飞行器发展的新时代
近年来，飞行器领域迎来了前所未有的发展热潮，无论是民用航空的蓬勃扩张，还是无人机在各行业的广泛渗透，又或是新兴的电动垂直起降飞行器（eVTOL）展现出的巨大潜力，都标志着飞行器正步入一个全新的发展阶段。
从市场数据来看，中国民用无人机的产值在 2023 年达到了 1520 亿元人民币，较之上一年实现了 42% 的快速增长 ，交付量在国内外市场均占据首位，出口占比超过五成。亿航公司的 2 吨级无人驾驶载人航空器 EH216-S 获得了中国民航局的全面认证，成为全球首个三证齐全的 eVTOL 飞行器，为大规模生产和商业运营奠定了基础。同时，中国商飞的 C919 订单数量截至 2024 年 5 月已接近 1500 架，市场规模预计达到 1400 亿美元，展现出在全球民用飞机市场的重要地位和巨大潜力。
在这个快速发展的进程中，电驱动技术正逐渐成为飞行器领域的核心驱动力，为飞行器的性能提升、环保性改善以及应用拓展带来了革命性的变化。传统燃油动力飞行器虽然技术成熟，但面临着高污染、高噪音以及能源效率低等问题。而电驱动飞行器以其零排放、低噪音、结构简单等优势，成为解决这些问题的关键方案，尤其在城市空中交通、物流配送、应急救援等领域展现出独特的应用价值。
电驱动企业的机遇来临
（一）市场规模的飞速扩张
低空飞行器市场的迅猛增长为电驱动企业开辟了广阔的市场空间。据工信部赛迪研究院报告显示，2023 年中国低空经济规模已达 5059.5 亿元 ，增速为 33.8%，预计到 2035 年有望突破 3.5 万亿元。其中，电动垂直起降飞行器产业规模在 2023 年达到 9.8 亿元，同比增长 77.3%，展现出强劲的发展势头。中国民用无人机市场规模在 2023 年也达到了 1174.3 亿元，同比增长 32%，无人机作为低空飞行器的重要组成部分，其市场的快速扩张直接带动了对电驱动系统的需求。
随着城市空中交通（UAM）概念的兴起，eVTOL 作为未来城市通勤的重要工具，市场潜力巨大。众多企业纷纷布局这一领域，如上海沃兰特航空先后与南航通航、亚捷航空集团签订 eVTOL 确定订单 ，览翌航空与海南华厦投资管理有限公司签署 20 架 eVTOL 飞行器订单。这些商业订单的涌现，不仅加速了 eVTOL 的商业化进程，也为电驱动企业带来了大量的配套需求，从电机、电控系统到电池管理系统，电驱动企业在整个产业链中扮演着关键角色。
（二）政策支持与行业趋势
国家政策的大力支持为低空经济和电动飞行器的发展提供了坚实的保障，也为电驱动企业创造了良好的发展环境。低空经济被纳入国家战略性新兴产业版图，全国已有 29 个省（区、市）将其纳入 2024 年政府工作规划。《国家综合立体交通网规划纲要》首次将低空经济写入国家规划，《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》的发布标志着无人机产业进入规范化发展新阶段。
在政策引导下，各地纷纷出台具体措施促进低空经济发展。深圳发布了一系列支持政策，包括《深圳市支持低空经济高质量发展的若干措施》《深圳经济特区低空经济产业促进条例》等，围绕引培企业、鼓励技术创新、扩大应用场景等方面提供保障。2024 年，深圳新增低空起降设施 373 个，新开通无人机物流航线 94 条，累计达 250 条，低空无人机载货飞行 77.6 万架次，同比增长 27%，直升机载人飞行超 2.8 万架次 ，这些成果彰显了政策的推动作用，也为电驱动企业提供了更多的市场应用机会。
行业的电动化趋势也愈发明显，电动飞行器以其环保、低噪音、易于维护等优势，逐渐成为市场的新宠。在物流配送领域，无人机的电动化使得配送更加高效、灵活，能够实现最后一公里的快速投递；在旅游观光领域，电动直升机和 eVTOL 为游客提供了更加安静、舒适的空中游览体验。电驱动企业顺应这一趋势，加大研发投入，不断提升技术水平，将能够在市场竞争中占据有利地位，分享行业发展的红利。
电驱动企业的技术优势剖析
在飞行器电动化的浪潮中，电驱动企业凭借其独特的技术优势，成为推动行业发展的重要力量。这些技术优势不仅是企业核心竞争力的体现，也是满足飞行器高性能、高效率、高可靠性需求的关键。
（一）高效电力转换技术
在电驱动系统中，电力电子转换器是实现电能高效转换的核心部件。它如同一个精准的能量调配师，能够将电池输出的直流电，根据电机的运行需求，精确地转换为不同频率、电压和相位的交流电，确保电机始终处于最佳运行状态。以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体为代表的新型电力电子器件，具有开关速度快、导通电阻低、耐高温等优异特性，大大提高了电力转换效率，降低了能量损耗。据研究表明，采用 SiC 功率模块的电力电子转换器，相较于传统硅基器件，能量转换效率可提高 5% - 10%，这对于续航里程受限的飞行器来说，无疑是巨大的优势。
在飞行器的不同飞行阶段，高效电力转换技术都发挥着至关重要的作用。在起飞阶段，电机需要瞬间输出强大的功率以克服重力，电力电子转换器能够迅速响应，将电能高效地转换为机械能，提供强劲的推力；在巡航阶段，通过精确控制电能的转换，保持电机稳定运行，降低能耗，实现高效飞行；在降落阶段，又能及时调整能量转换模式，配合电机的制动功能，实现平稳降落。例如，某款电动无人机在采用了新型电力电子转换器后，起飞时间缩短了 20%，巡航能耗降低了 15%，整体飞行效率得到显著提升。
（二）动力系统集成技术
动力系统集成技术是电驱动企业的又一核心优势，它将电机、逆变器、控制器等核心部件进行高度集成，实现了系统的一体化设计。这种集成方式不仅减少了部件之间的连接线路和接口，降低了能量传输损耗，还减轻了整个动力系统的重量，提高了系统的可靠性和紧凑性。以新能源汽车领域为例，“三合一” 电驱动总成技术将电动机、变速箱和逆变器集成到一个模块中，显著减少了占用空间，降低了系统总重量，提升了车辆的能效和续航里程。在飞行器领域，这种集成技术同样具有重要意义。
在飞行汽车的设计中，由于空间和重量的限制，对动力系统的集成度要求更高。通过动力系统集成技术，可以在有限的空间内合理布局电机和逆变器等部件，减少不必要的结构支撑和连接部件，使整个电驱系统更加紧凑、轻便。这样一来，不仅为飞行器的其他设备留出了更多空间，还能提高动力系统的整体性能，使其更好地适应飞行汽车在飞行和行驶状态下的不同动力需求。例如，小鹏汇天的飞行汽车旅航者 X2，通过采用高度集成的电驱动系统，在保证强大动力输出的同时，有效减轻了车身重量，实现了更灵活的飞行操控和更长的续航里程。
（三）先进控制策略与算法
先进的控制策略与算法是电驱动系统的 “智慧大脑”，它负责精确控制电机的运行和电池的充放电过程，确保电驱动系统的高效、稳定运行。在电机控制方面，矢量控制（FOC）、直接转矩控制（DTC）等经典控制策略不断演进，结合现代智能算法，如神经网络、模糊控制等，实现了对电机转速、转矩的高精度控制，使电机能够根据飞行器的飞行模式和负载变化，快速、准确地调整输出功率。例如，在无人机进行物流配送时，当遇到不同的货物重量和飞行环境，先进的控制算法能够实时调整电机的运行参数，保证无人机稳定飞行，精准完成配送任务。
对于电池的控制，先进的算法可以实现对电池充放电过程的优化管理，避免电池过度充电和过度放电，延长电池寿命，提高电池的安全性和可靠性。通过实时监测电池的状态参数，如电压、电流、温度等，控制算法能够根据电池的剩余电量、飞行器的飞行需求以及环境条件，合理分配电池输出电能，并制定最佳的充电计划。在 eVTOL 飞行器频繁起降的过程中，这种智能电池管理算法能够确保电池始终处于良好的工作状态，保障飞行器的能源供应稳定可靠，有效提升了飞行器的运营效率和安全性。
（四）能源管理系统的优化
能源管理系统（EMS）是电驱动飞行器实现高效能源利用的关键技术之一，它就像是一个智能管家，全面负责电池的充放电管理以及电机的运行控制，以实现能源的最优分配和利用。在电池充放电管理方面，EMS 能够根据电池的实时状态和飞行器的用电需求，动态调整充电速度和放电功率。在起飞悬停等高功率需求阶段，EMS 会迅速调整电池输出，确保电能的高效供应，满足电机瞬间大功率的需求；而在充电时，又能依据电池的健康状态和剩余电量，设定安全且最优化的充电数值，在加快充电速度的同时，保护电池寿命，避免过充或过放对电池造成损害。
针对电机的运行控制，EMS 同样发挥着重要作用。它会根据飞行器的实际行驶或飞行工况，如爬坡、加速、巡航等，以及传感器收集到的环境因素和驾驶员指令，精确调整电能分配到电机的电量，使电机提供合适的动力。当电机不需要全功率运行时，EMS 通过调节输入电能，降低能耗，节约能源。在无人机进行长时间的巡检任务时，EMS 可以根据飞行路线和任务要求，智能调整电机功率，实现能源的合理利用，有效延长无人机的续航时间，确保任务的顺利完成。
成功案例见证实力
（一）卧龙电驱的全面布局
卧龙电驱作为全球领先的电机产品供应商，在电动航空领域的布局堪称典范。公司早在 2019 年就敏锐地捕捉到电动航空的发展潜力，开始着手研发航空驱动产品，凭借多年来在电机及控制领域的技术沉淀和创新能力，迅速在该领域崭露头角。
目前，卧龙电驱已形成了 “3+1” 的产品布局，涵盖小、中、大 3 种功率等级的产品以及一套严格的民航适航标准，这些产品广泛应用于 eVTOL 和无人机领域，满足了不同客户和应用场景的需求。2024 年 5 月 25 日，卧龙电驱与中国商飞联合研发的国内第一台百千瓦级可变构型分布式电动力系统震撼亮相，该产品在性能上全面超越美国同类产品，材料与制造成本更是降低了 40％以上，展现出强大的技术竞争力，目前已成功应用于中国商飞 19 座高速电涵道飞行器、吉利沃飞 AE200 垂直起降飞行器中。
除了中国商飞，卧龙电驱还与山河星航、沃飞长空、万丰奥威等多家知名电动航空公司建立了紧密的合作关系，构建了多元化的合作伙伴网络。通过与这些主流厂商的深度合作，卧龙电驱不仅能够及时了解市场需求和行业动态，还能整合各方资源，共同攻克技术难题，加速电动航空技术的商业化应用进程，为整个行业的发展注入强大动力。
（二）其他企业的突破与进展
震裕科技在低空飞行器驱动电机铁芯领域取得了重要进展，公司布局低空飞行器驱动电机铁芯主要针对专用型驱动电机，目前配合客户开发的专用型产品已进入客户验证阶段。与部分选用电动汽车驱动电机技术移植方案的产品不同，震裕科技开发的产品在调速范围、体积和输出扭矩等方面更贴合低空飞行器的特殊需求，有望在未来的低空飞行器市场中占据一席之地。
溯联股份在低空飞行器相关系统领域也有所建树，公司已有产品成功应用于低空飞行器的燃油、电驱及热管理系统，并已形成相关业务收入。虽然目前这部分收入占比相对较小，但随着低空飞行器市场的快速发展，溯联股份凭借其在这些关键系统领域的技术积累和产品应用，有望在未来获得更大的市场份额，进一步拓展业务增长空间，为低空飞行器产业的发展贡献更多力量 。
挑战与展望并存
（一）当前面临的挑战
尽管电驱动企业在飞行器领域迎来了诸多机遇，但在发展过程中也面临着一系列严峻的挑战。在技术突破方面，虽然电驱动技术已经取得了显著进展，但仍然存在一些瓶颈问题亟待解决。电池技术的能量密度和续航能力仍然是制约电动飞行器发展的关键因素。目前的电池技术难以满足飞行器长距离、高负载飞行的需求，限制了电动飞行器的应用范围和市场拓展。例如，在一些需要长时间巡航的物流配送无人机和观光飞行器中，电池续航不足导致频繁充电，影响了运营效率和用户体验。
市场竞争也日益激烈，随着飞行器市场的快速发展，越来越多的企业纷纷涌入电驱动领域，市场竞争格局逐渐加剧。国内外企业在技术、价格、品牌等方面展开了全方位的竞争，这对电驱动企业的市场份额和盈利能力构成了巨大挑战。一些国际知名企业凭借其先进的技术和成熟的市场渠道，在高端市场占据了主导地位，而国内企业则需要在提升技术水平的同时，加强品牌建设和市场拓展，以提高自身的竞争力。
适航认证也是电驱动企业面临的一大难题，飞行器作为涉及公共安全的特殊产品，其适航认证标准极为严格。电驱动飞行器由于采用了全新的动力系统，在适航认证过程中需要满足一系列特殊的技术和安全要求，认证周期长、成本高。例如，eVTOL 飞行器的适航认证需要对其电力系统、飞行控制系统、结构设计等多个方面进行全面评估，确保其在各种复杂工况下的安全性和可靠性。这对于许多处于发展初期的电驱动企业来说，无疑是一道难以跨越的门槛，增加了企业的研发成本和市场进入难度。
（二）未来发展的展望
尽管面临挑战，但电驱动企业在飞行器领域的未来发展仍然充满希望。随着技术的不断进步和创新，电驱动系统的性能将得到进一步提升，为飞行器的发展提供更强大的动力支持。在电池技术方面，固态电池、氢燃料电池等新型电池技术正在不断取得突破，有望大幅提高电池的能量密度和续航能力，解决电动飞行器的能源瓶颈问题。随着人工智能、大数据等技术与电驱动系统的深度融合，飞行器的智能化水平将不断提高，实现更加精准的飞行控制和高效的能源管理，提升飞行安全性和运营效率。
市场方面，随着全球对环保和可持续发展的关注度不断提高，电动飞行器作为绿色出行的重要代表，市场需求将持续增长。在城市空中交通领域，eVTOL 飞行器将逐渐成为城市通勤的重要工具，缓解地面交通拥堵，提高出行效率；在物流配送领域，无人机将实现更高效、更灵活的货物运输，降低物流成本；在旅游观光、应急救援等领域，电动飞行器也将发挥越来越重要的作用，拓展市场应用空间。
电驱动企业应抓住机遇，加大研发投入，加强技术创新，不断提升自身的核心竞争力。积极与飞行器整机厂商、科研机构等开展合作，共同攻克技术难题，推动电驱动技术在飞行器领域的广泛应用。同时，关注适航认证标准的变化，提前做好准备，确保产品能够顺利通过认证，进入市场。相信在企业、政府和社会各界的共同努力下，电驱动技术将在飞行器领域取得更加辉煌的成就，为人类的出行和生活带来更多的便利和创新。
总结
飞行器领域的蓬勃发展为电驱动企业带来了前所未有的机遇，市场规模的迅速扩张和政策的大力支持，为电驱动企业的发展提供了广阔的空间和坚实的保障。而电驱动企业凭借其在高效电力转换技术、动力系统集成技术、先进控制策略与算法以及能源管理系统优化等方面的技术优势，不仅满足了飞行器日益增长的性能需求，也推动了飞行器技术的不断创新和进步。
尽管在发展过程中面临着技术瓶颈、市场竞争和适航认证等诸多挑战，但随着技术的持续突破和市场的逐步成熟，电驱动企业在飞行器领域的未来充满希望。相信在双方的相互促进和共同发展下，电驱动技术将在飞行器领域发挥更加重要的作用，为人类的出行和社会的发展带来更多的创新和变革。
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