池安装在 500 多架新交付的飞机上。该公司拥有能量容量高达 70 Ah 和智能遥测功能的电池解决方案,使其成为商用航空电池供应领域的全球领导者。
GS汤浅:GS Yuasa 为波音和空客等主要原始设备制造商提供锂离子电池。到2023年,它占亚太地区新飞机电池安装量的28%以上。他们的电池符合 FAA DO-311A 合规性,并通过集成 BMS(电池管理系统)提供超过 2,000 个充电周期。
八、投资分析及机会
由于全球机队扩张和航空业的电气化目标,商用飞机电池市场的投资正在加速。仅 2023 年,在政府、原始设备制造商和私营航空航天公司的推动下,全球航空电池研发支出就超过 6 亿美元。美国公司从 ARPA-E 和 NASA 等机构获得了超过 1.5 亿美元的资助,支持下一代固态电池计划。例如,帅福得在法国波尔多开设了一家新的锂离子电池生产工厂,年产能超过 30,000 个电池组。
亚太地区对航空电池的投资也激增。中国工业和信息化部拨款5亿元人民币用于中国商飞飞机电池系统开发,日本NEDO投资超过70亿元人民币用于锂硫研究,旨在航空级储能。这些投资被用于将能量密度提高到 300 Wh/kg 以上,同时重量比传统电池减轻 20%。
私营部门投资主要针对上游电池生产和下游整合。 Sion Power于2023年筹集了7500万美元的C轮资金,以加速其航空电池平台的扩张。 True Blue Power 等公司已将产量增加了 40%,以满足支线喷气式飞机和无人机制造商不断增长的需求。锂硫和固态电池初创企业的投资机会尤其强劲,超过 15 家专注于航空的公司在 2022 年至 2024 年间推出了原型机。
Eviation、Lilium 和 Vertical Aerospace 等电动航空初创公司正在大力投资内部电池组开发。这些努力预计到 2030 年将创建价值超过 30 亿美元的下游供应链。随着 OEM 寻求本地化电池采购,印度、墨西哥和波兰的区域电池组装设施正在吸引一级供应商的投资。
9. 新产品开发
商用飞机电池行业正在经历一波创新浪潮,2022 年至 2024 年间,全球将推出 30 多种新产品。其中的重点是商用窄体和宽体飞机的轻型电池模块和长周期锂离子系统。例如,Concorde Battery 于 2023 年推出了 RG-407 系列,以重量优化的外形提供高达 50 Ah 的容量,与前几代产品相比,飞机重量减轻了 18%。
True Blue Power 推出了容量为 17 Ah 并具有集成健康诊断功能的 TB17 锂离子电池,并通过了 DO-311A 认证,该电池于 2023 年在支线飞机上安装了 1,200 多次。Saft 开发了一种智能模块化电池平台,具有可更换电池和集成冷却通道,可将使用寿命延长至 3,000 次循环。该平台于2024年被空客A321XLR项目采用进行测试。
公司还在探索锂硫和混合化学品。 2023年,Sion Power宣布推出350Wh/kg锂硫航空电池样机,正在进行FAA认证。与传统锂离子设计相比,该原型在耐久性测试中显示出运行时间延长 22% 的前景。
固态电池的开发也受到了关注。 GS Yuasa 与日本航空航天机构合作,推出了能量密度超过 400 Wh/kg、工作温度范围为 -30°C 至 +70°C 的固态电池原型。该电池通过了振动和高度模拟测试,标志着向高效、热稳定的飞机电池转变的一个里程碑。
镍基电池也没有落后——EaglePitcher 推出了一款高温镍镉电池,专为在干旱和极端天气地区运行的飞机而设计,并于 2023 年在中东机队完成了 1,500 多次成功的现场测试。
10. 近期五项进展
- Saft:于 2023 年推出用于空客 A321XLR 飞机的下一代锂离子模块化电池系统,容量为 70 Ah,并具有用于预测性维护的机载诊断功能。
- GS Yuasa:于2024年3月完成了其用于航空应用的固态原型电池的认证,展示了410 Wh/kg的能量密度。
- True Blue: Power 于 2023 年推出 TB60 锂离子 APU 电池,容量为 60 Ah,目前已在 350 架支线飞机上投入使用。
- Sion Power:2024年开始试产锂硫电池组,可为90分钟短途商业航班提供动力。
- Concorde Battery:推出了 RGX-520 镍镉电池系列,为传统宽体飞机提供了扩展的高温弹性,并于 2023 年在 50 架波音 767 上进行了测试。
11.商用飞机电池市场报告覆盖范围
这份商用飞机电池市场报告全面涵盖了技术进步、供应链趋势、区域绩效和主要利益相关者战略。它包括按电池类型和应用进行的详细细分,涵盖主要和辅助电源功能的锂基、镍基和铅酸技术。 2023年,全球记录了超过5,000次飞机电池更换,凸显了售后服务的重要性。
该报告分析了 40 多家电池制造商,跟踪了窄体、宽体和支线飞机上部署的 60 多个电池系统产品线。全球机队每年新增 1,900 多架新飞机,本报告重点介绍了航空公司和 MRO(维护、修理和大修)提供商采用的采购趋势和电池生命周期管理策略。
该分析结合了来自超过 35 个航空当局和 20 多个航空公司机队的数据,以评估电池的运行性能。市场覆盖范围扩展到嵌入式健康诊断、模块化结构和电池监控装置等技术开发。根据 DO-311A、DO-160G 和 EASA CS-25 等全球监管标准讨论环境合规性和热管理策略。
此外,该报告还对针对下一代电池化学(包括固态和锂硫开发)的投资趋势和研发计划提出了前瞻性观点。它提供了北美、欧洲、亚太地区以及中东和非洲的区域业绩展望,这些地区占全球飞机电池安装量的 95% 以上。本文件旨在通过提供对 2025 年及以后商用飞机电池前景的深入、事实驱动的见解来指导 OEM、供应商和投资者。
商用飞机电池市场 报告覆盖范围
| 报告覆盖范围 | 详细信息 |
|---|---|
| 市场规模价值(年) | USD 百万 2025 |
| 市场规模价值(预测年) | USD 百万乘以 2034 |
| 增长率 | CAGR of % 从 2020-2023 |
| 预测期 | 2025 - 2034 |
| 基准年 | 2025 |
| 可用历史数据 | 是 |
| 地区范围 | 全球 |
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