eVTOL飛行汽車是噱頭，還是新一輪風口？

在新能源汽車行業(yè)仍在充電和自動駕駛的技術議題上紛爭之際，電動垂直起降（eVTOL）飛行器公司已做好準備，目標在五年內讓空中交通成為現(xiàn)實。隨著全球對eVTOL的法規(guī)認證的完善和關鍵技術如電池、電控等的發(fā)展，eVTOL已在2023年成為航空領域的革命力量。就如同新能源汽車在過去的日子里，eVTOL正在逐漸改變出行方式的面貌。面對歐美eVTOL企業(yè)的快速崛起，中國企業(yè)也在積極參與這場競賽，期望在這個領域領先全球。

在1024小鵬科技日上小鵬帶來了小鵬匯天第6代飛行汽車的消息。預計2024年量產(chǎn)，并且價格將控制在100萬以內，跟中低端的豪華汽車一個水平。這款車可以通過折疊螺旋槳來切換飛行、陸行兩種模式，所以既能陸地駕駛又可以安全低空飛行。在車身方面采用了碳纖維單體殼車體，航空鋸材以及集成設計等等進行了大量輕量化設計，相比小鵬P7減重幅度接近50％，僅為960公斤。在操作方面，據(jù)官方表示：第六代飛行汽車將在飛行過程中采用與方向盤解耦的單桿操作方式，陸行時使用方向盤，飛行時單桿操作，飛控系統(tǒng)會輔助駕駛員執(zhí)行駕駛意圖，降低誤操作影響，讓每個人都可以輕松上手完成飛行。

國內eVTOL能否延續(xù)新能源汽車的輝煌？《與非研究院》將帶您一探究竟。

什么是eVTOL？

eVTOL是一種創(chuàng)新的飛行器，它的飛行特性和控制機制與傳統(tǒng)的直升機和固定翼飛機大不相同。主要得益于電氣化的分布式動力系統(tǒng)和現(xiàn)代飛控技術，eVTOL提供了更為簡潔的飛行控制，從而顯著降低了飛行員的工作負擔。當然，這也意味著飛行員的培訓和飛機的運營管理需要滿足新的標準和要求。

不過，國內對eVTOL的理解尚未形成統(tǒng)一。許多人仍然混淆無人機、飛行汽車、eVTOL和通航飛機這些概念。就如同人們在早期混淆新能源車和混動車一樣。

eVTOL的全稱是Electric Vertical Take-off and Landing，意為“電動垂直起降（載人）飛行器”。這其中，"電動"意味著它是完全電驅動的，與EV純電動汽車的驅動方式類似，而不是依賴燃油像傳統(tǒng)飛機那樣。"垂直起降"則意味著它可以實現(xiàn)不依賴跑道的垂直起飛和降落，因此比普通的民航客機更具靈活性。此外，eVTOL的另一顯著特點是其能夠以400公里/小時的速度搭載4-5名乘客進行300公里的短途飛行。

回溯eVTOL的發(fā)展史，它其實并不是真正的“新鮮事物”。它的靈感源于20世紀40年代提出的固定翼飛機垂直起降技術，即VTOL。1989年，具有VTOL能力的側轉旋翼機“魚鷹”首次成功起飛。

eVTOL的核心優(yōu)勢在于其高度的安全性、成本效益、環(huán)境友好性以及智能化。與傳統(tǒng)飛機相比，多電池系統(tǒng)和多電機驅動技術確保了eVTOL在飛行過程中的安全。在經(jīng)濟性方面，規(guī)?；a(chǎn)和成熟的供應鏈預計將大大降低eVTOL的成本，使其與網(wǎng)約車的成本相當。電動化使eVTOL實現(xiàn)零碳排放，大大減少了噪音，提供了更加優(yōu)質的乘坐體驗。其智能化特點也意味著它能靈活地在城市的各種場所進行起降，從而填補城市交通的空白，同時也為自動駕駛技術的實現(xiàn)提供了有利條件。

另外，與直升機等傳統(tǒng)空中交通方式相比，eVTOL在安全性、成本和環(huán)境友好性方面都展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。例如，eVTOL的安全冗余可以與大型飛機媲美。而在成本方面，與傳統(tǒng)的直升機相比，eVTOL的每分鐘費用僅為20到30元。

當然，與eVTOL相似，通航飛機需要足夠的空地作為跑道起飛。但是，中國的通航機場數(shù)量有限，并且主要位于較為偏遠的地區(qū)。這與eVTOL的需求形成鮮明對比。eVTOL只需要一塊草坪或者一塊空地以及一個充電樁，非常適合低空旅游市場。一旦eVTOL的應用得到推廣，我們可以預見一個網(wǎng)狀的空中交通格局在城市之間逐漸形成。

eVTOL飛行汽車：下一代空中交通的展望

SMG公司從2016年起推出了AAM實現(xiàn)程度指數(shù)排名（ARI），對約20至30個最有潛力的eVTOL飛機企業(yè)進行融資規(guī)模評估。在這一名單中，共有9家企業(yè)公開獲得超過1億美元融資，涵蓋了從美國到中國的各大企業(yè)。

2016年也是eVTOL行業(yè)的轉折點，因為全球共享出行巨頭Uber提出了其“UberElevate”城市空中出租車計劃。此計劃吸引了廣泛關注，催生了歐美的eVTOL研發(fā)熱潮。此后，基于eVTOL的UAM成為各國政府和資本關注的焦點。如今，eVTOL的應用場景已經(jīng)從單一的客運擴展到貨運、救援、快遞和基礎設施檢查等多個方面。

多家機構對eVTOL市場的未來持樂觀態(tài)度。摩根士丹利預測，到2040年，eVTOL將創(chuàng)造一個超過1萬億美元的市場。而德國咨詢公司羅蘭貝格更進一步，他們預測到2050年將有超過16萬架“飛行汽車”投入使用，預計產(chǎn)生近900萬億美元收入。

eVTOL技術的潛力也受到了多個國家政府的重視。在中國，四川、湖南、江西和安徽都已開始對低空空域進行改革和試驗。而在國外，如澳大利亞的eVTOL初創(chuàng)企業(yè)獲得了政府的支持，日本也在積極規(guī)劃飛行汽車的線路。

盡管eVTOL市場有眾多參與者，但其基本上可以分為兩類：傳統(tǒng)的飛機制造商和汽車廠，以及專注于eVTOL飛行器的新勢力。傳統(tǒng)的制造商，如波音和豐田，可能會推動市場的普及，但由于公司的體制和戰(zhàn)略等問題，它們可能難以實現(xiàn)革命性的創(chuàng)新。而專注于eVTOL的新勢力，如億航智能和Lilium，由于其靈活性和創(chuàng)新能力，更有可能在市場中取得領先地位。

最后，核心的技術標準和方向似乎已經(jīng)清晰。億航智能提出的標準是：eVTOL需要能夠垂直起降，避免對跑道的需求，并需要具備中央控制的自動駕駛功能，以提高城市空中交通的控制能力。

eVTOL供應鏈介紹？

雖然eVTOL在外觀上與傳統(tǒng)的飛行器有所不同，但其背后的技術復雜度和所面臨的挑戰(zhàn)都令人矚目。與電動汽車產(chǎn)業(yè)相比，eVTOL具有獨特的供應鏈和生產(chǎn)需求。盡管有企業(yè)在商業(yè)模式的探索中遭遇了資金和技術的壓力，但與供應鏈伙伴的戰(zhàn)略合作為整個行業(yè)帶來了新的生機。eVTOL的核心技術如動力電池、飛控、導航和整機結構都是其成功的關鍵。尤其是動力電池技術，作為其中的關鍵瓶頸，它對于eVTOL的飛行性能和安全性具有至關重要的意義。

eVTOL供應鏈介紹

eVTOL的商業(yè)模式仍在探索中。參考新能源汽車行業(yè)，巨額的資金投入與燃燒，eVTOL的盈利路徑仍是個未解之謎。然而，隨著eVTOL企業(yè)與不同供應鏈環(huán)節(jié)的伙伴建立戰(zhàn)略合作關系，供應鏈體系已逐漸完善。例如，德國的Lilium公司已經(jīng)與多家合作伙伴簽署了合同，涉及零件供應、運維、客戶服務等多個方面。

新能源汽車動力電池與eVTOL電池技術指標對比

電池技術

eVTOL，作為三維交通電動化的應用場景延伸，其核心技術涵蓋了電池、電機、飛控和機體。目前，最大的技術瓶頸在于動力電池。與汽車相比，eVTOL垂直起降的特性對電池功率密度的需求遠高。關鍵在于每公斤電池如何存儲更多能量，同時提供飛行所需的大功率。此外，考慮到空中交通的特點，eVTOL對電池的安全性、快速充電和在復雜環(huán)境下的性能有更高要求。動力電池企業(yè)因此面臨著巨大的技術挑戰(zhàn)。

動力系統(tǒng)

eVTOL的動力系統(tǒng)走在了技術的前沿。采用分布式推進系統(tǒng)，eVTOL通過使用電池替代傳統(tǒng)的燃油，簡化了其動力系統(tǒng)的機械結構。這種轉變不僅提高了效率，還降低了復雜性，從而使維護成本更低。電池的引入和分布式系統(tǒng)確保了更高的冗余度，增強了整體的飛行安全性。T-Motor產(chǎn)品系列在市場上表現(xiàn)出色，從小型無人機到大型飛機，都為客戶提供了全面的解決方案。但隨著eVTOL的新需求，高壓動力套裝的需求預計將急劇增加，這也是國內市場未來需要關注的重點。

飛控系統(tǒng)

飛控系統(tǒng)是無人機和eVTOL的心臟。它負責飛行器的感知、控制和決策功能。盡管現(xiàn)有的飛控系統(tǒng)解決方案在其他應用中已經(jīng)相當成熟，但eVTOL的特殊要求還有待進一步滿足。西班牙的Embention公司正致力于滿足這一需求，推出了新的經(jīng)認證的飛控器?？紤]到eVTOL未來在城市的大規(guī)模運行，其飛控系統(tǒng)的自主性也必須達到更高的標準。

通訊系統(tǒng)

隨著技術的進步，無人機通訊正從傳統(tǒng)的無線電C2鏈路轉向現(xiàn)代的4G/5G通信方式。5G網(wǎng)絡的普及預示著它很可能成為無人機的主要通訊工具。大型科技公司如華為和中興已經(jīng)看到了這一潛在的市場，并與合作伙伴進行了初步的嘗試。盡管5G網(wǎng)絡在空中的應用仍然是一個挑戰(zhàn)，但這方面的研究和發(fā)展勢頭正強。

導航系統(tǒng)

導航系統(tǒng)對于任何飛行器來說都是至關重要的。高精度的慣性導航系統(tǒng)往往價格昂貴，但是隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，MEMS傳感器開始獲得更多的關注。eVTOL普遍采用這些MEMS傳感器和GNSS，并通過數(shù)據(jù)融合技術，確保高性能和魯棒性。市場上已經(jīng)有一些解決方案供應商在這一領域嶄露頭角，為eVTOL提供高質量的導航解決方案。

整機結構

eVTOL機體制造已經(jīng)是一個相對成熟的技術領域。但由于eVTOL的體積和復雜性，傳統(tǒng)的無人機生產(chǎn)商可能面臨一些挑戰(zhàn)。目前，大部分eVTOL機體都由那些有著豐富適航經(jīng)驗的傳統(tǒng)機體制造商提供。然而，隨著技術和市場的進步，預計將有更多的消費級無人機和汽車制造商涌入這一領域。雖然這為整個行業(yè)帶來了更多的機會，但如何實現(xiàn)高效、低成本的生產(chǎn)仍然是一個主要的挑戰(zhàn)。

數(shù)字化轉型

現(xiàn)代飛機，特別是eVTOL的電氣系統(tǒng)與以往截然不同。許多企業(yè)正面臨如何有效集成和優(yōu)化這些系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。借助新的數(shù)字工具和解決方案，企業(yè)正在轉向數(shù)字化，這將極大提高其運營效率。例如，西門子的Xcelerator產(chǎn)品組合正在助力eVTOL制造商實現(xiàn)這一數(shù)字化轉型，通過數(shù)字孿生和數(shù)字線程技術實現(xiàn)全過程的集成和優(yōu)化。

從資本關注到商業(yè)量產(chǎn)，還有哪些挑戰(zhàn)？

在過去兩年，全球eVTOL行業(yè)引起了資本圈的密切關注，同時不少公司獲得了投資：

比如上海時的科技在成立短短幾個月內即完成了數(shù)千萬美元的融資。

VOLANT上海沃蘭特航空技術，盡管僅成立一個月，已獲得雷軍旗下順為資本的百萬美元投資。

上海峰飛航空科技完成了1億美元的A輪融資，創(chuàng)下了國內eVTOL行業(yè)的單筆融資記錄。

國際方面，德國的Lilium與QELL完成合并，登陸納斯達克；美國的Archer和Joby Aviation均通過上市方式獲得資金；而中國的億航智能已經(jīng)是美國上市的eVTOL企業(yè)先驅。

筆者認為，有幾大技術發(fā)展助推了這一趨勢：

1.電動汽車帶動了“三電”技術供應鏈的成熟，特別是在中國。

2.智能手機的發(fā)展使得低成本、小型化的智能控制成為可能。

3.無人機技術的普及也為eVTOL技術團隊的培養(yǎng)提供了機會。

為了滿足廣大消費者的需求，eVTOL的生產(chǎn)成本必須大大降低。而中國在eVTOL領域擁有無可比擬的優(yōu)勢：先進的“三電”技術、航空供應鏈以及大量的工程師人才。

綜合看來，中國的eVTOL子系統(tǒng)將依賴現(xiàn)有的無人機和航空配套產(chǎn)業(yè)。放眼全球來看，有很多國外的主機廠，尤其是在科研階段，已經(jīng)在考慮使用國內廠家的產(chǎn)品了，甚至有些模塊已經(jīng)開始在國內采購。國內eVTOL的核心子系統(tǒng)布局將主要通過依靠原有無人機和航空配套產(chǎn)業(yè)充當核心作用，基于原有的產(chǎn)業(yè)基礎，其基本具備在未來支撐噸級eVTOL科研階段的產(chǎn)品開發(fā)配套要求，并且有足夠的潛力能夠往適航方向發(fā)展，并且最終實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。讓我們期待這一天的早日到來。