eVTOL产业链分析：国内“飞行汽车”能否享受供应链红利？

​凭借不依赖跑道、高效、低成本等特点， eVTOL（电动垂直起降飞行器，也常被称为飞行汽车，空中出租车等）完美满足了人们对未来出行方式的想象。

图片来源：巴西航空工业公司

同样是无人机，很多人会误以为eVTOL（电动垂直起降飞行器）不过是放大版的“大疆”，或者更准确的说是用于航拍或者娱乐的多旋翼无人机。其实不然，当整机重量超过一定级别后，尤其是考虑到载客的场景，如果其安全性无法得到很好的保障，不仅会对公众造成巨大的伤害，也会对企业带来极大风险。参考EASA 关于eVTOL相关法规的安全性要求，这类飞行器的故障率要求与大型民航客机一致，即系统级灾难性事故率小于10-9。同时，重达吨级的eVTOL机型，飞行测试的成本很高，测试中一旦出现事故，代价极大，因此，无法像小型无人机那样依赖于试飞来试错性开发。正向开发，追求民用航空产品的确定性和可表明性，建立符合安全关键系统的开发体系，是eVTOL开发的唯一可行方式。这是大型eVTOL与小型无人机产品的巨大差距，这也对上游产业链提出了更高的要求。

那么，作为与小型无人机一样的新兴行业，国内能否出现eVTOL领域的“大疆”呢？

众所周知，大疆的成功除了自身技术的积累，也离不开国内强大的供应链加持，当全世界各大无人机厂商群雄逐鹿深圳争夺核心供应链资源时，大疆却已经近水楼台先得月。近几年国内电动汽车和消费电子的产业链的迅猛发展也带动了eVTOL产业链的日益成熟。我们采访了多位业内专家来深入分析目前国内eVTOL产业链的情况，并将整理成系列文章进行专题探讨。

eVTOL产业链条解析

eVTOL的整个产业链是一个非常长的链条，大家熟知的主机厂主要承担的是整机研发和集成的任务，其上游有许多子系统的供应商在各个专业领域将其中的模块组件生产完成卖给主机厂。核心子系统主要可以分为电池、动力系统、飞控系统、通讯系统、导航系统以及机体六大类。

eVTOL供应链上各核心子系统情况如下：

电池

随着电动汽车的高速增长，电池技术近些年也有了很大的突破。然而对于航空工业而言，飞机对电池的要求却与汽车有很大不同，一方面飞机要求电池在足够长的时间内，提供足够动力，且电池自重不能太大，否则会增加飞行所需要克服的重力，也就要求电池有很高的能量密度；另一方面飞机无法像汽车一样随时制动，这就要求电池有足够的可靠性，即使发现失效的情况也可以足够支撑飞机安全降落。这几点特别的要求导致即使在电动汽车已经进入大规模应用的今天，电动飞机的发展也才刚刚起步。

目前电池的产业来看，我国属于全球领先的水平。目前国内的供应商中，ATL在电芯领域的规模已经做到了全球最大，工艺完善，质量过硬，同时也是苹果手机的供应商，但是产品种类有限。瑟福、海盈和格瑞普在无人机行业的经验更为丰富，产品种类全面，技术升级快。富力的产品性价比高。宁德时代暂时没有可以匹配无人机的产品，但就技术水平而言，应该有实力切入这个市场。

据专家介绍，目前电池技术已经达到比较成熟的状况，可以支持吨级eVTOL在城市中规模化运行，且还有巨大的提升空间，目前能量密度每年的增长速度约7%左右。电池技术的进步将带动eVTOL机型效率、成本、载重等各方面的全面提升。

动力系统 

eVTOL的动力系统多采用了分布式推进系统，由于采用了电池代替燃油，且小尺寸电机可以很好的规避很多大动力系统带来的复杂问题，动力系统的机械结构被大幅简化，再加上电机自身出色的耐用性，对操作的要求也随之降低，维护成本更低。此外，分布式本身就意味着多余度，单个电机的失效也不会产生灾难性的后果，这也使得飞机更加安全。

目前市面上的供应情况来看，T-Motor产品系列全，从小飞机到大飞机，从低电压到高电压一应俱全，测试数据全面详细，其他家规模略小，但各有侧重。总的来说目前市面上的产品性能稳定，技术成熟，只要运行时保证按照厂家的要求进行航前航后及定期的检查，基本可以支持大规模的运行。随着eVTOL产品的出现，未来400v高压的动力套装的需求会大量增加，这个领域国外已经有专用用eVTOL的产品了，其中PIPISTREL已经有产品完成了适航认证，赛峰、罗罗、MAGNIX等相应产品也都在适航认证的进程中，国内的产品只有在小型无人机上使用过，但是针对航空级别还没有货架产品，主要依赖定制。

飞控系统 

飞控系统是无人机的“大脑”，也是eVTOL最核心的子系统，eVTOL主要依赖飞控系统实现飞行器的感知、控制和决策。目前类似的产品中，小型无人机的飞控系统和民航飞机及军用大型无人机的飞控系统市面上均有成熟的解决方案。然而eVTOL的飞行控制技术相比而言更加复杂，需要解决基于多旋翼垂直起降、基于常规固定翼水平飞行以及垂直-水平两种飞行模态的平稳切换等技术难题，国内厂家通常只掌握了其中一项技术。另一方面，eVTOL未来在城市内的大规模运行对飞控系统的自主性也提出了更高的要求。

目前主要的飞控供应商有两类，第一类是传统的老牌飞控系统供应商，以军工单位，研究所及高校为主，包括中航工业618所、航天、北航、南航等，这类单位技术扎实，但是价格较高；还有一类是新兴的民营公司，比如致导、边界智控、创衡、翔仪等，也逐步成长起来，在军用项目和eVTOL领域积累了不少经验，性价比也比较高，更愿意为支持eVTOL未来在城市大规模运行而进行新领域的投入。

随着大量通航及民航领域学术以及研发项目的国际合作，如商飞C919等，国内也已经培养出了一批熟悉安全关键系统开发能力的工程师，这些能力逐步渗透到许多新兴企业，这也让国内出现能够开发出符合DO-178等航空等级安全性软件成为可能。

通讯系统  

目前消费级以及工业级无人机主要采用无线电进行通讯，逐渐开始引入4G/5G，军用无人机主要用数据链和卫通。随着5G网络的铺开，未来5G可能会被无人机厂商大范围使用，替代其他产品。华为、中兴等公司也在积极的与行业合作伙伴进行尝试。

导航系统  

高精度的惯导价格较高，主要依赖军工体系的产品，如中航工业618所及中国航天13所，16所，33所等。随着汽车工业的发展，也涌现出大量MEMS传感器的供应商，其产品技术成熟，成本低，可靠性好，这里就不一一列举。目前eVTOL主流的方式是采用MEMS传感器、GNSS等，通过数据融合算法提升性能和鲁棒性以满足飞机对导航系统的要求。目前市面上有一些解决方案的提供商崭露头角，将数据融合和MEMS传感器打包成一套导航解决方案提供给主机厂，例如创衡，西安精准测控等。

机体  

机体制造属于成熟技术，壁垒不高，成本也基本是比较透明。由于eVTOL的体积较大，消费级或者工业级无人机机体生产厂家可能很难制作出这个尺寸的模具和产品，主要的供应商来自通航厂商。但是从技术的角度来讲，消费级或者工业级无人机机体厂商，汽车车体厂商均有实力进入这个领域。

总结  

整体看下来，国内的eVTOL的核心子系统的布局完善，产业化程度高，产品性能好，大部分产品都可以支持未来吨级eVTOL科研阶段的产品开发，并且有足够的潜力能够往适航发展，并且最终实现规模量产。同时，放眼全球来看，有很多国外的主机厂，尤其是在科研阶段，已经在考虑使用国内厂家的产品了，甚至有些模块已经开始在国内采购。

然而适航是个巨大的挑战

然而对于这个级别的飞机，即使其性能可以满足市场的需求，核心子系统和零部件可以满足单机需求，也无法绕开适航这个话题。对比和参考同样级别民用有人机，其整机和机上特定的材料、零部件、设备都要经过严苛的适航审定。这对于国内eVTOL制造商和其供应链上的国内厂商来说，将是极其严峻的挑战。国内厂商的发展大多得益于电动汽车和消费电子行业的发展，或是来自于军工体系，都是初期涉足民用航空产品研制行业，还没有像国外同行那样拥有悠久的航空工业实践背景，还很不熟悉适航管理的流程和方法，也没有适航取证经历和体会。行业的发展、企业的需求都迫切的需要局方的指导和支持。

到目前为止，各国民航监管当局还尚未出台关于eVTOL的适航管理实施细则。面对这一全新领域，这对于各国民航监管当局来说，也是一个很大的挑战。参考有人机的适航管理方法，解题思路可以双管齐下：一是由局方尽快完善每类模块和子系统的相关标准，并指导各部件厂家完成适航审定，二是由具备民航整机级别产品研制能力和研制保障体系的主机厂以整机的型号合格审定来推动各部件厂家进行相关测试和筛选。通过对整机型号进行适航合格审定，相关零部件随整机获得适航批准。但从目前的情况来看，显然是主机厂更有动力来推动。

回顾无人机行业发展和各国对无人机的监管政策思路不难发现，大疆的成功在一定意义上就是得益于CAAC在行业初期对轻小型无人机发展的宽容和支持态度。在eVTOL领域，我们也同样感受到CAAC在放管服的政策精神下给与行业的大力支持。现在各国的eVTOL风生水起。而我国eVTOL产业链布局最为全面、基础扎实、具备未来完成适航及支持规模化的潜力，有着相较于传统通航和民航飞机更为突出的优势。在民用无人机的赛场上，如果我们能在eVTOL的赛道里继续跑赢，这次我们能获得的不仅仅是比小无人机行业更大的市场，也可以争取到eVTOL这个细分领域世界标准制定的话语权，从而为我国民用无人机的行业的可持续发展打出突破口。