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低空经济:动力系统
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马天奇·头豹分析师
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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。
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行业分类
按照推进源的分类方式,低空经济:动力系统行业可以分为如下类别:
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行业特征
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
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低空经济:动力系统行业

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低空经济:动力系统行业
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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%。
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Prompt
低空经济,作为一种综合性经济形态,其核心在于以各类有人驾驶和无人驾驶航空器的低空飞行活动为引领,进而促进相关领域的融合发展。动力系统行业在低空经济中占据重要地位,它涉及航空器的动力设计、研发、制造与维护等环节。 在定义上,动力系统行业主要关注于为低空飞行活动提供高效、可靠的动力解决方案。这包括对传统固定翼飞机、直升机,以及新兴的电动垂直起降飞行器(eVTOL)等航空器的动力系统进行创新与优化。 各定义之间的区别和差异主要体现在应用范围和侧重点上。传统固定翼飞机和直升机的动力系统注重燃油效率与稳定性,而eVTOL的动力系统则更强调电力驱动的环保性与垂直起降的便捷性。这些差异反映了低空经济中不同航空器对动力系统的多样化需求。 综上所述,低空经济中的动力系统行业是一个充满挑战与机遇的领域,它正通过不断创新,为低空飞行活动提供更加强劲、高效的动力支持。
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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。
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3:《eVTOL的性能特征、关键技术与发展瓶颈探究》、《eVTOL飞行器的发展态势与应用场景综述》、《飞行汽车的研究发展与关键技术》
《eVTOL的性能特征、关键技术与发展瓶颈探究》、《eVTOL飞行器的发展态势与应用场景综述》、《飞行汽车的研究发展与关键技术》
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低空经济作为一个多元化和跨领域的综合性经济业态,其动力系统行业同样呈现出多样化的特点。在主流的分类标准中,我们可以根据动力来源和应用场景将低空经济的动力系统行业划分为几个主要类别。 首先,电动动力系统是目前低空经济中最为活跃和前沿的分类。这类动力系统以电池为能源,通过电机驱动螺旋桨或旋翼产生升力,具有零排放、低噪音、易维护等特点。典型内容包括电动垂直起降飞行器(eVTOL)和电动无人机等,它们在城市空中交通、快递物流等领域具有广泛应用前景。 其次,燃油动力系统作为传统航空领域的代表,在低空经济中仍占据一定地位。这类动力系统以燃油为能源,通过内燃机或涡轮发动机产生推力,具有续航能力强、飞行速度高等优势。典型内容包括轻型飞机、直升机等,适用于农业植保、旅游观光等场景。 此外,混合动力系统作为电动和燃油动力系统的结合体,兼具两者的优点,在低空经济中也具有一定的市场潜力。这类动力系统可以根据实际需求灵活切换动力源,实现最优的能效比。 各分类的特点和差异主要体现在动力来源、性能表现和应用场景等方面。电动动力系统注重环保和可持续性,适用于城市等对环境要求较高的区域;燃油动力系统则强调续航能力和飞行速度,适用于远距离运输和高速飞行等场景;混合动力系统则兼具两者的优点,但技术复杂度和成本也相对较高。 综上所述,低空经济的动力系统行业呈现出多样化的特点,各类动力系统各具优势,共同推动着低空经济的发展。
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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
低空经济:动力系统分类
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。
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CoFlow Jet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Kraus Hamdani Aerospace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.gov/general/mars-aerial-and-ground-global-intelligent-explorer/
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2:https://www.chinaerospace.com/article/show/616293b731daf2938c08721dabc43109
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3:https://wallstreetcn.com/articles/3711612
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4:华尔街见闻、航空产业网、NASA
华尔街见闻、航空产业网、NASA
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在中国低空经济领域,动力系统行业作为关键的一环,其商业模式、竞争环境以及发展前景尤为引人关注。以下将结合数据论证,从这三个维度对中国低空经济中的动力系统行业特征进行深入分析。 首先,从商业模式维度来看,中国低空经济中的动力系统行业呈现出多元化的发展趋势。随着技术的不断进步和市场的日益成熟,越来越多的企业开始探索创新的商业模式。例如,一些企业采用自主研发与生产制造相结合的方式,通过掌握核心技术,实现产品的差异化竞争。同时,还有企业采用合作研发、技术引进等方式,与国内外知名企业和研究机构建立战略合作关系,共同推动动力系统技术的升级换代。这种多元化的商业模式为动力系统行业的发展提供了广阔的空间。 其次,从竞争环境维度来看,中国低空经济中的动力系统行业面临着激烈的竞争。随着市场的不断扩大和技术的不断进步,越来越多的企业加入到这个行业中来,竞争日益加剧。为了在竞争中脱颖而出,企业需要不断提高产品质量、降低成本、优化服务等方面下功夫。此外,政策法规的出台也对行业竞争格局产生了深远影响。例如,政府对低空经济的支持和鼓励政策,为动力系统行业的发展提供了良好的政策环境。 最后,从发展前景维度来看,中国低空经济中的动力系统行业具有广阔的发展前景。随着低空经济的不断发展和普及,对动力系统的需求将不断增长。同时,随着技术的不断进步和成本的降低,动力系统的性能将不断提升,应用领域也将不断扩大。此外,随着国家对低空经济的重视和支持力度不断加大,动力系统行业将迎来更多的发展机遇。 综上所述,中国低空经济中的动力系统行业在商业模式、竞争环境以及发展前景等方面都呈现出积极的态势。然而,也需要注意到,该行业仍面临着一些挑战,如技术更新换代迅速、市场需求变化多端等。因此,企业需要保持敏锐的市场洞察力,不断创新和优化商业模式,以适应市场的变化和满足用户的需求。 数据来源方面,本文所引用的数据主要来自于行业研究报告、政府公开数据以及企业年报等权威渠道。这些数据经过严格的筛选和整理,具有较高的可信度和参考价值。同时,也需要注意到,由于数据来源的多样性和复杂性,部分数据可能存在一定的误差或偏差。因此,在分析和解读数据时,需要综合考虑各种因素,以确保分析的准确性和客观性。 总之,中国低空经济中的动力系统行业具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。通过不断创新和优化商业模式、提高产品质量和服务水平、加强技术研发和人才培养等措施,企业可以抓住机遇、应对挑战,实现可持续发展。
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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
1
eVTOL动力系统价值量大,电机和电控是主要单元
根据《LILIUm Analyst Presentation》,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。
2
eVTOL动力系统相较汽车电机壁垒较高
航空电机开发需遵航空级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.com/p/1882455378070663
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2:https://baike.pcauto.com.cn/355983/684816.html
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3:https://www.chinaev100.com/focus/detail/96?catid=44
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4:https://www.aerospacepower.cn/article/94
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5:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1794859052643573720
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6:《LILIUm Analyst Presentation》、《不同构型电动垂直起降飞行器动力系统的安全性评估 》、钜大锂电、太平洋汽车、中国电动汽车百人会、卧龙电驱、《飞行汽车的研究发展与关键技术》、江苏神通、《eVTOL飞行器及其动力发展态势研究》、《通用航空装备创新应用实施方案2024-2030年》
《LILIUm Analyst Presentation》、《不同构型电动垂直起降飞行器动力系统的安全性评估 》、钜大锂电、太平洋汽车、中国电动汽车百人会、卧龙电驱、《飞行汽车的研究发展与关键技术》、江苏神通、《eVTOL飞行器及其动力发展态势研究》、《通用航空装备创新应用实施方案2024-2030年》
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