低空經(jīng)濟(jì)系列報(bào)告：動(dòng)力能源篇從關(guān)鍵核心技術(shù)看eVTOL投資機(jī)遇

正文目錄TOC\o"1-2"\h\z\u政策技術(shù)雙驅(qū)動(dòng)，空濟(jì)按下加速鍵 3政策出低經(jīng)按加速鍵 3新能為來空術(shù)要方向 3分布電進(jìn)重創(chuàng)新 4動(dòng)力及能源為eVTOL主技術(shù)迭代方向 5eVTOL產(chǎn)化程速 5eVTOL動(dòng)存多構(gòu)設(shè)計(jì) 6各有劣多術(shù)線進(jìn) 7eVTOL核優(yōu)是濟(jì)，航有突破 8能源力為要術(shù)革方向 10電機(jī)電技有進(jìn)步突破 12投資建議：關(guān)注動(dòng)能主線核心零部件 13風(fēng)險(xiǎn)提示 13圖表目錄圖表1：低空經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)策 3圖表2：《通用航空裝創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案（2024-2030年》 3圖表3：航空推進(jìn)技術(shù)代方向 4圖表4：JobyS2 5圖表5：JobyS4 5圖表6：億航智能EH216-S在廣州九龍湖完成商首飛演示 6圖表7：eVTOL按照有機(jī)翼分類 6圖表8：eVTOL推進(jìn)動(dòng)類型 7圖表9：eVTOL5大技術(shù)線 7圖表10：不同技術(shù)路線eVTOL對(duì)比 8圖表eVTOL和燃油飛行器對(duì)比 9圖表12：經(jīng)濟(jì)性計(jì)算心假設(shè) 9圖表13：不同運(yùn)營(yíng)效和票價(jià)假設(shè)下商業(yè)運(yùn)經(jīng)濟(jì)回收期（年） 10圖表14：傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)純電推進(jìn)技術(shù)拓?fù)鋱D 10圖表15：混動(dòng)推進(jìn)技拓?fù)鋱D 11圖表16：不同能源動(dòng)形式的優(yōu)缺點(diǎn) 11圖表17：新能源動(dòng)力統(tǒng)與傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)性參數(shù) 12政策技術(shù)雙驅(qū)動(dòng)，低空經(jīng)濟(jì)按下加速鍵政策頻出，低空經(jīng)濟(jì)按下加速鍵0212023圖表1：低空經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)政策時(shí)間事項(xiàng)內(nèi)容2021年《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》低空經(jīng)濟(jì)首次納入發(fā)展規(guī)劃2023年12月中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議“打造低空經(jīng)濟(jì)等若干戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”2024年1月《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)范專項(xiàng)文件2024年2月中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第四次會(huì)議發(fā)展與平臺(tái)經(jīng)濟(jì)、低空經(jīng)濟(jì)、無人駕駛等結(jié)合的物流新模式2024年3月《政府工作報(bào)告》“積極打造低空經(jīng)濟(jì)等新增長(zhǎng)引擎”——低空經(jīng)濟(jì)首次寫入政府工作報(bào)告資料來源：政府官網(wǎng)，新能源為未來航空技術(shù)重要方向2024327（2024-2030720272030圖表2：《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案（2024-2030》項(xiàng)目?jī)?nèi)容目標(biāo)2027實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。到2030年，以高端化、智能化、綠色化為特征的通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模式基本建立，支撐和保障“短途運(yùn)輸+電動(dòng)垂直起降”客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)、“干-支-末”無人機(jī)配送網(wǎng)絡(luò)、滿足工農(nóng)作業(yè)需求的低空生產(chǎn)作業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全高效運(yùn)行，通用航空裝備全面融入人民生產(chǎn)生活各領(lǐng)域，成為低空經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的強(qiáng)大推動(dòng)力，形成萬億級(jí)市場(chǎng)規(guī)模。重點(diǎn)任務(wù)以電動(dòng)化為主攻方向，兼顧混合動(dòng)力、氫動(dòng)力、可持續(xù)燃料動(dòng)力等技術(shù)路線，加快航空電推進(jìn)技術(shù)突破和升級(jí)，開展高效儲(chǔ)能、能量控制與管理、減排降噪等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。加速通用航空動(dòng)力產(chǎn)品系列化發(fā)展。加快200kW級(jí)、1000kW級(jí)渦軸，1000kW級(jí)加速通用航空動(dòng)力產(chǎn)品系列化發(fā)展。加快200kW級(jí)、1000kW級(jí)渦軸，1000kW級(jí)渦槳等發(fā)動(dòng)機(jī)研制；持續(xù)推動(dòng)100-200馬力活塞發(fā)動(dòng)機(jī)批量交付，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)規(guī)模應(yīng)用。加快布局新能源通用航空動(dòng)力技術(shù)和裝備，推動(dòng)400Wh/kg航空鋰電池500Wh/kg400kW250kW航空電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)500kW關(guān)鍵技術(shù)資料來源：政府官網(wǎng)，分布式電推進(jìn)的重大創(chuàng)新電推進(jìn)系統(tǒng)具備更高效率。傳統(tǒng)飛行器采用燃油推進(jìn)系統(tǒng)是通過發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料40分布式電推進(jìn)設(shè)計(jì)更加靈活。所謂分布式電推進(jìn)系統(tǒng)是指利用電機(jī)具有相對(duì)尺度近似無關(guān)的特性（即一個(gè)大功率電機(jī)系統(tǒng)分解為總功率相同的數(shù)個(gè)小功率電機(jī)系圖表3：航空推進(jìn)技術(shù)迭代方向資料來源：《電推進(jìn)飛機(jī)促進(jìn)航空業(yè)變革》李洪亮等，eVTOL（Joby）2161245S46322m1/5，圖表4：JobyS2 圖表5：JobyS4資料來源：《分布式電推進(jìn)飛機(jī)電力系統(tǒng)研究綜述》孔祥浩，

資料來源：《分布式電推進(jìn)飛機(jī)電力系統(tǒng)研究綜述》孔祥浩，eVTOLeVTOL（electricVerticalTake-Offand截至2022（VF（VTO）7502024—2025年可完成適航認(rèn)證進(jìn)而實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)。20231228EH216-SEH216-S圖表6：億航智能EH216-S在廣州九龍湖完成商業(yè)首飛演示資料來源：億航智能官網(wǎng)，eVTOLeVTOLeVTOLeVTOLeVTOL圖表7：eVTOL按照有無機(jī)翼分類資料來源：《電動(dòng)垂直起降飛行器的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展》鄧景輝，基于推進(jìn)動(dòng)力考量eVTOL可分為三大類：矢量推進(jìn)型、升力與巡航復(fù)合型以及多旋翼型，其中矢量推力可以再細(xì)分為傾轉(zhuǎn)旋翼、傾轉(zhuǎn)機(jī)翼、傾轉(zhuǎn)涵道等類型。圖表8：eVTOL推進(jìn)動(dòng)力類型eVTOL類型矢量推進(jìn)型升力與巡航復(fù)合型多旋翼型類型含義在不同使用階段，通過改變推力方向，實(shí)現(xiàn)垂直起降和巡航升力和巡航用的螺旋槳是獨(dú)立的，分別實(shí)現(xiàn)垂直起降和巡航無巡航用螺旋槳，完全通過控制多旋翼的升力大小實(shí)現(xiàn)飛行市場(chǎng)準(zhǔn)入最晚（設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜）較晚最早（設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單）典型舉例Lilium-Jet、Joby-S4Boeing-PAV、Wisk-CoraEhang-216、Volocity、LIFT-Hexa資料來源：《eVTOL飛行器的發(fā)展態(tài)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景綜述》張洪，5圖表9：eVTOL5大技術(shù)路線資料來源：《eVTOL飛行器的發(fā)展態(tài)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景綜述》張洪，各有優(yōu)劣，多技術(shù)路線并進(jìn)eVTOLeVTOLeVTOLeVTOL圖表10：不同技術(shù)路線eVTOL對(duì)比技術(shù)路線特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)代表機(jī)型多旋翼分布式旋翼設(shè)計(jì)，多個(gè)旋翼同時(shí)工作，沒有機(jī)翼或有短機(jī)翼，飛行器巡航時(shí)也依靠推進(jìn)器提供全部或部分升力，起飛和著陸是通過旋翼提供升力來完成技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和研制難度較狀態(tài)的最佳效率。能效不高，航程有場(chǎng)景局限。Volocopter2X，億航216復(fù)合翼設(shè)計(jì)直接簡(jiǎn)單，飛行控制系統(tǒng)簡(jiǎn)提供升力和巡航推力優(yōu)良的技術(shù)性能，較快的研制速度，較低的研制風(fēng)險(xiǎn)和成本，生產(chǎn)和維護(hù)簡(jiǎn)單，.監(jiān)管部門熟悉的適航路徑和符合性方法。垂直升力系統(tǒng)在平飛階段是死重并且產(chǎn)生額外阻力BetaAlia-250，WiskCora，峰飛V1500M盛世龍傾轉(zhuǎn)構(gòu)型有機(jī)翼，由任一矢量推進(jìn)器既提供垂直升力也提供水平巡航推力，傾轉(zhuǎn)構(gòu)型包括但不限于傾轉(zhuǎn)翼、傾轉(zhuǎn)旋翼、傾轉(zhuǎn)涵道。重量較輕、推力大，效率相對(duì)高，死重相對(duì)少，在速度和航程上均有優(yōu)勢(shì)。機(jī)械設(shè)計(jì)和飛控系統(tǒng)復(fù)雜，開發(fā)和試飛難度大，研制風(fēng)險(xiǎn)和成本較高，較長(zhǎng)的研制周期和適航認(rèn)證過程傾轉(zhuǎn)旋翼：Joby4S，Vertical計(jì)劃JVA-X4傾轉(zhuǎn)機(jī)翼：DutourAerospaceAero3傾轉(zhuǎn)涵道：Liliumlet旋轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇+完全矢量控制監(jiān)督，形成不同的控制。力矩升轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇提供。螺旋槳在安全方面的隱患。存在研制風(fēng)險(xiǎn)，高速旋轉(zhuǎn)部件耐久性差，不易維護(hù)，中低速時(shí)在重量、成本、效率等方面存在劣勢(shì)。LiliunJet、NASA-XV24A隱藏式推進(jìn)系統(tǒng)+無翼設(shè)計(jì)無翼設(shè)計(jì)，有一個(gè)隱藏式推進(jìn)系統(tǒng)配備，數(shù)個(gè)涵道風(fēng)扇，流線型車身飛行速度和續(xù)航能力較好，外形利幻制造成本高，推進(jìn)器固定，難以實(shí)現(xiàn)推力的平衡BellwetherVolar資料來源：《eVTOL飛行器的發(fā)展態(tài)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景綜述》張洪，《2022電動(dòng)垂直起降飛行器主要進(jìn)展》孫永軍等，eVTOLeVTOLeVTOLJobyS2R22Van’sRV-7eVTOLeVTOL圖表11：eVTOL和燃油飛行器對(duì)比參數(shù)JobyS2（電動(dòng)）羅賓遜R22（直升機(jī)-燃油）Van’sRV-7（固定翼飛機(jī)-燃油）銷售價(jià)格/萬美元2029.1711每英里能源成本/美元0.050.530.27每英里運(yùn)營(yíng)成本/美元0.21.30.44座位數(shù)222起飛重量/lb200013701800最大商載/lb390389460機(jī)翼面積/ft253.8-121翼展/ft29.525（旋翼直徑）25縱橫比16.2-5.2翼面載荷（lb·ft-2）37.2-14.9槳盤載荷/（lb·ft-2）16.32.61巡航速度/mph200110199航程/mile200165775巡航升力系數(shù)0.52-0.19資料來源：《電動(dòng)垂直起降飛行器的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展》鄧景輝，eVTOL120eVTOL，20081/人7012圖表12：經(jīng)濟(jì)性計(jì)算核心假設(shè)假設(shè)條件基于JobyS2備注購置成本/萬美元20折舊年限/年10座位22個(gè)乘客位，無需駕駛員巡航速度/mph200平均速度/mph1001/41/4間用于加減速滿電航程/英里200每英里能源成本/美元0.05每英里運(yùn)營(yíng)成本/美元0.2電池壽命500次循環(huán)運(yùn)營(yíng)天數(shù)/年200假設(shè)惡劣極端天氣和空域管制占全年時(shí)間30，維護(hù)時(shí)間占15運(yùn)營(yíng)小時(shí)數(shù)/天8假設(shè)白天運(yùn)營(yíng)運(yùn)營(yíng)效率（實(shí)際運(yùn)營(yíng)時(shí)間/總可運(yùn)營(yíng)時(shí)間）變量敏感性分析票價(jià)（美元/人/英里）變量敏感性分析資料來源：《電動(dòng)垂直起降飛行器的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展》鄧景輝，圖表13：不同運(yùn)營(yíng)效率和票價(jià)假設(shè)下商業(yè)化運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)回收期（年）運(yùn)營(yíng)效率（）\ 票價(jià)（美元/人/英里）0.40.60.811.524010.424.462.842.081.250.89508.333.572.271.671.000.71606.942.981.891.390.830.60705.952.551.621.190.710.51805.212.231.421.040.630.45904.631.981.260.930.560.401004.171.791.140.830.500.36資料來源：測(cè)算備注：因?yàn)楦鳈C(jī)型參數(shù)差異較大，不同機(jī)型參數(shù)計(jì)算結(jié)果差異較大eVTOL向。能源動(dòng)力或?yàn)橹饕夹g(shù)變革方向新能源化是交通運(yùn)輸業(yè)的重大創(chuàng)新方向。電力推進(jìn)技術(shù)一直是交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展302-4eVTOL圖表14：傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)和純電推進(jìn)技術(shù)拓?fù)鋱D資料來源：《電動(dòng)飛機(jī)核心技術(shù)研究綜述》李開省，（（2）（2（2圖表15：混動(dòng)推進(jìn)技術(shù)拓?fù)鋱D資料來源：《電動(dòng)飛機(jī)核心技術(shù)研究綜述》李開省，1（2（1（2圖表16：不同能源動(dòng)力形式的優(yōu)缺點(diǎn)類型串聯(lián)并聯(lián)混聯(lián)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，螺旋槳通過減速機(jī)直接與電機(jī)相連螺旋槳與動(dòng)力耦合器相接，內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)相互并聯(lián)，體積較小兼顧串聯(lián)和并聯(lián)的所有優(yōu)式缺點(diǎn)能量轉(zhuǎn)換效率低，能量浪費(fèi)比較大，此外，所需動(dòng)力蓄電池的尺寸比較大制造工藝比串聯(lián)復(fù)雜，制造成本高，動(dòng)力耦合器控