在eVTOL以及无人机逐渐放量的背景下,上游零部件厂商将率先受益。方正证券报告指出,eVTOL主要由六大系统构成——机身(15%)、电动力(20%)、能源(20%)、航电(15%)、飞控(20%)、电气(10%)。复合材料在结构部件中占比75-80%,碳纤维复材可实现吨级减重;固态电池有望成为eVTOL续航突破的终极方案;分布式电推进+永磁同步电机为当前主流配置。本文从复材、电池、电机电控三个维度分析低空经济产业链的核心机会。
机身材料:碳纤维复材占结构件75-80%,VARTM为当前主流工艺
复合材料是eVTOL机身结构的首选材料。据Stratview数据,复合材料在eVTOL结构部件和推进系统中占比约75-80%,内部应用(横梁和座椅结构)占12-14%,电池系统、航空电子设备等占剩余的8-12%。碳纤维复合材料具备极致轻量化(可实现几十公斤至吨级减重)、高强度与刚度、优异耐久性(抗疲劳与耐腐蚀)、可塑性(适应复杂设计需求)等核心优势,可以显著提升飞行器的续航能力、载荷效率和安全可靠性。制造工艺方面,VARTM(真空辅助树脂注射)为目前主流工艺——波音787机翼整流罩等部件均采用该工艺(VARTM变体),低速生产阶段成本较传统热压罐大幅降低。eVTOL行业在产业化初期选择VARTM工艺,本质上是对航空航天工业技术路径的精细化复制——以可控成本实现高性能复合材料的最低速量产,同时保留向高阶工艺升级的弹性。随着产能爬升与自动化技术渗透,VARTM将逐步演变为“过渡性核心工艺”,直至热压罐或高压RTM成为主流,这一路径已在Joby、Archer等头部企业的供应链中清晰显现。
电池技术:固态电池为终极方案,2025年有望认证装机
eVTOL对电池的要求远高于电动汽车。续航方面,若eVTOL要实现跨城旅行(至少160千米航程),要求电池比能量约230Wh/kg,但考虑效率实际需380-460Wh/kg;50公里内短程飞行也至少需300Wh/kg。目前主流eVTOL电池能量密度约285Wh/kg,距离仍有差距。功率方面,垂直起飞和降落时功率需求最大,是地面行驶的10-15倍,较大限制了eVTOL的载重量。充电效率方面,要求电池瞬间充放电倍率5C以上,目前5C充电速率虽理论上可行,但安全性、电池寿命及高成本使其难以推广。固态电池通过能量密度跃升、高安全性、高功率输出三大核心突破,有望成为终极方案。亿航智能已与其投资的欣界能源完成全球首次eVTOL固态电池飞行试验,目标于2025年底前实现固态电池在EH216-S上应用的认证和装机量产。电池厂商方面,宁德时代、亿纬锂能、孚能科技、正力新能、国轩高科等均在积极布局eVTOL固态电池。宁德时代已成功试飞4吨级民用电动飞机,8吨级飞机预计2027到2028年发布(可支持2000-3000公里航程)。在固态电池量产落地前,短期软包、硅负极、凝聚态等高密度电池有望作为过渡方案。
电机电控:分布式电推+永磁同步电机为主流
分布式电推进(DEP)技术是eVTOL动力系统的核心方向。DEP系统具备低成本、高效率、低噪音和环保排放等优势,利用多个小功率电机分布在3个或更多电动推进器上,提高了系统的灵活性和容错性能,设计空间更加自由。电机方面,永磁同步电机具有更高效率、功率密度及电池转矩,当前成为eVTOL电机的首选,具备低速高扭、高带宽转速控制特点,发展趋势为提高功率密度,同时满足低转速、大扭矩、裕度高、散热好、效率高等要求。电控系统像人体神经一样控制全局——包括飞行控制器(整合数据发指令)、电机控制器(调电机控姿态)、通信模块(空地交互系统协同)。智能化和集成化是电控系统发展的两大趋势:智能化方向注重通过深度学习和AI预测风险并自动调整飞行策略;集成化方向强调部件间的深度集成,减少体积、重量和成本。
AI赋能:DeepSeek接入无人机,动态建模效率增长300%
eVTOL与AI大模型深度融合大势所趋。2月13日,科比特宣布旗下全系列无人机产品接入DeepSeek大模型,通过深度整合DeepSeek先进AI技术,重新定义工业无人机的智慧边界。接入DeepSeek后,科比特无人机动态建模效率大幅增长300%,20分钟内快速生成高精度三维实景模型;在复杂环境下响应速度达毫秒级别,AI决策响应速度是人类反应极限的8.6倍;无人机行业解决方案研发周期缩短60%,算法训练效率提升200%以上。DeepSeek高效的推理架构实现了无人机端侧实时数据处理,摆脱对云端的依赖。视觉语言模型(VLM)通过融合视觉和语言两种模态信息,能够处理eVTOL的激光雷达和摄像头等多传感器数据,实现精准的环境感知和任务规划;大语言模型(LLM)通过思维链框架分解复杂问题,为eVTOL提供明确的规划路径。低空经济与AI的融合将推动低空交通向智能化、自主化方向演进,为城市空中交通的规模化应用奠定基础。
eVTOL成本占比与核心零部件| 系统 | 成本占比 | 核心部件 | 技术趋势 |
|---|
| 机身结构 | 15% | 碳纤维复合材料 | VARTM工艺,占比75-80% |
| 电动力系统 | 20% | 永磁同步电机 | 分布式电推进,功率密度≥5kW/kg |
| 能源系统 | 20% | 固态电池/高密度电池 | 能量密度需达380-460Wh/kg |
| 电传飞控系统 | 20% | 飞行控制器/电机控制器 | 智能化+集成化 |
| 综合航电 | 15% | 导航/通信/监视 | 北斗+5G-A融合 |