随着新一代通信技术、大数据、人工智能、云计算等创新技术的加持，汽车早已从传统的“出行工具”化身为“智能化空间”，行业未来发展超乎想象，汽车产业也将成为支撑国家战略目标实现的重要力量。

　　作为汽车产业变革的重要参与者，北汽产投扎根出行领域，研究先行，以研促投，通过布局“高壁垒”、“卡脖子”先进的技术促进主业发展和产业变革。为更好碰撞研究成果、促进产业共创和协同共融，北汽产投开设线上主题研讨品牌「观点·洞察」，定期分享研究成果与产业洞察。

　　中央高度重视低空经济的发展，地方政府相继出台相关的产业政策。2021年2月，低空经济首次被写入《国家综合立体交通网规划纲要》，2023年12月进一步被纳入国家战略性新兴起的产业，战略地位空前提升。目前已有超过20个省、市、自治区将“低空经济”纳入政府工作报告。各地政府积极把握低空经济产业密集创新和快速地发展的战略机遇期，加快形成低空经济产业生态。飞行汽车和智能电动汽车在关键技术上有着共通性，产业链与智能电动汽车高度重合，本期报告将围绕行业概况、现状与发展的新趋势，分析低空经济投资逻辑与机遇。

　　低空空域高度的界定依据2010年和2016年发布的政策文件，确定低空空域的垂直范围为线米及以下。随着空域改革的推进，监视空域和报告空域实现无缝衔接。2023年，民航局发布了《国家空域基础分类方法》，将空域分为A-G类，其中A-E类为空管空域，提供飞行管制服务；G类和W类为非管制空域，适用于无人机等。当前，低空经济主要在非管制空域中开展飞行活动。

　　低空经济和军用航空、通用航空之间的关系：目前，中国低空飞行活动大致上可以分为国家航空器（军用、警用、海关）和民用航空器两类，涵盖通用航空、警用和部分军用航空活动。通用航空是低空经济的主体，与农林牧渔、制造、矿业、电力、物流等行业深层次地融合，低空经济应用场景范围广泛，成为新的产业增长点。

　　低空经济作为战略性新兴起的产业，产业链条长，涵盖航空器研发制造、基础设施建设运营及飞行服务保障等多个环节，应用场景广泛，涵盖传统通用航空和以无人机为核心的低空生产服务。相关这类的产品包括无人机、eVTOL、直升机和固定翼飞机，大范围的应用于居民消费和工业领域。其中，eVTOL和民用无人机是我国低空经济的两大前沿发展方向。

　　目前低空航空器大致上可以分为eVTOL、飞行汽车、直升机和无人机等。其中，eVTOL的优点最重要的包含可以垂直起降，对基础设施要求较低，价格实惠公道，可悬停；缺点是续航能力和载重能力会比较低。固定翼中大型无人机的优点是续航能力强，载重大；缺点是对跑道等基础设施要求高，价格较贵。直升机的优点最重要的包含可垂直起降、载重高、航程长；缺点是价格昂贵。

　　安全性高：eVTOL的多旋翼设计保证了即使个别旋翼故障，飞行器仍能安全飞行；噪音更小：无论舱内还是舱外噪音明显低于直升机，伴随技术的进步，未来还会持续降低。经营成本更低：经营成本比直升机低约26%。如下表在假设100公里飞行距离下，eVTOL的每座成本为2.06美元/km，低于轻型直升机的2.60美元/km。随着无人驾驶的到来以及大规模商业化后，eVTOL的成本有望进一步降低。

　　eVOLT：低空经济新赛道。eVTOL是指采用电机驱动并具备垂直起降能力的飞行器。2016年10月，Uber公司发布了一份关于城市空中交通的白皮书，提出了未来城市空中交通（UAM）的概念。该白皮书预计，未来的通勤者将可以乘坐小型飞机，这些飞机可以垂直起飞，并在几分钟内抵达目的地。此外，这些小型飞机还可以实现无人驾驶。这一前景引发了全世界内对电动垂直起降飞行器的研发热潮。随着近年来电池技术和电动机的迅速发展，eVTOL的出现使得城市空中交通的愿景慢慢的变成为现实。

　　eVTOL是汽车产业链的延展，两者功能互补，有望成为未来汽车新的增长点。一方面eVTOL基于电动化、轻量化、智能化等汽车行业的前沿技术，并结合航空领域的垂直起降和空中交通优势，拓展了传统汽车的功能边界。同时，eVTOL与现有汽车共享电池与材料技术和智能控制管理系统，使其与汽车产业链上下游形成协同效应，推动技术创新与市场拓展。飞行汽车有望成为未来汽车行业的重要增长点和技术突破口。

　　中短期落地应该看特殊场景载物货物，国防军事，警务安防，公共服务，长期看好载人客运等场景。

　　城市空中交通将是飞行汽车未来重要的应用场景。根据中国民航网援引摩根士丹利的预测，到2040年，城市空中交通行业总产值将达到1万亿美元，到2050年将达到9万亿美元。城市空中交通具有全自动无人驾驶、快速便捷、集中式平台、共享经济和绿色低碳等特点。

　　eVTOL目标未来的增量市场。2025-2030年间，eVTOL 市场将随着适航法规、基础设施和空管系统的完善而进入商业化阶段。预计2026年，eVTOL 将逐渐在低空旅游、城市交通替代等场景中普及。全球市场将从2023年的12亿美元增长至2030年的234亿美元，年均复合增长率为52%。中国市场预计2024-2030年间，eVTOL 动力系统行业将以29.87%的年均复合增长率扩大至309.31亿美元，且部分企业已获得订单。

　　全球范围内eVTOL的研制与开发种类非常之多，具有各种形态。在中国的eVTOL领域，多旋翼飞行器因结构相对比较简单、成本低、推进速度快而适合短途载人飞行，通常航程在50公里左右，时速不超过60公里。这类飞行器续航能力有限，更适用于短途观光，如亿航216采用六旋翼设计，即便部分旋翼故障，仍能保持稳定飞行。相比之下，倾转旋翼技术结合了旋翼和固定翼的优势，能将飞行速度提升至300公里/小时，航程可达250公里，但其机械复杂度高，故障率和开发成本也较大。国内的时的科技和零重力等公司正在推进相关研究。

　　全球“eVTOL鼻祖”美国上市公司Joby Aviation（股票代码：JOBY）于2009年成立开始研制eVTOL，被广泛认为是全球eVTOL制造产业高质量发展的起点。而亿航智能于2016年转型开始eVTOL研发，揭开了中国eVTOL制造发展的序幕。

　　企业数量：截至2024年6月全球eVTOL项目数量已达到1000个，来自全球433个不同设计团队，其中美国、欧洲、中国团队数量分列一、二、三位；

　　研发成本：欧美企业在取得电动垂直起降飞行器（eVTOL）型号合格证（TC）的研发成本约为10亿美元，而中国企业的相关成本则大约为5~10亿元人民币。这个差距反映了不一样的地区在研发资源、劳动力成本和监管环境上的差异；

　　适航法规：欧洲为EASA SC-VTOL，这是欧洲航空安全局（EASA）专门为eVTOL制定的特别条件；美国目前为FAA Part 23，并结合特定类别的适航标准为Joby和Archer的eVTOL提供认证依据；中国是一事一议，参考民航局23部、27部及欧美法规。

　　类似特斯拉与数量庞大的新势力/传统车企，eVTOL以初创公司Joby Aviation为首。而除了大量eVTOL初创企业涌现外，传统/新势力车企、全球航空业巨头、互联网科技公司也试图借助其在相应领域的优势，纷纷入场加速在eVTOL领域的布局。

　　自2014年亿航智能获得数百万元天使轮融资起一直到2021年，7年间国内eVTOL领域只总共发生了3起投融资事件。2024年3月以来一级长期资金市场对eVTOL行业热度持续高涨，自3月初沃兰特航空完成A轮1亿元融资后半年内共完成4轮融资、3月时的科技于完成A轮两千万美元独家战略融资，据不完全统计，2024年初截至目前现已有超过15家载人eVTOL研制企业完成数千万元以上融资。

　　eVTOL 的核心子系统主要六大类，其中机体、综合航电系统和动力系统占据了主要的成本。得益于中国新能源汽车的发展，国内三电系统技术迅速进步，处于全球领头羊。成熟的三电技术为我国飞行汽车的蓬勃发展奠定了坚实基础。

　　Lilium 的 eVTOL 成本集中在推进系统、结构内饰、航电和飞控。其中推进系统由36个分布式电机和72个电源模块组成，占比40%；结构内饰占25%；航电飞控占20%；能源系统占10%；装配件占5%。比较纯电动汽车、大飞机和 eVTOL 的成本构成，动力系统是核心子系统之一。纯电动汽车中，电池成本占比约42%，电机和电控分别占10%和11%，其他部件约占30%。大飞机中，机体结构占30%-35%，发动机占20%-25%，航电和机电系统占25%-30%。可见，在电池动力系统中，电池成本占较大比例，而在航空器中，航电和飞控系统成本比较高。尽管各类交通工具有不同的成本结构，动力和能源系统始终是关键。

　　eVTOL动力系统的集成度更高，或更趋向于多合一模式。新能源汽车电驱动系统通常由电机、电控、减速器等分开采购，零部件厂商多供应单一产品。而在eVTOL中，电机和电控需合并进行适航认证，这提升了供应商的潜在价值量。由于认证要求严格，未来eVTOL动力系统可能会更加集中化，不同于汽车电机的分散格局。

　　eVTOL 动力系统的先发优势较为突出。eVTOL电机由于TC（型号合格证）取得难度大的原因，这要求供应商与整机厂在工艺和技术上深度合作，且从早期就开始。一旦认证通过，合作的粘性较高，因认证时间成本和更换带来的安全风险隐患较大。当前主要参与者是罗罗、赛峰等航空发动机厂商，传统汽车电机厂商参与度较低，但这也使得已有厂商占据了先发优势。

　　eVTOL目前纯电航程普遍较短，混动或有望成为有效补充。目前中国eVTOL多采用纯电技术，航程约100公里，而Elroy Air的Chaparral C1等国外机型采用混动技术，航程达400-500公里。随着混动技术的发展，其提升电量和减少相关成本的优势日益显现。我们大家都认为，在空域大、基础设施不完善的情况下，混动技术更适合eVTOL的长远发展。此外，混动、氢动力等技术的突破，将在未来推动航空领域的重大升级。

　　冷却系统在电推力系统中至关重要，尤其是高功率的飞行器电机在持续大功率运行时会产生大量热量，特别是涵道构型的eVTOL更易出现动力系统过热问题。高温可能会引起电机内部永磁体退磁及电机在允许电压下不导电的材料失效，因此散热最重要。常见的散热方式包括风冷和液冷：低功率密度电机适合自然冷却或风冷；中功率密度电机一般会用液冷；而更高功率密度的电机则主要使用混合冷却系统。

　　eVTOL和电车在冷却方式上有显著差异。eVTOL需要高功率密度、轻量化设计，要求冷却系统高效且具备冗余，以应对快速功率变化和极端环境。液冷或低温冷却等高效散热方式常用于eVTOL。相比之下，电车运行条件更稳定，冷却系统可设计得更简单，一般会用风冷或水冷，重点在于长期可靠性和成本效益，而对重量的敏感度较低。

　　提升电机控制器精度，优化飞行器推力控制。电机控制器用于调节推进电机的转速和转矩，直接影响飞行器的推力。为了更好的提高精度，需要优化动态响应、抗干扰能力及载波频率等技术。同时利用多单元拓扑和多电平补偿技术降低输出电压和电流谐波。

　　采用SiC功率器件提升逆变器的效率和功率密度。现有硅基电力电子器件因低结温、高损耗和较大结电容，难以满足航空电机的高效高频需求，需要复杂冷却系统。相比之下，碳化硅器件具有高温耐受、低损耗、高开关频率等优势，已在电动车领域大范围的应用，能够缩小模块体积、减少损耗并简化散热系统，成为电气化发展的新趋势。

　　在飞机电气化的趋势下，航空电机系统正向综合化、集成化方向发展。其集成特征包括：功能集成与复用、电机与功率变换器及控制器的部件级集成，以及航空电机系统与发动机系统、液压能源系统的系统级集成。

　　eVTOL的关键性能指标与动力电池性能紧密相关，尤其是电池的单位体积内的包含的能量、功率密度、安全性、充放电倍率和循环寿命。这些直接影响eVTOL的航程、有效载重、能量效率、经济性等核心指标。

　　安全性：对于安全性的要求远超新能源车，FAA认证要求发生意外事故的概率控制在千万分之一，EASA（欧洲航空安全局）要求概率控制在十亿分之一。航空级电池要求更安全的材料和结构，及更高的一致性、可靠性；

　　能量密度：需要高能量密度的电池来减轻自身负重、提供更长的续航时间和更多的载客空间；

　　功率密度：飞行汽车在巡航时电池的放电倍率约为1.20C，而在起飞和降落时瞬时放电倍率可超过5C（下降时电压降低、需输出更高电流支撑功率），明显高于电动汽车对电池的放电通常在1C到2C之间的要求。

　　快充性能：eVTOL的快充倍率达到5C，能够增加航空器单位时长使用频次、提升空中交通的投资经济性；

　　循环寿命：增加电池循环寿命能够降低电池更换成本、增加eVTOL在全生命周期的盈利能力，同样有助于商业化进程；

　　根据东丽公司发现，实现eVTOL高效量产的三大重点是：使用先进的热塑性碳纤维复合材料，变革航空生产流程，以及加强行业和供应链合作。为了应对需求，东丽在2021年推出了定制的全复材解决方案。

　　飞控系统是eVTOL的“大脑”，负责接收传感器数据、进行数据处理和算法运算，并输出控制指令以控制飞行器的运动。飞控系统可进一步划分为1）姿态控制系统；2）导航定位系统；3）任务规划系统；4）飞行指令下发系统。

　　飞控系统核心组件包括飞行计算机、多种传感器（陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计等）、执行器、舵机、电源系统、通信系统等，其中飞控计算机为飞控系统的核心组成部分，实现了飞控系统70%-80%的功能并能够占到整体飞控系统成本的近3成。

　　电池技术：相较与汽车壁垒更高，需要在现有动力电池基础上进行升级，甚至需要仔细考虑其他方案如氢内燃机等方案；

　　材料：对轻量化材料的需求比电动汽车更为迫切，价格相较敏感程度下降，有望推进复合材料降本；

　　传感和通信：主要沿用现有航空技术为主，我们理解现有智能汽车有替代可能性，或者形成降维打击。

　　从技术层面看目前无人驾驶航空器飞行存在防相撞感知与避让不可靠、防劫持信息防护技术不成熟、空域融合管理技术暂时无法突破等原因，导致无人驾驶航空器只能在限定高度、限定空域的区域飞行。技术上限制条件会影响市场拓展，预计到2035年市场会达到千亿规模。

　　飞行汽车整机方案：优先关注可以在一定程度上完成降本增效的技术方案，尤其是提升载重量、延长续航能力的整机设计方案。

　　飞行汽车推进系统方面：优先关注在现有产业布局基础上进行升级与延伸，进一步拓展高高功率密度、高可靠性、高能效可用于飞行汽车的动力总成系统。

　　材料领域：关注高性能热塑性复合材料的开发，以减轻eVTOL的重量并提升飞行性能和续航力。

　　电池技术/新型清洁动力方案：关注全固态动力电池，关注氢内燃机配套液氢储氢的投资机会，解决当前续航、安全等问题。

　　电机与电控系统：eVTOL强调高功率密度和可靠性，集成电控与飞控系统是提升飞行效率的核心。关注混动系统电机电驱，以及精确控制的电控系统的投资机会。

　　无人驾驶技术与飞控系统：eVTOL未来向着全自动驾驶方向发展，重视自主飞行能力，关注具有自主知识产权的自动驾驶解决方案、先进的飞控系统及实时数据处理投资。

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