01eVTOL發(fā)展路線研判

構(gòu)型方面：eVTOL構(gòu)型商業(yè)化進程將歷經(jīng)三大階段，傾轉(zhuǎn)構(gòu)型將成為主流。

eVTOL動力源：將呈現(xiàn)液態(tài)電池—半固態(tài)電池—全固態(tài)電池的路線演進，以固態(tài)電池為動力源的eVTOL或?qū)⒃?030年實現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用

應(yīng)用場景：綜合技術(shù)、低空基礎(chǔ)設(shè)施和價格等多方因素，eVTOL應(yīng)用場景將遵循載物/載人—載客—私人飛行器三階段進行演進，最終目標(biāo)市場是私人消費市場。

或?qū)⒁来谓?jīng)歷導(dǎo)入→爆發(fā)→普及三大階段

1）導(dǎo)入階段（2025-2030）：市場應(yīng)用在某些特殊場景落地，以空中游覽飛行、醫(yī)療轉(zhuǎn)運為主，UAM逐步開始試點；

2）爆發(fā)階段（2030-2035）：UAM快速發(fā)展“空中出租車”、“空中小巴”等模式出現(xiàn)并普及；

3）普及階段（2035-）：eVTOL開始步入個人及家庭消費，私人飛行器逐步興起。

03eVTOL發(fā)展歷程有望類比新能源汽車

當(dāng)前或處于新能源車2010-2012年

發(fā)展階段：我們認為當(dāng)前eVTOL所處階段或類似于新能源汽車2010-2012年，此時新能源汽車處第一輪推廣應(yīng)用實施。該階段國家戰(zhàn)略層面提出汽車業(yè)電動化技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，明確新能源汽車為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。

對于eVTOL，后續(xù)有望復(fù)制新能源汽車發(fā)展路徑：

1）政府可能會出臺一系列政策，包括研發(fā)資助、稅收優(yōu)惠、補貼等，以促進eVTOL技術(shù)的研發(fā)和市場應(yīng)用。

2）可能會有示范項目和試點運行，以展示eVTOL技術(shù)的可行性和效益，類似于新能源汽車的早期推廣。

3）或建立相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施，如垂直起降場、充電站和維護設(shè)施。

04eVTOL電機和新能源汽車電機比較

驅(qū)動電機技術(shù)要求:

? 安全性：緊急情況下冗余50%功率輸出，第一指標(biāo);

? 環(huán)境適應(yīng)性：海拔8000-12000m，極冷極熱-90C~70C;

? 功率密度要求高：電機重量是電動飛機的設(shè)計要求的重要指標(biāo);

? 螺旋槳驅(qū)動電機軸承需承受多方向突加載荷：滿足航空飛機飛行過程中受到的不定向風(fēng)力來流。

目前無人機主要使用無刷直流電機，永磁同步電機具有更高的效率、功率密度及電池轉(zhuǎn)矩，當(dāng)前成為eVTOL電機的首選。eVTOL電機具備低速高扭，高帶寬轉(zhuǎn)速控制特點，發(fā)展趨勢為提高功率密度，同時滿足低轉(zhuǎn)速、大扭矩、裕度高、散熱好、效率高等要求。

05電機材料：硅鋼為目前主流

CoFe合金性能提升顯著但價格較貴

硅鋼:硅鋼為目前國內(nèi)主流材料，新能源汽車驅(qū)動電機的硅鋼片厚度通常在0.25-0.30mm,近年來總體趨勢是使用更薄的硅鋼片來降低渦流損耗，但在電機功率密度提升上存在限制。

CoFe合金：在所有材料中具有最高的磁密，由于定子和轉(zhuǎn)子之間的功率傳輸與磁通密度的平方成正比，因此，CoFe 材料替換電工鋼，相同重量電機功率密度可提升20%-30%，相同性能，電機重量可降低20-30%，但CoFe合金價格較貴，國外主流eVTOL主機廠的電機多數(shù)采用CoFe合金材料。

非晶材料：相比于硅鋼材料，非晶合金具有高電阻率、高磁導(dǎo)率、低矯頑力等優(yōu)異的性能，應(yīng)用于高速電機中可使鐵損顯著降低，理論上電機高速運行環(huán)境有可能，eVTOL電機需要低轉(zhuǎn)速，非晶優(yōu)勢不大。

06競爭格局：電機第三方外采為主流，

國內(nèi)電機廠商缺少適航經(jīng)驗，臥龍電驅(qū)具先發(fā)優(yōu)勢

在行業(yè)發(fā)展早期，缺乏上下游配套支撐，eVTOL廠商采用自研電機方式如Joby。隨著后續(xù)eVTOL配套電機增多后成立公司基本都是采用外購合作的方式。

新能源電機等技術(shù)積累下，國內(nèi)eVTOL電機性能逐步提升，目前主要缺少適航經(jīng)驗。國內(nèi)主要的整機公司目前采用進口電機和驅(qū)動系統(tǒng)，如Safan EngineUS和Magnix等，以確保產(chǎn)品開發(fā)，使用國外電機電驅(qū)系統(tǒng)來完成全尺寸驗證機的飛行測試，等待國內(nèi)相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的成熟。

臥龍電驅(qū)具備多重優(yōu)勢。除臥龍電驅(qū)外，國內(nèi)其他eVTOL電機廠商體量規(guī)模較小，臥龍電驅(qū)具備明顯資金、技術(shù)、規(guī)模等優(yōu)勢。與商飛成立了航空電動力系統(tǒng)創(chuàng)新中心，目標(biāo)是開發(fā)10kw-2000KW的電動力系統(tǒng)，已就4座/19座電動飛機動力系統(tǒng)開展研發(fā)，打造航空動力系統(tǒng)“3+1”產(chǎn)品體系。

07電推進系統(tǒng)操控和動力融合，

適航工作量大且關(guān)鍵，牽引電機、電控等獨立取證大勢所趨

不同于傳統(tǒng)飛機的操控和動力是完全獨立的，電推進系統(tǒng)操控和動力一體化會產(chǎn)生飛行操控和推力耦合問題。在整機適航當(dāng)中，電推進系統(tǒng)是eVTOL、eSTOL和eCTOL適航的關(guān)鍵阻力。

電機、電控等單獨取證可減輕主機廠適航成本，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展或為未來趨勢。對于電機、電機控制等具有較強通用性的設(shè)備，制定相應(yīng)的CTSO減輕主機廠的適航驗證成本和技術(shù)難度(類似于民航領(lǐng)域的發(fā)動機單獨取證)。一定程度上促進我國航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

國外：2024年3月20日，F(xiàn)AA就Safran Engine Us 100 電機適航取證的專用條件征求意見。同時，Safan還在進行EASA取證，2023年，Safran Electrical & Power已經(jīng)取得EASADOA并開始適航取證測試。

國內(nèi)：目前eVTOL配套的電機廠家整機一同適航，目前國內(nèi)電機和控制CTSO草案編制已經(jīng)完成，目前CTSO草案在民航局，未來可能視情推進后續(xù)安排。