探索 eVTOL 电控领域

一、eVTOL 电控的重要性

 

eVTOL(电动垂直起降飞行器)作为未来交通领域的新兴力量,其电控系统在整个飞行器中起着至关重要的作用。电控系统如同飞行器的 “大脑”,直接影响着飞行器的性能、安全性和可靠性。

首先,从性能方面来看,eVTOL 电控对电机的控制精度直接决定了飞行器的动力输出。例如,电机控制器(MCU)主要用于调节推进电机的转速和转矩,其控制响应精度直接影响飞行器推力控制精度。eVTOL 在起降阶段对电驱系统提出高功率和高扭矩要求,而目前国内外应用于 evtol 电机与电机驱动器的研究均处于起步阶段,相关技术有待突破。

其次,安全性方面,eVTOL 运营环境复杂,对电控系统的可靠性要求极高。由于 eVTOL 对冗余性的额外需求,电控系统需要具备冗余设计,能够在部分系统失效的情况下继续安全运行,以确保飞行安全。例如,受扰动形态启发的电机智能控制研究,就是为了解决 eVTOL 核心驱动部件扰动后导致的速度跌落问题,从而保障 eVTOL 的安全、可靠运行。

最后,在可靠性方面,eVTOL 电控系统需要高度集成,以实现对多个电机的精确控制和协调。其飞行控制系统支持悬停、垂直起降和巡航等多种飞行模式,并且必须具有高冗余性,以确保任何单点故障不会导致飞行器失控。同时,eVTOL 电驱电机的壁垒高,包括材料壁垒、设计壁垒、政策壁垒和应用壁垒等方面。航空级电机所处工作环境与新能源汽车不同,其对于不同环境如高低温、湿热、低温低气压、盐雾、臭氧、电磁兼容、振动等方面的要求较高。

目前,有多家企业在 eVTOL 电控领域积极探索。蓝海华腾与高校科研团队、行业公司团队合作开发 eVTOL 电控产品,将研发资源向 eVTOL 电控领域适当倾斜,在 eVTOL 电控的设计、算法、轻量化的研发上争取有所突破。嘉瑞国际与小鹏汽车共同研发电动垂直起降飞行器(eVTOL)镁合金电控产品。英搏尔携手亿航开发 eVTOL 电机,共同开发适用于亿航产品的高性能电机和电机控制器产品。卧龙电驱也在 eVTOL 领域积极布局,与商飞深化合作,共建 “新能源航空器电动力系统适航验证实验室”。

总之,eVTOL 电控在电动垂直起降飞行器中起着关键作用,其重要性不可忽视。随着技术的不断进步和市场的不断发展,eVTOL 电控领域将迎来更多的机遇和挑战。

二、国内主要 eVTOL 电驱生产商

 

(一)海特高新提及的厂家

海特高新指出目前国内主要 eVTOL 主机厂家包括沃飞长空、沃兰特、御风未来、时点科技等。这些厂家在 eVTOL 领域积极探索,为行业发展注入了新的活力。

沃飞长空在 eVTOL 领域不断创新,致力于提供高性能的飞行器解决方案。其在电机、电控等关键技术方面持续投入研发,以满足市场对安全、高效飞行器的需求。

沃兰特专注于 eVTOL 的设计与制造,通过先进的技术和工艺,打造出可靠的飞行器产品。在电控系统方面,不断优化性能,提高飞行器的操控性和稳定性。

御风未来以其专业的技术团队和创新的研发理念,在 eVTOL 领域崭露头角。其电控系统注重可靠性和安全性,为飞行器的稳定运行提供保障。

时点科技也在 eVTOL 电控领域积极布局,不断提升技术水平,为市场提供优质的产品和服务。

(二)卧龙电驱

卧龙电驱在国内电动航空高功率电机领域布局较为领先,全球高压电机排名第二。公司建立了全行业唯一的适航实验室,牵头编写了航空 CS - 23 部 H1801(电机与驱动系统)民航局审定文件,依托动力电驱成熟基础,开发高性能航空电驱,形成 “3 + 1” 的产品布局。

在市场合作方面,卧龙电驱与商飞、吉利沃飞等企业建立合作关系。与商飞深化合作,共建 “新能源航空器电动力系统适航验证实验室”;与万丰奥威、极客航空、沃飞长空等行业龙头合作,展现了其在市场布局上的领先地位。

卧龙电驱的电动航空业务布局非常有前瞻性,专注于航空电驱系统开发,产品覆盖 1 - 4 座以及几十座次的支线飞机电驱产品。通过与国际和国内的行业龙头合作,卧龙电驱将进一步扩大其在 eVTOL 电机领域的市场份额,推动电动航空技术的发展。

(三)天津松正电动

天津松正电机产品类型丰富,在载人级电动航空领域专注于高效功重比的电推进系统开发,推出定制化航空电机及控制器开发服务。

公司致力于各类驱动系统技术,累计申请 1233 件国家专利,主要产品为电驱动控制器及扁线电机核心部件,广泛应用于新能源商用车、工程车辆、电动船舶、电动载重无人机、轨道交通、智能配送、服务机器人、电动自行车、工程机械、港口机场特种装备等领域。

在多领域布局下,天津松正在载人级电动航空领域蓄势待发,在纯电驱多旋翼垂直起降、涵道风扇等不同构型的飞行器均有深入的研究及产品应用;同时在混动驱动机载大功率增程电机及驱动器均具备开发和制造能力。

(四)南昌三瑞智能等其他厂家

南昌三瑞智能、北京电擎科技、江苏迈吉易威、山东精创磁电、安徽智鸥驱动、宁波诺云驱动等厂家在 eVTOL 电控领域也在积极探索和发展。

这些厂家虽然目前在市场上的知名度可能相对较低,但它们在技术研发、产品创新等方面不断努力,为 eVTOL 电控领域的发展贡献着自己的力量。随着 eVTOL 市场的不断扩大,这些厂家有望在未来取得更大的突破和发展。

三、从事 eVTOL 电控研发的企业

 

(一)蓝海华腾

蓝海华腾在 eVTOL 电控领域积极进取,与高校科研团队、行业公司团队合作开发 eVTOL 电控产品。在当下低空经济赛道备受关注的形势下,蓝海华腾紧紧抓住机遇,将研发资源向 eVTOL 电控领域适当倾斜。公司致力于在设计、算法、轻量化研发上取得突破,以期早日将产品推向市场。

通过与高校专业科研团队和行业公司团队的合作,蓝海华腾能够充分整合各方优势资源,加快研发进度。凭借着自身在电控领域多年的技术积累和创新能力,结合高校科研团队的前沿理论研究和行业公司团队的实践经验,蓝海华腾在 eVTOL 电控的设计方面不断探索新的思路和方法,力求使电控系统更加高效、稳定、可靠。

在算法研发上,蓝海华腾投入大量精力,不断优化电机控制算法,提高电机的控制精度和响应速度。通过精确的算法控制,能够更好地满足 eVTOL 在不同飞行阶段对电机的动力输出要求,确保飞行器的安全、平稳运行。

此外,轻量化也是蓝海华腾在 eVTOL 电控研发中的重要方向。轻量化的电控系统不仅可以降低飞行器的整体重量,提高飞行器的续航能力和载荷能力,还可以减少能源消耗,降低运营成本。蓝海华腾在轻量化研发方面,积极采用新材料、新工艺,不断优化电控系统的结构设计,努力实现电控系统的轻量化目标。

(二)嘉瑞国际与小鹏汽车

嘉瑞国际作为香港联合交易所主板上市公司,拥有 20 多年丰富的镁合金压铸经验。小鹏汽车作为国内知名电动车品牌,其子公司小鹏汇天致力于为个人用户打造最安全的智能电动飞行汽车。嘉瑞国际与小鹏汽车共同研发电动垂直起降飞行器镁合金电控产品,为飞行汽车零部件轻量化助力。

近日,小鹏汽车宣布与小鹏汇天合作发展飞行汽车,而嘉瑞国际作为知名镁合金新能源汽车零部件供应商,与小鹏汽车达成合作协议。“旅航者系列” 飞行汽车全机身采用轻量化的碳纤维材料打造,同时小鹏汇天也非常重视飞行车零部件的轻量化,专门研发专用的镁合金电控产品。

嘉瑞国际过去 40 年为国内外多个知名品牌提供一站式研发及制作方案,在镁合金压铸领域具有深厚的技术实力和丰富的经验。此次与小鹏汽车的合作,嘉瑞国际将充分发挥自身在镁合金压铸方面的优势,为 eVTOL 镁合金电控产品的研发提供有力支持。

通过双方的合作,有望在电动垂直起降飞行器电控领域取得新的突破,为未来城市空中交通、个人出行、旅游观光等低空领域提供更加安全、高效、智能的解决方案。同时,也将为低空经济的快速发展注入新的动力。

四、eVTOL 电控企业的发展前景

 

随着低空经济的发展,eVTOL 电控企业面临巨大的市场空间,有望为未来空中出行提供强大的技术支持。

首先,从市场规模来看,中信证券指出全球 eVTOL 市场规模快速增长,亚太地区成为重要增长点。国内 eVTOL 行业起步稍晚但潜力巨大,受益于低空经济热潮、政策支持、上游技术成熟、商业模式创新等因素,有望高速发展。这为 eVTOL 电控企业提供了广阔的市场前景。

其次,低空经济的持续升温带来了更多的机遇。如 21 世纪经济报道指出,eVTOL 有望在 2024 年迎来商业化落地的元年。政策的推动,如工信部等四部门发布《绿色航空制造业发展纲要 (2023 - 2035 年)》以及各地政府大力发展低空经济等举措,为 eVTOL 电控企业的发展创造了良好的政策环境。

同时,技术的不断突破也为 eVTOL 电控企业带来了新的发展动力。新能源汽车行业和无人机厂商的发展带动了电池、电机、电控三电技术以及飞控技术、分布式驱动技术的成熟,这些技术的应用使得 eVTOL 产品更加成熟,也对电控系统提出了更高的要求。

此外,中央空管委即将在六个城市开展 eVTOL 试点,这一举措将为 eVTOL 的应用提供更多实际场景,加快我国低空经济的发展。试点城市的确定以及对航线和区域的规划,意味着 eVTOL 电控企业将迎来更多的市场需求。

综上所述,eVTOL 电控企业在未来具有广阔的发展前景。随着技术的不断进步和市场的不断扩大,eVTOL 电控企业将在低空经济的发展中发挥重要作用。