2026年交通运输行业eVTOL动力篇：低空“心脏”，eVTOL电驱系统详解

电驱系统：eVTOL的动力“心脏”

eVTOL电驱系统的重要性

eVTOL主要以电驱系统作为动力系统，是eVTOL的“心脏”，它不仅直接决定飞行续航、载重、安全性、成本与商业化进程，更是 eVTOL产业链中技术壁垒最高、价值量最集中、国产替代空间最大的核心环节。整套电驱系统（含电机、电控、减速器）的BOM在整 机中占比约40%，是占比最高的组成部分。电驱系统的重要性和优势主要体现在飞行安全、续航与载重、整机与运维成本和商业化 进度4个方面：

一、飞行安全底线：多电机分布式驱动（DEP）是 eVTOL 实现安全冗 余的基础，电驱与电控的可靠性直接决定整机适航认证能否通过。据测 算，3000kg级 eVTOL 悬停功率需求约 1MW，通过 6-8 个独立电机分 散布置，单电机功率控制在 125-166kW，在 800V 高压系统下工作电流 仅 166A，显著降低线缆热负荷与重量。分布式架构天然具备失效容错 能力，在单电机失效的情况下，电控系统通过毫秒级响应快速重新分配 推力，以维持姿态稳定，有效规避传统直升机单点失效风险。

二、续航与载重上限：电驱效率、功率密度、轻量化水平直接影响电池 能量利用率，是实现商业化运营的关键指标。当前航空级永磁同步电机 比功率已达 5kW/kg（接近涡轴发动机），正向 7kW/kg 演进；配合效 率超 93% 的电机与 7kW/kg 的逆变器，1MW 总功率下动力系统总重可 控制在 340kg 以内。相比燃油发动机 25%-30% 的热效率，电驱系统同 等能量可输出更多有效推力，直接提升航程与有效载荷能力。

三、整机与运维成本：动力系统占 eVTOL 整机成本约 40%，其寿命 与可靠性决定全生命周期运营支出。电池系统为运行成本最主要来源：直接运行成本优势显著。eVTOL目标直接运行成本为0.67美元/海 里/人，低于贝尔407直升机的0.74美元/海里/人，运营经济性有所 提升。 机械复杂度大幅降低。类比电动车零件数（约11,000 个）仅为燃 油车（约30,000 个）的1/3，eVTOL 运动部件显著减少，维护频 次与备件成本同步下降。 电池健康管理与梯次利用实现全生命周期价值闭环。退役电池可 二次应用于Vertiport 储能，延长价值周期。 单位能耗成本远低于燃油。假设eVTOL单次典型任务能耗 1.5kWh/km，每里程单位的能源成本约为1.5元/km，仅为航油单 位成本的1/5左右。

四、商业化速度：高压化与冗余设计是适航认证及量产落地的技术 焦点。头部企业向高压平台升级，以降低电流、减轻线缆重量。在 冗余设计层面，叠层电机冗余、绕组冗余、电推模块冗余三类技术 路径已成熟，其中叠层三冗余方案成为适航审定重点关注领域，直 接影响整机认证周期与市场准入速度。

多项支持政策推动电驱系统发展

2023年10月工信部、民航局等四部门联合发布《绿色航空制造业发展纲要（2023—2035年）》，明确提出“加快发展高可靠性、高功 重比、高效率的航空电推进技术”，提出“250kW级航空电机及驱动系统投入量产，500kW 级产品小规模验证，功重比达到 20Nm/kg” 的要求。首次将eVTOL电推进系统相关技术攻关提至国家层面规划；随后多项支持政策陆续发布，提出要完善电驱系统技术标准与适航 体系，肯定电推进技术作为航空动力电动化的主要技术路线选择，对eVTOL电驱系统产业发展起到积极推动作用。

地方政策鼓励电驱系统研发制造

上海市于2024年率先发布《上海市低空经济产业高质量发展行动方案（2024-2027年）》，明确支持高功重比航空动力电驱的研发制造、 形成低空航空器先进动力系统解决方案，作为行业获得地方政策扶持的关键信号。随后上海发布《上海市关于链接长三角加快建设低 空经济先进制造业集群的若干措施》提出以新能源动力系统等核心零部件的研发制造作为长三角低空先进制造产业集群的核心发展目 标，推动电驱技术从试点示范到规模化应用。其他地方（如四川、东莞）也在低空经济支持政策中提及对电驱系统技术突破、适航适 配和产业化的支持。

电驱系统的工作原理

电驱系统的结构组成

eVTOL电驱系统主要由电机、电控和减速器三大核心组件构成。三者协 同工作，将电池储存的电能高效转化为旋翼旋转所需的机械能。从成 本结构来看，电机：电控：减速器占比大约为4:4:2。

一、电机：价值占比最高的核心部件

电机是动力系统核心零部件，由定子、转子、永磁体、壳体、绕组、轴 承等部件构成。电机主要作用是将电能转换为机械能，驱动螺旋桨旋转， 从而产生升力和推力，实现飞行器的飞行，同时根据飞控系统的指令精 准调节转速，满足飞行器在不同飞行状态（如起飞、悬停、巡航）下的 动力需求。与传统飞行器不同，eVTOL通常配备多个电机，在飞行过程中， 如果部分电机出现故障，其他正常工作的电机能够通过电机控制系统调 整输出功率和推力方向，使飞行器保持稳定的飞行姿态，确保飞行安全。

二、电控：技术壁垒最高的调节中枢

电机控制系统是技术壁垒最高的组件，其核心器件包括功率器件（SiC MOSFET/IGBT）、主控芯片（MCU/DSP）、PCB、电容和传感器等。 电控可对电机的转速、扭矩、转向等参数进行精确调节和控制。它能根据飞行器的飞行指令和姿态信息，实时调整各电机的输出，确保 飞行器能够按照预定轨迹飞行，实现垂直起降、悬停、平飞等多种飞行姿态的平稳转换。eVTOL通常采用多个独立电机，每台电机均配备 独立电控，一旦某电机失效，电控需在毫秒级内完成推力重新分配。

三、减速器：灵活变速的关键部件

eVTOL电驱系统依据是否配备减速器，可分为低速电机直驱式与高速电机-减速器式两种类型。减速器由精密齿轮（行星/谐波齿轮）、高 温合金轴承、箱体和润滑冷却系统组成，核心功能是将电机的高转速、低扭矩输出转化为旋翼所需的低转速、高扭矩驱动力。随着发展， 减速器的体积和重量将越来越小，以满足 eVTOL 轻量化的需求。减速器的传动效率也将不断提高，以降低 eVTOL 的能耗。

电机工作原理与分类——无刷直流同步电机（BLDC）

低空领域的电机主要分为两种类型:永磁同步电机（PMSM）和无刷直流电机（BLDC）。BLDC相较于有刷直流电机，通过电子换向替代了有刷直流电机的机 械电刷与换向器，取消了易磨损的接触部件，因此在寿命、效率、可靠性、噪音、安全性上全面占优，大量减少维护、减少火花干扰、可实现更高转速， 仅需配套专用控制器，成本与控制复杂度更高。

由于定子绕组的互联方式与PMSM不同，BLDC反电动势呈现梯形波形式、采用方波驱动，控制简单、成本更低，但转矩脉动较大、运行平顺性与噪音表现 一般。与PMSM相比，具备结构简单、运行可靠、制造和维护成本更低等优点，在小型和中型多旋翼无人机中的应用更为广泛。

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