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談起電動汽車，想必大家都不陌生——“高端大氣上檔次”的特斯拉電動車在媒體爆炒下無人不知，無人不曉；“低調土鱉有內涵”的比亞迪混電/電動車雖然名聲不如特斯拉顯赫，卻在廣東成為出租車和公交車進入人們的日常生活，甚至還有比亞迪的電動公交車出口美國。
前不久，埃隆馬斯克提出要造電動飛機，可參考雷鋒網消息：《馬斯克又要發大招：建造電動超音速飛機》——
“包括飛機和輪船的所有交通工具都將全電動化——不只是半電動的混合動力，而是完全的電動化，”馬斯克說道，“這是完全沒有問題的。”
電動飛機是黑科技？
其實電動飛機并不是黑科技，國內外早有一系列成熟的產品。
（E-Spyder）
E-Spyder由中國某公司設計，于2009年在美國EAA展示。E-Spyder是一款超輕型單座鋰電池電動飛機，動力裝置為一臺20千瓦的電機，續航時間40分鐘。
（E-430）
E-430由中國某公司設計，采用近似動力滑翔機的外形設計，高度流線形低阻機身使飛行能耗降到最低。機頭安裝的動力系統主要包括電動機和三葉復合材料螺旋槳。整機采用全復合材料，具有結構簡單、重量輕等優點。
E-430空重255千克（包括蓄電池），最大起飛重量430千克；最大平飛速度150千米/小時，巡航速度95千米/小時。標準續航時間2小時，最大續航時間3小時。
因電費比航空燃油便宜，飛機最大優點是經濟性好。目前，飛機已通過了德國適航認證。
（RX1E）
RX1E由沈陽航空航天大學設計，于2012年11月面世。該機以稀土永磁同步電動機為動力，高能鋰電池為能源，整機使用復合材料，一次充電飛行45-60分鐘，最大時速160千米/小時，最大起飛重量480千克。RX1E于2013-2015年獲得適航證和生產許可證，并已量產，售價為98萬人民幣。試生產的首批18架已與客戶簽約，并已部分交付客戶，被用于飛行訓練，將來可能還會用于旅游觀光。
（E-Fan）
E-Fan由空客設計，續航時間為45分鐘至1小時，最大時速218千米/小時，雙電機總功率為60千瓦，最大起飛重量580千克。2015年，E-Fan成功飛越英吉利海峽。
因此，電動飛機雖然聽起來科幻感十足，但并非黑科技，中國和歐洲早已有一些列成熟產品，有的早已亮相展會，有的拿到了適航證和生產許可證，有的已經交付客戶使用。
鋰電池電動力系統
鋰電池電動力系統由鋰電池組輸出直流電，DC一DC轉換器對電壓和電流進行調制，然后輸送給DC一AC轉換器逆變器，再輸送給交流電機，或者輸送給脈沖寬度調制器，最后輸送給直流電機。電機帶動螺旋槳推動飛機飛行，整個系統的運行由綜合控制系統進行控制。為保障鋰電池組的性能和有效工作，需要具備條件電池單體的高性能和一致性，低電阻連接設計，電池包良好的散熱結構，電池包管理系統等。
高性能與一致性看起來簡單，而國內新能源汽車創業公司大都選擇日韓電池的原因卻往往就在這里。
鋰電池電動力系統最大的不足是鋰電池比能量數值有限。
具體來說，鋰電池和汽油的比能量數值分別為：0.15—0.25kWh/kg和12—12.5kWh/kg，碳氫燃料是除液氫外比能量數值最高的燃料，即使只有30%的能量被利用上，比能量仍高達3.6—3.7kWh/kg，相當于鋰電池的20倍。
電動力系統存在偏重的問題。
電動力系統和機體結構的重量系數達到0.70—0.85，約為常規飛機的2倍。另外，電動飛機還存在性能差，環境適應性差，安全性、可靠性有待驗證等問題。目前的電動飛機僅能滿足最基本的飛行。
誠然，電力具有通用性、靈活性、可再生（相對于煤炭、石油、天然氣）、輸送的便捷性等特點使其在能源上具備先天優勢，電力取代化石燃料是時間問題，但現在的技術水平還無法達到這一要求。哪怕是軍艦所謂全電推進也是用大功率燃機發電，而非使用鋰電池。
氣動布局技術
氣動布局簡單的說就是飛機的外形，因空氣阻力和氣流升力的影響，不同的外形會對飛機的性能造成很大的影響。
比如RX1E就采用了常規氣動布局，常規布局可以把飛機的長寬比做到很大，利于發揮大機翼和長發動機的優勢。而RX1E類似于滑翔機的設計，在電機動力有限的情況下給RX1E提供了升力。
另外，軍機的氣動設計會更加復雜，比如成飛的J10就采用了中距耦合鴨式布局；達索的幻影2000采用了無尾三角翼布局；洛馬的F22因為其發動機F119獨步天下，選擇了常規布局。
（F22）
因電動飛機在巡航時速度較低，飛行雷諾數低，而在高空長航時飛機飛行環境復雜（密度、溫度、高空風等），大翼展機翼的氣動彈性問題難解決，因此，電動飛機的氣動設計要求比常規動力飛機苛刻，要達到極低能耗和極高效率。
氣動設計是無數次成功或失敗的經驗積累，飛機模型要在風洞中反復測試，在試飛和交付用戶后不斷改進，這些都要花費巨大的時間成本和資金成本。
具體來說，頂級的風洞只有中、美、俄才有，而且因為風洞巨大的耗電量，往往會配屬專門的核電站為風洞供電。而經過風洞驗證的氣動外形，會被用在原型機上，原型機在試飛過程中會根據實際情況改進氣動設計，比如J20于2011年曝光，迄今為止以制造7架原型機，最新的2017和最初的原型機在氣動設計方面已經有很大的改進。另外，原型機試飛是非常危險的，因為新的氣動設計存在太多不確定因素，很有可能發生機毀人亡的事故。
（J20）
氣動設計和技術驗證的門檻很高——韓國舉國之力也很難完成，T50教練機只能找洛馬做設計，吹風洞。以至于洛馬曾經將韓國“國產”的T50教練機，作為洛馬的產品，并放在洛馬的官網上和其他洛馬設計的飛機一同展示。（當然，T50教練機的氣動設計難度和玩具一樣的電動飛機完全不是一個難度的）。
誠然，如同玩具般的電動飛機的氣動設計門檻遠遠無法與J20、F22這類4代戰機相提并論，對波音、洛馬、中航工業這樣的老牌航空巨頭來說更是小兒科的事情。
但對從未設計過飛機，技術積累為零的航空工業門外漢來說，如果不參照已有的成熟產品或公開的技術成果，或者像韓國人那樣找航空巨頭幫忙，一切要從零開始摸索的話，憑一己之力搞定電動飛機整條產業鏈可謂難于上青天。即使最后做出來了項目研發周期被大幅拉長，項目大幅延期是必然的。
材料和結構
因電動飛機的動力系統存在重量偏大，功率偏低的問題，電動飛機機體結構就必須要比常規動力飛機更強，重量更輕。比如RX1E、E-Fan、E-430等都采用復合材料制造，機身空重普遍在200千克到300千克。
而電動飛機，特別是高空長航時的電動飛機本身的一些特性非常不利于結構設計，如超大尺寸/大撓度機體、大展弦比/大面積機翼、電動力系統部件集成安裝等。這些特點使在設計上很難有效滿足強度、剛度和氣動彈性等基本要求。
因此，結構和材料技術也是制約電動飛機發展的關鍵技術。
新型高強度輕質材料，如各種先進復合材料、高強度柔性薄膜；實現更高效率的全新的結構形式，如薄壁盒形梁/管形梁、桁架結構、蜂窩/泡沫夾芯結構；突破結構設計極限，包括尺度（如超長、超薄等）、形狀和承載能力等。如果無法突破上述關鍵技術，那么電動飛機將因為超重無法起飛，或因為結構強度不足而在空中解體。
另外，航電系統、飛控系統等關鍵技術也對電動飛機至關重要。
包裝成高科技的特斯拉汽車
特斯拉電動飛機最大的困境在于缺乏核心技術。
雖然對于電動飛機的具體信息還有待披露，但以電動汽車來看，特斯拉電動車在技術方面著實乏善可陳，馬斯克在技術研發上的實力顯然大幅遜色于其炒作能力和資本運作能力。
2014年，馬斯克表示“如果我們的目標是創造令人驚艷的電動車，而我們的知識產權僅僅被用來抑制后來人，那我們的行為則是在違反我們的初衷。”于是特斯拉汽車公司宣布開放其所擁有的280項技術專利，相比之下，中國部分企業2013年獲批專利數量為：
比亞迪股份有限公司(340項專利)、華為終端有限公司（288項專利）、奇瑞汽車股份有限公司（276項專利）。
顯然，特斯拉汽車公司所擁有的技術專利數量顯然比不上比亞迪一年獲批的專利數（注意：是獲批，不是申請）。而和華為、中石化、中興等更是相距甚遠......（當然，不可否認，特斯拉還比較年輕，這里要講的是特斯拉的技術專利還不成熟）
再看專利質量，特斯拉汽車公開的技術專利大多是關于氣動避震、電傳操控等方面，實際上傳統汽車廠商在這方面研究深度也遠遠超過特斯拉汽車，好比中國將J5的技術資料公布于世，對洛馬、蘇霍伊、達索來說毫無技術價值可言......
而特斯拉真正具有競爭力的充滿后現代和科幻風的外觀——但馬斯克說得很明白，“只共享技術專利”，對于外觀設計專利......你懂得。
當然，馬斯克的成就是無可否認的，這位致力于改變世界的男人在創新技術領域的貢獻依舊是可圈可點的，這里只是就事論事來探討下技術。
電池技術上的不足
對電動汽車和電動飛機，具有高能量密度的電池尤為重要。特斯拉電動車的電池采用的是松下的NCR18650鈷酸鋰電池，一輛車用上8000枚串聯的NCR18650鈷酸鋰電池。
（NCR18650鈷酸鋰電池）
而鈷酸鋰電池雖然有著非常高的能量密度比，但安全系數并不高——鈷酸鋰電池在180攝氏度時都就會釋放處氧氣，氧氣導致更加的不穩定，進而惡性循環，更多的氧氣導致更加低的起火溫度；另外，鈷酸鋰電池電解液稍有不慎，比如震動、溫度升高就會造成電池內部壓力升高，然后發生爆炸，而脆弱的電池外殼在受到外力撞擊時很容易破裂，導致電解液揮發起火/爆炸——這是特斯拉實際起火/爆炸率遠高于傳統汽車的罪魁禍首。
中國工程院院士楊裕生也在近日發文傳達了對新能源汽車的看法，里面提到：“蓄電池是含能器件，存在不同程度的危險性；比能量越高的電池，發生安全問題的幾率越高，特斯拉不斷燒車，可以為鑒。”
（自燃的特斯拉）
而特斯拉在電池技術上的貢獻僅限于電池的排列方式，添加了保險絲和冷卻劑，說穿了就是因為電池不安全，所以設計更多的保障措施來降低風險。
NCR18650鈷酸鋰電池的不安全性+鋰電池組底盤排列使駕駛員處于潛在的火源之上。而底盤發生碰撞后，便會產生嚴重的后果。在血與火的教訓后，馬斯克對特斯拉底盤加裝鋼板，降低因底盤碰撞發生起火的概率。
特斯拉汽車想顛覆這個行業，但以特斯拉汽車在使用中的實際起火率來看，添加了保險絲和冷卻劑，加裝鋼板等防護措施并沒有起到多少作用——
2013年10月1日，特斯拉Model S在路邊起火燃燒；
10月18日，特斯拉Model S在墨西哥高速行駛時失控，撞擊混凝土障礙物后又撞擊樹木，停止后發生起火、爆炸；
11月6日，特斯拉Model S在美國田納西州士麥那起火燃燒，田納西州公路巡邏隊稱，當天下午這輛電動汽車沖向拖車掛鉤，撞擊底盤后發生火災；
11月15日，特斯拉Model S車主把車停在了自家車庫里充電，凌晨3點左右突然起火......
在2013年，特斯拉Model S總計賣出21000余輛，相對于較小的總量，自燃概率著實不低。
（發生起火事故的Model S）
而以電池起家的比亞迪（王傳福在有色金屬研究院就是研究電池的），雖然汽車技術相對國際大廠還有相當大的差距，但其磷酸鐵鋰電池安全性強，高溫性能好，在350攝氏度以下是相當穩定，不必擔心起火爆炸。
雖然，比亞迪電池的能量密度不如鈷酸鋰電池，但其安全性卻是鈷酸鋰電池所不能比擬的——
2014年4月13日，一輛比亞迪秦在充電中發生自燃事故，車尾燒壞，雖然充電線燒毀，但電池完好無損，比亞迪認為起火原因在于車主擅自改裝，使用了劣質線插引起火災；
2014年10月7日，一輛運輸20量比亞迪秦的平板車失火，20輛比亞迪焚毀，在烈火中焚燒1小時后電池依舊沒有爆炸。在比亞迪的自燃事故中，鮮有因為電池原因引起的。
（平板車燃燒）
馬斯克之所以采用松下的NCR18650鈷酸鋰電池，很大程度上就是為了規避傳統電動車公司的電池專利訴訟——至少在2014年以前，特斯拉汽車在最核心的電池技術上并無多大建樹。
能解決電池技術么？
早在2014年2月，特斯拉就在官網上發布消息，宣稱要建成“全球最大”的鋰電池工廠。
在原材料方面，雖然美國本土的鋰電產業鏈并不強，但完全使用美國原材料的話，除了電池負極外，其他方面并非做不到：
電池的電極方面，美國的正極材料生產商只有2014年剛建成的BASF位于俄亥俄州的正極工廠，但該廠產品顯然不具備性價比；雖然美國有石墨礦，但并沒有體量大、資歷老的電極負極工廠，到時恐怕還是要從中國進口相對廉價的石墨負極材料。
電解液也可以從BASF在美國的Novolyte電解液工廠供貨，膈膜有Celgard，雖然性價比比較低......
電芯生產技術方面，據傳言特斯拉在和日本松下的合作過程中，挖走了一些電芯專家，那么假以時日，特斯拉解決電芯技術并非不可能。
因此，從技術角度而言，從中國購買負極材料后，特斯拉能依托美國的鋰電池產業鏈生產鋰電池，但是非常不具有性價比，在商業上的可行性并不高，而且在安全性方面也有待時間檢驗。另外，相對于比亞迪經過市場檢驗的磷酸鋰鐵電池，特斯拉在北美的電池工廠預期要到2017年才能投產。
馬斯克電動飛機的困境
即使解決了電池技術，并不意味著就能造電動飛機，上文提到過電動飛機的技術難點中很多都是需要在傳統飛機制造業有一定技術積累才能做到的，這也解釋了第一波造出電動飛機的是沈陽航天航空大學、空客等在傳統飛機設計、制造方面有一定技術積累的機構。
而這恰恰是馬斯克的軟肋，如果無法獲得外部的技術支持，比如借助美國強大的航空工業實力，類似于聯想組裝電腦那樣，從美國航空工業產業鏈中采購零件組裝電動飛機。單憑自己閉門造車，要成功打造電動飛機談何容易。
事實上，細心的人都能發現，每當馬斯克兜售高科技概念之時，其股價必然瘋漲。而馬斯克，則高位套現退場，就像他對Paypal所作的那樣。隨后和NASA合作“太空X”項目，技術由NASA提供，而馬斯克負責資本運作.....“太陽城”、“特斯拉”、“真空管快車”、“電動飛機”一個又一個高科技概念讓人眼花繚亂，應接不暇。
至于這些項目是否會對產業發展和技術進步起到多少作用這個還有待時間檢驗，可以說馬斯克憑借高科技光環，在資本市場上反復套現的技巧讓人驚嘆。當然，無可否認，他確實在為促進科技進步做出貢獻，盡管還是一些看起來“瘋狂”的舉動。
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