汽车及汽车零部件行业研究：产业属性优化，技术迭代加速—eVTOL专题一（三电产业链）

投资逻辑 eVTOL应用前景广阔，政策持续催化，适航认证有望加速落地。低空经济纳入国家规划，相关政策频出，彰显国家发 展决心，四部门新政策将通航商业化进展提前至27年，预计后续政策催化在于产业化落地的提速及空域管理的优化；产业端当前亿航、峰飞eVTOL已获得TC适航证，其他主机厂也在密集申请，预计26年TC证颁布密集落地，产能方面当前亿航、峰飞设计产能600、1000台。 eVTOL三电系统较汽车价格、更换频率提升，带来市场扩容。根据《客运eVTOL应用与市场白皮书》预计，2030年国 内eVTOL需求达16316架，假设单机用电机电控80万元（车用约8000元），对应国内eVTOL电机前装市场规模约131亿元，eVTOL的使用寿命以20年计，电机一般需更换4次（相较汽车，eVTOL对于可靠性的要求性极高，为保障eVTOL的使用寿命，电机更换相对频繁），假设更换均价60万元，对应eVTOL生命周期内电机后装市场392亿元；假设单eVTOL带电量200kWh，价格3元/Wh（车用约0.4-0.6元/Wh），对应单机电池价值量60万元，则对应前装市场98亿 元，假设eVTOL的单次飞行航程为50公里，电池最大可供续航航程为300公里，单日飞行次数8次，电池循环寿命 1000圈，eVTOL使用寿命20年，则测算得电池的使用寿命为1.4年，电池更换次数为14次，假设更换均价45万元， 对应电池后装市场1028亿元。 eVTOL三电壁垒显著提升，竞争格局有望重塑。1）电机电控：相较车用场景，高适航标准大幅提升eVTOL电机市场准入门槛，当前电机电控主要随机适航，供应商切换难度大，亿航等企业的电机电控以自研为主，沃飞、商飞等则寻找第三方供应商开发合作，率先与头部客户合作的企业将具备卡位优势，当前卧龙电驱已与商飞、沃飞等头部客户展开 合作；2）电池：相较车用场景，eVTOL对电池能量密度（400Wh/kg以上）、放电倍率（瞬时5C以上且维持时间较长）及热管理提出更高要求，当前国内主流电池企业多已开发产品与客户展开送样测试。 eVTOL三电高性能要求推动技术迭代加速。1）电机材料非晶有望替代硅钢片：电机功率改进方案在于材料改进及高效 散热，非晶材料较硅钢片的损耗密度更低，应用于铁芯有利于提升电机功率密度，生产非晶带材具备较强技术门槛，云路股份、安泰科技、中研非晶均已积极开发非晶材料在高性能电机的应用，有望实现技术迁移；2）软包电池体系有望重塑：软包相较方形、圆柱具备高能量密度、高放电倍率优势，eVTOL端价格接受度高，解决成本较高的痛点，软包有望构成主流路线，软包体系下预计短期为高镍三元+硅负极（300+Wh/kg），长期向固态电池过渡（400+Wh/kg）；3）铝塑膜环节有望受益：软包电池（包括高镍体系、固态体系）均需要铝塑膜作为封装材料，铝塑膜技术壁垒极高，仍由海外企业主导，国产铝塑膜的主要性能和关键指标与海外接近，新场景的应用有望加速国产替代。 投资建议与估值 低空经济的推出及eVTOL应用场景的落地打开了三电赛道的长期增长新空间，迎来产业属性重塑和技术迭代加速。电机方面建议关注和客户合作领先的电机企业卧龙电驱等，电池方面建议关注软包体系领先&客户合作领先的宁德时代、孚能科技等，非晶材料方面建议关注云路股份等，铝塑膜建议关注紫江企业等。 风险提示 低空经济相关配套政策落地不及预期，空管系统等基础设施设备落地不及预期，eVTOL企业适航进展不及预期等，三电系统产品性能提升不及预期。 内容目录 一、eVTOL应用前景广阔，政策、产业持续催化5 1.1eVTOL应用前景广阔，构型向复合翼、矢量推进型迭代5 1.2政策端、产业端持续推进，预计30年国内需求超1.6万架7 二、eVTOL电机电控：壁垒较车用提升，材料领域非晶有望替代硅钢片11 2.1规模：eVTOL带来百亿级电机前装市场，更换频率高后市场规模可观11 2.2壁垒：eVTOL电机壁垒在于高功率密度及适航12 2.3技术趋势：功率密度提升在于材料改进与高效散热，非晶材料有望替代硅钢片14 三、eVTOL电池：性能要求大幅提升，软包赛道有望重塑19 3.1规模：eVTOL带来近百亿级电池前装市场，后装市场规模可期19 3.2壁垒：eVTOL电池追求高能量密度、高放电倍率，较车用壁垒提升20 3.3技术趋势：软包电池行业有望迎来重塑，铝塑膜环节有望受益21 四、重点关注企业24 4.1卧龙电驱：国内电机龙头，积极推进eVTOL产品研发24 4.2松正电机（未上市）：电动航空用电机国内进展领先25 4.3宁德时代：凝聚态电池有望打造航空级产品标杆26 4.4孚能科技：国内软包电池领先企业，有望受益eVTOL软包路线27 4.5紫江企业：国内铝塑膜龙头企业，拟分拆铝塑膜业务上市28 4.6云路股份：国内非晶材料龙头，技术有望向航空级延伸28 4.7安泰科技：国内非晶材料先行者，已为多家头部车企合作29 4.8中研非晶（未上市）：专注非晶、纳米晶材料，与北极鸥开发非晶电机30 五、风险提示30 图表目录 图表1：eVTOL在综合用时、碳排放、私密性、舒适性等方面具有较为明显的优势5 图表2：eVTOL主要构型与应用场景5 图表3：全球eVTOL项目进展分布（2022年）6 图表4：全球超700个eVTOL设计研发项目按构型分类（2022年）6 图表5：汽车企业eVTOL研发6 图表6：航空企业eVTOL研发7 图表7：新兴科技公司典型eVTOL研发7 图表8：2021年以来中央发布的相关政策8 图表9：适航审定过程9 图表10：国内主机厂适航审查进展10 图表11：不同应用场景下中国eVTOL机队规模预测（2030年）11 图表12：三电系统在汽车成本占比约50%（2022年）11 图表13：推进系统（电机）、能源系统（电池）在eVTOL成本占比50%11 图表14：国内eVTOL给电机带来前装/后装市场预测（2030年，亿元）12 图表15：永磁同步电机vs无刷直流电机12 图表16：电动汽车电机主要指标13 图表17：电动飞机电机主要指标13 图表18：国际民航组织对于民用飞行器的相关认证资质许可14 图表19：非晶合金vs硅钢性能对比15 图表20：非晶电机优势15 图表21：使用非晶铁芯比普通硅钢减少75%铁芯消耗15 图表22：2015-2022年中国非晶、纳米晶材料产量16 图表23：2019年非晶合金全球市占率16 图表24：2019年非晶合金国内市占率16 图表25：部分非晶、纳米晶合金磁材企业基本情况17 图表26：中国碳纳米管出货量及预测17 图表27：中国碳纳米管市场份额占比17 图表28：风冷油冷优势劣势对比18 图表29：电机系统集成特征18 图表30：在eVTOL生命周期内电池更换次数测算模型19 图表31：在eVTOL生命周期内电池更换次数敏感性分析（最左列：单日飞行次数；最上行：循环寿命）19 图表32：国内eVTOL给电池带来前装/后装市场预测（2030年，亿元）20 图表33：动力电池能量密度与飞行汽车有效载荷及航程20 图表34：飞行汽车城市空中交通典型工况动力电池电流输出及放电倍率20 图表35：eVTOL对放电倍率性能、热管理提出更高要求21 图表36：电池企业航空电池产品布局21 图表37：高镍三元电池能量密度演进趋势22 图表38：软包相较圆柱、方形电池有更高能量密度22 图表39：2020年全球铝塑膜主要生产企业市占率23 图表40：国内铝塑膜企业份额（1H21）23 图表41：相关公司盈利预测与估值24 图表42：卧龙电驱营业收入（亿元）24 图表43：卧龙电驱归母净利润（亿元）24 图表44：卧龙电驱航空电驱动力系统“3+1”产品布局25 图表45：卧龙电驱电机类型25 图表46：天津松正电动航空电机类型26 图表47：宁德时代营业收入（亿元）27 图表48：宁德时代归母净利润（亿元）27 图表49：孚能科技营业收入（亿元）27 图表50：孚能科技归母净利润（亿元）27 图表51：紫江企业营业收入（亿元）28 图表52：紫江企业归母净利润（亿元）28 图表53：云路股份营业收入（亿元）29 图表54：云路股份归母净利润（亿元）29 图表55：公司非晶产品29 图表56：安泰科技营业收入（亿元）30 图表57：安泰科技归母净利润（亿元）30 一、eVTOL应用前景广阔，政策、产业持续催化 1.1eVTOL应用前景广阔，构型向复合翼、矢量推进型迭代 eVTOL指以电力作为飞行动力来源且具备垂直起降功能的飞行器，具有垂直起降、智能操作、快捷机动等特点。与汽车、高铁等传统出行方式相比，eVTOL在特定路程范围内，具有高效便捷、低噪音、低碳排放、舒适私密等优点；与直升机等传统飞行器相比，具有成本和环保优势。 图表1：eVTOL在综合用时、碳排放、私密性、舒适性等方面具有较为明显的优势 来源：《2023中国垂直出行市场展望报告》，国金证券研究所 根据《2023中国垂直出行市场展望报告》，基于推进动力方式，目前在研的eVTOL项目可分为多旋翼型、升力与巡航复合型、倾转旋翼/机翼型和倾转涵道型四大类。其中后两类因飞行器可通过改变螺旋桨/机翼/涵道方向实现飞行器的起降和巡航，又称为矢量推进型。 1）多旋翼型：多旋翼型eVTOL适航认证难度相对较低，但有效载荷和航程都相对有限，主要满足低空旅游观光、市内空中出租、机场接驳等中短途交通运输场景需求为主。初创公司大多采用该构型作为第一代产品，在此基础上，逐步积累技术研发实力和供应链垂直整合能力。 2）升力与巡航复合构型：由于配置了专用的水平推进螺旋桨，有效地提升了巡航阶段的气动效率、航程和安全性。但该构型“死重”（对当前飞行没有帮助，但因种种因素又不得不携带的部件重量）较大，限制了有效载荷的进一步提升。 3）倾转旋翼/机翼构型：与前两种构型相比，倾转旋翼/机翼构型在垂直阶段和水平阶段共用一套螺旋桨，降低了“死重”，在航程、巡航速度和载重比方面优势明显，具有较好的有效载荷、最大起飞重量和运营经济性。但矢量推进的倾转机械结构对技术可靠性和飞行姿态控制带来了额外的挑战，预计适航认证难度也会有所增加。 4）倾转涵道构型：倾转涵道风扇构型与倾转旋翼/机翼构型类似，区别在于该构型将裸露在外的风扇结构装入涵道中，在动力可靠性、地面伤害烈度、噪声控制、气动效率等方面实现了更好的平衡。涵道风扇的设计使飞行器在悬停模式下的气动效率更高，同等工况条件下的耗电量更少，更适于中长距离的运输场景。 图表2：eVTOL主要构型与应用场景 多旋翼型升力与巡航复合型倾转旋翼/机翼型倾转涵道型 通过改变涵道推力方 架构示意 通过多个（通常多于4个）固定 螺旋桨实现起降和巡航动作 VOLOCPTERTER、AIRBUS、亿 升力与巡航用的螺旋桨是独立的，分别实现垂直起降和巡航 VOLOCOPTER、VERTICAL、 通过倾转不同螺旋桨或机翼方向实现飞行姿态控制与起降 向，实 现不同场景下的垂直起降于 巡航 主要玩家 航等 AUTOFLIGHT、亿航等 AIRBUS等LILIUM、PANTUO的呢该 多旋翼型 升力与巡航复合型 倾转旋翼/机翼型 倾转涵道型 载重 1-3位乘客 2-5位乘客 2-5位乘客 4-7位乘客 最大时速 80-150km/h 150-200km/h 180-250km/h 200-300km/h 最大航程 20-50km 150-250km/h 200-250km/h 175-300km/h 主要应用场景 空中出租车 机场接驳 低空旅游 短途紧急救援 空中出租车 机场接驳 城际短途航班 物流运输等 空中出租车 机场接驳 城际短途航班 物流运输等 城际中长距离航班 紧急救援 观光旅游等 来源：《2023中国垂直出行市场展望报告》，国金证券研究所 中短程多旋翼向复合翼迭代，长航程关注矢量推进型。据民航新型智库及2022