比車用級別更高，eVTOL到底需要怎樣的電機？

電子發燒友網報道（文/吳子鵬）近日，鐵流股份在投資平臺表示，“公司新能源車電機軸暫未用于eVTOL(電動垂直起降飛行器)電機，公司具備較強的汽車零部件生產及加工能力，加工工藝應用領域非常廣，我們將根據國家戰略規劃及行業發展需求，積極探索新的應用領域，適時調整產品布局?！?/p>

由此不難看出，相較于新能源汽車，eVTOL對電機有更高的要求，那么需要達到怎樣的水平呢？

電機壽命和可靠性是關鍵

由于是全新的產品形態，因而電池、電控、電動機、輕型復合材料、飛控等都是eVTOL發展的核心技術。行業人士認為，eVTOL或許將引發新一輪航空革命。

電機對于eVTOL能否長期穩定飛行至關重要，且在eVTOL制造成本中有更高的占比。根據鉅大鋰電此前發布的數據，2022年新能源整車當中動力電池+驅動電機+電控系統的“三電”系統成本占比達50%，其中動力電池占38%，電機占6.5%。不過，在eVTOL中，電機成本迅速提升，作為國內排名第一的eVTOL電機驅動廠商，臥龍電驅此前表示，eVTOL驅動電機在eVTOL產業鏈中成本占比將高達30%。Lilium的數據顯示，如果將電驅算入整個推進系統，那么這一成本占比將提升至40%。

以分布式電機驅動布局的eVTOL為例，電機驅動分布在機翼或者機身上的多個螺旋槳或風扇構成推進系統為飛機提供推力。這種電機要求就是動力大且重量輕，東麗和Joby和Lilium合作的eVTOL所采用的電機峰值功率達236kW，重量僅28kg。

并且，由于eVTOL已經確定主要以電動為主，因此國內外eVTOL主要采用純電動力，電推電機有望加速這一領域的發展。

除了對電機功率和峰值扭矩要求更高以外，eVTOL所用的電機還需要考慮到安全性、環境耐受以及長期穩定性。行業數據顯示，eVTOL對于可靠性的要求極高，載人場景下要求出錯率控制在10的-9次方以內，而且相比于傳統航空發動機千萬美元以上的價格，電機價格要相對便宜，因此為保障eVTOL的使用壽命，電機更換相較汽車會更加頻繁。

在當前的技術現狀下，電機更換可能成為eVTOL使用里不小的一筆成本。假設eVTOL使用壽命20年，電機4年一換，單機后裝更換價格平均60萬元，那么在eVTOL生命周期內，用戶可能需要高達240萬的電機成本。

因此，總結而言，eVTOL所用的電機需要達到航空級，而航空級電機需要具備四大特征：

·高安全性，至少需要留出50%的性能余量作為冗余設計；

·高環境適應性，無論是高低溫、濕熱、低溫低氣壓等嚴苛環境，電機都要能夠穩定工作；

·高功率和高扭矩，電機性能強能夠明顯改善eVTOL的使用體驗；

·高功率密度，eVTOL所用的電機不僅功率要高，重量還要輕。

此外其實還有長壽命，如果能夠達到這一點，能夠顯著降低eVTOL的使用成本。

航空級電機廠商積極布局eVTOL

一般而言，電動汽車大概只需要配備兩個電機驅動系統，不過在eVTOL上，至少需要8個。因此，eVTOL電機有巨大的市場空間。根據《客運eVTOL應用與市場白皮書》預計，至2030年累計國內eVTOL需求量為16316架，假設單機用電機電控80萬元，對應國內eVTOL電機前裝市場規模約131億元。那么如果按照當前的電機技術來推算，后裝市場空間大概是392億元。

目前，國內eVTOL電機電控供應商主要有臥龍電驅、天津松正電動、南昌三瑞智能、北京電擎科技、江蘇邁吉易威、山東精創磁電、安徽智鷗驅動、寧波諾云驅動等。相關數據顯示，臥龍電驅在國內電動航空高功率電機領域布局較為領先，國內排名第一，全球高壓電機排名第二，其全球市場的份額占比大概為11%。目前，臥龍電驅與商飛、吉利沃飛等企業建立了合作關系，因此在航空級電機方面處于行業領先位置。

天津松正大電機產品包括永磁同步、交流異步、直流無刷、直流有刷等類型。該公司此前表示，在載人級電動航空領域，天津松正專注于高效功重比的電推進系統的開發，推出針對飛行任務動力需求的定制化航空電機及控制器的開發服務，在純電驅多旋翼垂直起降、涵道風扇等不同構型的飛行器均有深入的研究及產品應用。

目前，電機廠商的打法基本是和主機廠進行綁定，從提高用戶體驗的角度出發來打造相關產品。比如，AIR正在商業、工業、家電電機以及控制器的大型制造商尼得科合作研發適用于AIR公司的雙座eVTOL“空中一號”的電機。

結語

據民航新型智庫及美國垂直飛行協會（VFS）發布的統計，全球目前有超過700個eVTOL設計研發項目，從構型分布上看，升力與巡航復合型有124款，多旋翼型有195款，傾轉旋翼和傾轉涵道等矢量推進型共有235款。這些研發項目對航空級電機有巨大的需求，將塑造出一個巨大的市場空間。