企业竞争图谱-2024年低空经济：动力系统 头豹词条报告系列

Leadleo.com 企业竞争图谱-2024年低空经济：动力系统头豹词条报告系列 马天奇·头豹分析师 2024-06-21未经平台授权，禁止转载 版权有问题？点此投诉 制造业/电气机械和器材制造业/电机制造 工业制品/工业制造 行业： 低空经济 电控 动力系统 关键词： 行业定义 eVTOL主要采取纯电推进和混电推进两大类型新能源… AI访谈 行业分类 按照推进源的分类方式，低空经济：动力系统行业可… AI访谈 行业特征 低空经济：动力系统行业特征包括：1.eVTOL动力系… AI访谈 发展历程 低空经济：动力系统行业目前已达到3个阶段 AI访谈 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 AI访谈 行业规模 低空经济：动力系统行业…评级报告1篇 AI访谈SIZE数据 政策梳理 低空经济：动力系统行业相关政策5篇 AI访谈 竞争格局 AI访谈数据图表 摘要eVTOL主要采取纯电推进和混电推进两大类型新能源动力系统，全电动包括锂电池、氢燃料电池、太阳能电池三种，混合动力包括锂电池+氢燃料电池、锂电池+燃油两种。全电动技术项目数量占比达66%，混合动力技术项目占比约为28%。eVTOL普遍采用多旋翼或多涵道风扇分布式电推进设计技术，该技术可以显著降低推进系统的体积和噪音，同时增强推进效率并确保足够的安全冗余度。低空经济：动力系统行业产业链上游为核心原材料，主要包括永磁材料、硅钢、扁线、轴承、定子/转子、电机轴等生产厂商；产业链中游为动力系统各细分制造环节，主要包括电机、电控、螺旋桨、配电系统、冷却系统、推进器厂商；产业链下游为集成环节，主要包括eVTOL整机制造厂商（部分厂商也参与中游制造）。预计2024年—2030年，低空经济：动力系统行业市场规模由64.47亿元增长至309.31亿元，期间年复合增长率29.87%。 低空经济：动力系统行业定义[1] eVTOL主要采取纯电推进和混电推进两大类型新能源动力系统，全电动包括锂电池、氢燃料电池、太阳能电池三种，混合动力包括锂电池+氢燃料电池、锂电池+燃油两种。全电动技术项目数量占比达66%，混合动力技术项目占比约为28%。eVTOL普遍采用多旋翼或多涵道风扇分布式电推进设计技术，该技术可以显著降低推进系统的体积和噪音，同时增强推进效率并确保足够的安全冗余度。 [1]1：https://att.caacne… 2：https://att.caacne… 3：《eVTOL的性能特征、… 低空经济：动力系统行业分类[2] 按照推进源的分类方式，低空经济：动力系统行业可以分为如下类别： 低空经济：动力系统行业基于动力形式的分类 全电动推进 （无需发动机） 拥有无污染排放和低噪声水平的优势，但由于现阶段电池能量密度的局限，它的续航距离和负载能力仍然受到一定限制。动力装置设计为多电机和多电池的分散式配置。 低空经济：动力系统分类 混合动力推进 （发动机+电机） 通过融合电池技术与其他能源形式，比如氢能或传统燃料，这种设计在续航和负载方面展现出其优越性。其动力结构通常由若干电机组成，并辅以一个备用的内燃机或燃料电池单元。 更适合短途城际航线垂直起降模式，是城市空运市场从传统动力飞机向全电动飞机发展的重要过渡。为加快符合适航审定与任务需求，部分全电项目转向了混合动力技术。 太阳能推进 2024年美国国家航空航天局发布文章表示支持创建CoFlowJet的MAGGIE（火星航空和地面智能探测器），这是一种太阳能eVTOL（创新先进概念计划一 部分），可用于探索几乎整个火星表面进行研究。此外部分无人机公司（如KrausHamdaniAerospace获得美国海军合同）开展探索尝试开发太阳能eVTOL。 [2]1：https://www.nasa.… 2：https://www.china… 3：https://wallstreetc… 4：华尔街见闻、航空产业… 低空经济：动力系统行业特征[3] 低空经济：动力系统行业特征包括：1.eVTOL动力系统价值量大，电机和电控是主要单元；2.eVTOL动力系统相较汽车电机壁垒较高；3.全电推进和混合电推进并行 1eVTOL动力系统价值量大，电机和电控是主要单元 根据《LILIUmAnalystPresentation》，eVTOL单机价值量为250万美元，推进系统（电机、电控、螺旋桨等）、结构和内饰、航电与飞控价值量占比分别为40%、25%、20%。以四轴八桨多旋翼构型的eVTOL为例,垂直推力系统主要由8套垂起电机、电调、REU、电机冷却系统和螺旋桨组成。参考新能源汽车中三电系统占比约50%，其中动力电池占比38%。驱动电机和电控系统各约占6.5%和5.5%。由于eVTOL动力系统相比新能源汽车所需电机更多（一般一至两个，多则如仰望U8配备4个轮边电机），预计电机电控在eVTOL的成本占比在15%-20%左右，占比较大。 2eVTOL动力系统相较汽车电机壁垒较高 航空电机开发需遵循航空级DO178、DO254、DO160标准，保证设计输出的可靠性，行业要求较高。相比于传统汽车电机，航空电机存在以下特征：1.安全性要求较高。紧急情况下冗余50%功率输出，是第一指标；2.需要适应各类极端环境。可以适应海拔8,000-12,000m，极冷极热-90℃~70℃。3.功率密度要求高。当前，汽车用电动机的标准质量功率密度大约是2kw/kg，而航空用推进电动机通过采用耐高温的绝缘材料、磁性更强的永磁体和质量更轻的结构材料，已经实现了电动机本身的标准功率密度超过5kw/kg。4.螺旋桨驱动电机轴承需承受多方向突加载荷。 3全电推进和混合电推进并行 企业层面，目前航空发动机行业对eVTOL动力系统存在分歧。例如罗罗公司与普惠加拿大公司均看好小型全电动eVTOL的发展前景，认为其实现相对容易且将成为城市生活的一部分。然而，赛峰集团（与贝尔公司合作研究混动解决方案）持保守态度，认为未来20年内难以实现能够支持eVTOL飞行超过30分钟且载重超过100kg的全电动架构，预计在相当长一段时间内仍需依赖混合电推进系统。根据《通用航空装备创新应用实施方案2024-2030年》规划，政策以电动化为主攻方向，兼顾混合动力、氢动力、可持续燃料动力等技术路线发展，中国市场未来全电动依然是主要方向。但为了兼顾500-2,000公里范围内的支线、干线通用航空运输较大市场需求，混合动力可以弥补全电动的短板（续航和起重能力不足）。 [3]1：https://www.36kr.c… 2：https://baike.pcau… 3：https://www.china… 4：https://www.aeros… 5：https://baijiahao.b… 6：《LILIUmAnalystPres… 低空经济：动力系统发展历程[4] 全电动强盛期2014~2016 2016年2月11日，OpenerBlackFlyv2在美国加利福尼亚州帕洛阿尔托附近进行了首次无人驾驶飞 行。 2016年2月17日，阿奎尼亚沃尔塔(AquineaVolta)在法国卡斯泰尔诺达里(Castelnaudary)首次悬停飞行。 2016年3月30日，VolocopterVC200在德国卡尔斯鲁厄附近的布鲁赫萨尔机场进行首次载人飞行。2016年5月18日，TrekAerospaceFlyKart1在一个秘密地点进行了首次无人驾驶自由飞行。2016年9月13日，Tier1RobinsonR44电动直升机在美国加利福尼亚州洛斯阿拉米托斯的洛斯阿拉米托斯陆军机场首次载人飞行。 全电动形式逐步被企业认定为未来方向，纷纷押注。 多种动力形式发展期2016~ 2018年，罗罗推出基于M250发动机的混合动力eVTOL。2018年，瑞士推出aEro2混合动力 eVTOL。 2019年，贝尔公司发布混合动力的eVTOL空中出租车概念Nexus。 2020年，JobyAviation预生产原型机的正式亮相。 eVTOL动力系统随eVTOL发展共经历三段历程，第一阶段（2011-2014年）：这一时期标志着eVTOL技术的早期探索，主要集中在电动动力系统的测试和验证。这个阶段的飞行器主要是原型机，重点在于验证电动飞行的可行性。由于技术尚处于起步阶段，飞行往往限于短距离和低空；第二阶段（2014-2016年）：全电动eVTOL开始进行更多的公开测试，包括无人驾驶和载人飞行。这个阶段表明全电动eVTOL技术的成熟和可靠性提升，使得进行载人测试成为可能。全电动动力系统因其清洁能源和较低的噪音污染而得到重视；第三阶段（2016年-至今）：该阶段混合动力和其他新型动力系统开始被整合到eVTOL设计中，以提高性能和续航能力，随着技术进步和能源需求的多样化，混合动力eVTOL应运而生。这种趋势反映了对更长航程、更高载重能力和更广泛应用场景 动力形式探索期2011~2014 2011年8月12日，SolutionF电动直升机演示机在法国韦内勒首次自由飞行。 2013年，VolocopterVC200在德国卡尔斯鲁厄莱茵施泰滕FairHall进行首次无人驾驶飞行。 2014年8月11日，OpenerBlackFlyv1在加拿大安大略省科堡进行首次无人驾驶飞行。 2014年8月13日，美国宇航局润滑闪电混合柴油电动倾斜翼垂直起降飞机在美国弗吉尼亚州汉普顿的美国宇航局兰利着陆载荷设施进行首次系留飞行。 eVTOL以全电动与油电混合形成行业动力形式开端。 的追求。氢燃料和太阳能等新能源的探索，显示了行业对于可持续发展和环境影响的关注。 2022年，Aergility推出阿特利斯混合动力货运无人机原型机。 2024年，Alaka'iTechnologies设计的Skai四座氢动力垂直起降飞机已通过提交G-1问题文件开始FAA型号认证流程。 2024年，美国国家航空航天局发布文章表示支持创建CoFlowJet的太阳能eVTOLMAGGIE。随技术发展，太阳能、氢动力等新型动力形式被展开研究应用至垂直起降飞行器。 [4]1：https://www.nasa.… 2：http://qikan.cqvip.… 3：https://www.china… 4：https://evtol.news… 5：NASA、航空产业网、维… 低空经济：动力系统产业链分析 [13 低空经济：动力系统行业产业链上游为核心原材料，主要包括永磁材料、硅钢、扁线、轴承、定子/转子、电机轴生产等厂商；产业链中游为动力系统各细分制造环节，主要包括电机、电控、螺旋桨、配电系统、冷却系统、推进器厂商；产业链下游为集成环节，主要包括eVTOL整机制造厂商（部分厂商也参与中游制造）。[7] 低空经济：动力系统行业产业链主要有以下核心研究观点：[7] 在电机领域，非晶材料预期将取代传统的硅钢片，而在电控领域，碳化硅(SiC)的应用正迅速增长。 研究表明，使用密度更低的非晶合金材料可减轻电机重量并提高磁导率，而碳化硅(SiC)半导体的高性能特质预计将在eVTOL等领域推动电控系统的性能提升和普及。 高功率密度电机技术，尤其是永磁同步电机，是动力系统发展的关键趋势和市场主导选择。 高功率密度和高性能的永磁同步电机技术是电动垂直起降飞行器动力系统的核心，预计未来技术进步将显著提升其性能和载荷能力，成为行业研究的主要发展方向。 下游需求驱动电机功率的适配，而行业正专注于降低螺旋桨噪声以加速其商业化进程。 电动垂直起降飞行器市场分为小功率产品用于无人机和配送，中等功率产品用于eVTOL等，以及大功率电机预期未来用于更大型飞机，同时行业正致力于通过技术创新降低飞行器噪音，以适应人口稠密区域的运营需求。[7] 生产制造端 永磁材料、硅钢、轴承等核心原材料供应商 上游厂商 上 产业链上游 中 查看全部 烟台正海磁性材料股份有限公司 北京中科三环