eVTOL产业链进展、产品优势及市场空间如何?

eVTOL产业链进展、产品优势及市场空间如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/07/18 14:41

eVTOL规模化落地需要建设基础设施+优化零部件性能。

1.产业链概况:动力、能源、飞控系统性能需优化,基础设施待建设

上游零部件:电池能量密度亟需提高,固态电池为未来发展方向

新能源汽车锂电池技术仍不能满足低空飞行航空器的需要。1)放电效率方面,飞行器需要更高的能量密度,以提供足够的动力支持飞行。根据高工锂电数据,新能源车三元锂电池的能量密度(电池单位重量提供的能量)为200Wh/kg,面向城市空中交通的eVTOL至少需要达到400Wh/kg;而目前成熟的eVTOL电池能量密度仅有285Wh/kg。2)峰值功率持续时间方面,飞行器需要再起飞和着陆时提供瞬时的峰值功率。3)循环次数方面,低空飞行存在频繁充放电需求,锂电池会面临快速老化;高频率的完整充放电循环可能会减少电池寿命。4)安全方面,飞行器电池需要保障在紧急情况下的可靠性和稳定性。5)快充频率方面,飞行任务转换较为快速,飞行器需要能够在短时间内快速充电。

锂离子电池技术面临能量密度限制,固态电池是未来的提升方向。目前主流的锂电池是液态锂离子电池,理论能量密度天花板是300Wh/kg。短期看,可以通过改良电极材料、拓宽SOC区间等方式提升系统能量密度;中期看,固态电池的理论能量密度超过500Wh/kg,或成为主流研发方向。

中游基建:无人机区域信息管理系统及飞行服务平台有待规划

空中交通管理系统为飞行活动提供有效的飞行计划、航空情报、 航空气象、告警和协助救援等服务,是空管体系的核心软件平台。 按照技术要求由低到高可以分为三类:1)信息类:运行环境信息 收集、交通态势信息收集、飞行计划设计等;2)协同类:飞行活 动申请、空域风险评估等;3)管制类:间隔服务、流量管理等。

信、导航、监视(Communication、Navigation、Surveillance,CNS)基础设施是空管体系的外围硬件设施。通信能实现飞行器与地面、飞行器与飞行器之间的联网沟通;导航能够为飞行器提供全天时的精准位置和时间服务;监视要求实时回传飞行器定位结果,实现飞行器管控。

我国现有的CNS仅能满足对高空飞行器的管理需求。1)通信:民航主要通过VHF电台实现管制台和飞行员的语音通信,无法实现对无人驾驶航空器的数字化控制,且通信链路带宽小、部署成本高,用于高密度的低空飞行可能会导致信道阻塞;2)导航:民航飞行密度低,导航所用的航点模式无法满足低空飞行的精细化要求。同时,卫星导航系统可以在开阔场景提供精准位置服务,但是信号落地功率弱,在城市低空容易受到遮挡;3)监视:高空监视主要以ADS-B(广播式自动相关监视)为主,地面站会根据飞行器的导航信息来获取实际位置、识别代码、高度、速度等重要飞行数据;但其有限信道不足以支撑低空大容量的飞行模式,且以卫星导航系统为信号源,用于低空的可靠程度会降低。

2.产品优势:eVTOL相比直升机有明显的经济性和安全性优势

eVTOL v.s. 直升机:1)经济性:双发五座的直升机售价为5000-7000万元,eVTOL以时的E20为例,公司预计售价为700-800万元。同时因其轻量化、模块化和电动化的特点,运营成本大幅低于直升机。2)安全性:直升机只有单发或双发动力,而eVTOL一般是多发动力,任何一发失效都不会影响正常飞行,安全冗余度高,安全系数接近民航飞机。

eVTOL v.s. 出租车:1)效率:eVTOL在特定路程范围内,具有高效便捷的优点。 50-400km内,eVTOL巡航速度优势明显,综合用时短于汽车。2)经济性:随着eVTOL产品的大规模量产,预计单程票价将继续下探,并最终与豪华专车趋同。

根据Porsche Consulting数据,民航客机主要覆盖了800公里以上的长距离出行需求,高铁主要覆盖了400-1,000公里左右的中长距离出行需求,汽车主要覆盖了5-200公里左右的短途出行需求,而直升机和eVTOL两类运输方式则主要覆盖了50-400公里左右的中短途出行需求。对于20-50公里范围内的市内交通需求,因受益于更短用时,eVTOL将对汽车、地铁等传统交通方式形成替代效应。而对于100-300公里左右的城际交通运输需求,eVTOL将主要与城际大巴、汽车、高铁等形成竞争。

3.市场空间:短/中/长期分别替换短途直升机/出租车/私家车

依据产业发展进度,我们认为eVTOL应用短期看物流配送、应急救援和旅游观光,中期看城市空中交通。目前拿到TC证的亿航智能EH216-S为多旋翼构型,适用旅游观光场景,主要客户为各地政府,订单储备超过500架;峰飞航空V2000CG为复合翼构型,最大起飞重量达到2吨,适用物流运输、应急救援场景。其余头部企业载人产品如时的科技E20、沃兰特航空VE25-100、沃飞长空VE25-100、峰飞航空V2000EM均已在中国民航局完成TC受理,据我们估算,预计将于2026-2027年完成取证。综上,在2024-2026年的发展窗口期,亿航智能有望打开旅游观光场景,同时峰飞和其他无人机企业推动空中物流运输市场发展;2026年及之后,随其他载人eVTOL陆续取证,“空中的士”试点有望逐步推进,低空经济若打开城市空中交通市场,将具有更大的发展潜力。

参考报告REPORT

低空经济行业专题报告:政策持续落地,eVTOL加速启程.pdf

低空经济行业专题报告:政策持续落地,eVTOL加速启程。低空经济进入有法可依阶段,eVTOL等无人机受益新法规发布。2016年,我国低空空域由真高1000米以下扩展到真高3000米以下非管制空域,运营及活动主体包括:无人机、eVTOL(电动垂直起降飞行器)、飞行汽车(概念或有重叠)、直升机等。在直升机等传统航空器稳步发展的前提下,eVTOL等新兴航空器逐渐成为新增长引擎。2023年6月,国务院和中央军委公布实施《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,为首部专门为无人驾驶航空器领域制定的行政法规;2024年1月,中国民航局公布实施《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》(CCAR-92)和《民用航空产...

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