2025年5月20日，作為“經度”系統的系列分析之一，航空產業網團隊發布了《航空電動化推進技術與發展產業分析報告》2025版，報告約三萬五千余字。數據信息來自航空產業網航空航天市場與供應鏈信息系統“經度”，歡迎聯系采購！

當前，全球航空產業正站在歷史性變革的起點。由能源革命驅動的航空電動化浪潮，已不僅是技術演進，更是產業格局重塑、商業模式創新的核心力量。掌握其發展脈絡、技術路徑與市場機遇，已成為各方參與者制勝未來的關鍵，本報告旨在為行業內外提供一份全面、深入且極具前瞻性的產業研究成果。

本報告對全球及中國航空電動化推進技術與發展進行了深入分析，涵蓋了其當前背景與驅動因素、核心技術變革方向、關鍵技術突破、多元化應用場景與市場化前景、全球產業格局與創新商業模式，以及面臨的挑戰與未來展望。

報告指出，航空電動化作為應對能源革命和碳排放挑戰的關鍵路徑，正受到國際與中國政策的強力驅動，并催生出城市空中交通（UAM）、區域空中機動性（RAM）等萬億級新興市場。特別強調了多電/全電飛機（MEA/AEA）、混合電/全電/氫電路徑以及分布式電推進（DEP）等顛覆性技術架構對未來航空器設計的深遠影響，并詳細剖析了高性能電機（如永磁同步電機、超導電機）、先進儲能技術（包括鋰離子電池、固態電池、氫燃料電池）以及電力電子與高效熱管理等核心技術的最新進展與瓶頸。同時，報告深入探討了電動航空在eVTOL、電動支線飛機、貨運無人機等具體場景下的市場化潛力與基礎設施需求，并分析了空客、波音等傳統巨頭與JOBY AVIATION等新興初創企業在全球產業格局中的競爭態勢。

內容概要當前背景與驅動因素——把握大勢，洞察先機

（一） 能源革命與政策驅動日益嚴格的環境法規與減排目標：全球氣候變化問題日益突出，國際社會對航空業的減排壓力持續增大。例如，國際航空運輸協會（IATA）提出了2050年實現凈零碳排放的目標，歐盟在其“Flightpath 2050”等戰略規劃中也設定了大幅削減航空排放（如CO2減少75%，NOx減少90%）的宏偉藍圖（盡管具體目標可能隨政策調整，但大方向明確）。這些目標迫使航空業尋求革命性的技術解決方案，而電動化被視為最具潛力的路徑之一。國際政策驅動：

• 歐盟“Fit for 55”一攬子計劃是歐盟應對氣候變化、實現其雄心勃勃的減排目標的核心立法方案。該計劃于2021年7月提出，旨在將歐盟的凈溫室氣體排放量到2030年至少減少55%（相比1990年水平），并最終在2050年實現氣候中和（即凈零排放）。
• CORSIA（Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation，國際航空碳抵消和減排計劃）是ICAO為應對國際航空運輸二氧化碳排放增長而設立的一項全球性市場機制。其核心目標是實現國際航空碳中和增長（Carbon Neutral Growth），即從2020年開始，國際航空凈碳排放量不再增加。

中國政策驅動： 中國政府正通過一系列國家戰略和具體政策，積極推動航空電動化和低空經濟發展。

• 2023年10月《綠色航空制造業發展綱要（2023-2035年）》發布以來，明確了電動通航飛機商業應用、電動垂直起降航空器（eVTOL）試點運行、氫能源飛機關鍵技術驗證等階段性目標。
• 2024年2月，中國民用航空局發布了《電推進系統專用條件編制指南》（征求意見稿），為電動航空器的適航審定提供指導。
• 工業和信息化部等多部門聯合印發的《通用航空裝備創新應用實施方案（2024—2030年）》中，明確提出到2027年實現新型通用航空裝備在城市空運、物流配送、應急救援等領域的商業應用等。

（二）市場需求。Research and Markets 發布的報告，2025 年飛機電動機市場規模將從 2024 年的 88 億美元增長到 94.3 億美元，復合年增長率為 7.2%，預計到 2029 年將增長到 125.7 億美元，復合年增長率為 7.4%。增長歸因于綠色航空倡議、政府激勵措施、可持續發展目標以及城市空中交通的發展等。

技術變革方向——聚焦前沿，洞察未來構型

（一）推進系統架構創新

• 多電/全電飛機（MEA/AEA）：
  

多電飛機是指在傳統飛機架構的基礎上，將更多的非推進系統（如起落架收放、飛行控制面作動、剎車、環控系統、除冰系統等）從傳統的液壓、氣壓和機械傳動方式，轉變為電力驅動的飛機。在MEA中，電力系統成為飛機除主推進之外的主要能量傳輸介質，但主推進系統（如渦扇發動機）通常仍由燃油驅動。

全電飛機有時也稱為純電動飛機，是指所有機載系統，包括推進系統、飛行控制系統、起落架系統、環控系統等，都由電力驅動的飛機。 在AEA中，唯一的能量來源是電力，通常儲存在電池中，或由燃料電池、太陽能電池等發電裝置直接產生，而不再依賴傳統的化石燃料驅動的燃氣渦輪發動機。

MEA理念的成功實踐，為航空電力系統向更高層次的AEA發展奠定了堅實基礎。MEA通過電氣化替代了部分傳統液壓、氣壓系統，在非推進系統電氣化過程中積累了寶貴經驗。

• 混合電/全電/氫電路徑： 

全電推進：全電推進系統完全依賴機載儲能裝置（主要是電池）提供電能，通過電動機驅動螺旋槳或涵道風扇產生全部推力。其最顯著的優點是在飛行過程中實現零排放，并且噪聲水平遠低于傳統燃油飛機。

混合電推進：混合電推進系統巧妙地結合了傳統熱力發動機（通常是燃氣渦輪發動機）和電推進系統（包括電動機、發電機、電池或燃料電池等）的優勢。

氫電推進：氫電推進主要指利用氫作為能源，通過氫燃料電池發電來驅動電動機的推進方式。

• 分布式電推進： 分布式電推進（DEP）是航空電動化催生的最具代表性的飛機總體設計變革之一。DEP的核心思想是將產生推力的任務從少數幾個大功率發動機分散到多個（甚至數十個）小型、低功率的電動機驅動的螺旋槳或涵道風扇上，這些小型推進單元可以沿著機翼前緣、后緣、翼尖或機身表面等不同位置進行優化布置。電動機具有功率輸出范圍廣、尺寸相對不敏感（即小功率電機也能保持較高效率和功重比）以及易于精確控制等優點，使其成為實現DEP的理想動力裝置。
  

（二）飛機設計與控制革新

• 氣動與材料： 深電動化推進技術的發展與飛機氣動設計、材料科學的進步之間存在著一種強烈的協同促進關系。一方面，電推進系統（尤其是分布式電推進）的靈活性使得設計師可以嘗試過去難以實現的、更激進的氣動布局，從而挖掘更大的氣動效率潛力。另一方面，輕量化材料的應用和先進氣動設計的優化，則能夠有效抵消電氣化帶來的重量代價，提升電動方案的整體性能和可行性。這種相互賦能的特性，預示著未來電動飛機的設計可能會突破傳統“筒體+機翼”構型的長期主導地位，向著更加高效、更加一體化的方向發展。
• 飛控與能源管理： 詳隨著飛機動力系統和總體布局的電氣化變革，飛行控制系統和能源管理系統也必須隨之進化，以適應新的需求和挑戰。

適應電動化需求的先進飛控系統：飛機飛行控制系統經歷了從早期純機械連桿操縱，到液壓助力操縱，再到現代廣泛應用的電傳操縱（FBW）技術的發展歷程。FBW系統用電信號取代了傳統的機械連接，飛行員的操縱指令通過傳感器轉換為電信號，由飛控計算機處理后驅動舵面作動器。FBW技術極大地提高了飛機的操縱品質、穩定性和敏捷性，減輕了飛行員的操縱負荷，同時也減輕了系統重量，增強了系統的冗余度和容錯能力，為實現更復雜的氣動布局和飛行任務奠定了基礎。智能化能源管理策略與技術：對于全電動飛機，能源管理相對簡單，主要是監控電池狀態并優化放電策略。但對于混合電推進飛機和采用多種儲能方式（如電池+燃料電池）的飛機，能源管理系統（EMS）的智能化水平則直接關系到飛機的整體性能、經濟性和環保性。現代飛機本身就配備了復雜的電源管理系統，用于監控和控制全機電力負載的分配，確保在正常和應急情況下優先保障駕駛艙、飛控等關鍵系統的供電，并對發電機、電池等電氣部件的健康狀態進行實時監測和故障預警。

核心技術突破——聚焦瓶頸，洞察研發前沿

（一）高性能電機

• 永磁同步電機（PMSM）： 永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）因其固有的高效率、高功率密度、高扭矩密度以及良好的動態響應特性，已成為當前航空電推進應用（尤其是中小型功率等級）的主流選擇之一。永磁同步電機技術的持續進步，特別是在新材料應用、先進拓撲結構創新以及高效熱管理方案的開發方面，是克服當前航空電動化瓶頸，推動其從小型無人機、eVTOL向更大尺寸的通勤飛機甚至支線飛機發展的關鍵因素之一。隨著功率密度的不斷提升和重量的持續優化，PMSM將在未來航空電動化進程中扮演越來越重要的角色。
• 超導電機：超導電機（Superconducting Motor）技術被公認為未來大功率航空電推進領域最具顛覆性的潛力方向之一。它利用超導材料在特定低溫條件（低于其臨界溫度）下電阻幾乎為零的獨特性質，從而能夠承載遠高于常規導體（如銅或鋁）的電流密度（理論上可高達100倍），并產生極強的磁場。超導電機技術被公認為未來大功率航空電推進領域最具顛覆性的潛力方向之一。它利用超導材料在特定低溫條件（低于其臨界溫度）下電阻幾乎為零的獨特性質，從而能夠承載遠高于常規導體（如銅或鋁）的電流密度（理論上可高達100倍），并產生極強的磁場。

（二）先進儲能技術

• 鋰離子電池： 鋰離子電池憑借其相對較高的能量密度、較長的循環壽命和不斷降低的成本，成為航空電動化應用的主流選擇。然而，即便是最先進的鋰離子電池，其能量密度（目前商用先進電芯單體可達300-350 Wh/kg，電池包級別通常更低）與航空煤油（約12000 Wh/kg）相比，仍存在約兩個數量級的巨大差距。
• 固態電池： 詳固態電池技術是一種使用固態電解質替代傳統鋰離子電池中的液態電解質和隔膜的電池技術。這種技術變革有望大幅提升電池的安全性能，同時提高電池的能量密度和延長使用壽命。然而，固態電池技術目前仍面臨一些挑戰。其中之一是固態電解質與電極之間的界面問題。固態電解質與電極之間的接觸不如液態電解質與電極之間的接觸緊密，這可能導致電池性能下降。此外，固態電解質的制造工藝和成本也是需要解決的問題。
• 氫燃料電池： 報氫燃料電池是一種將氫氣與氧氣反應產生電能的裝置，這個過程被稱為氧化還原反應。在反應中，氫氣在陽極（負極）被氧化，釋放出電子；而氧氣在陰極（正極）與這些電子和氫離子結合生成水。這個過程中釋放的電子通過外部電路流動，產生電能，從而為各種設備提供動力。

（三）電力電子與熱管理

• 寬禁帶半導體： 在航空電力電子系統追求更高效率、更高功率密度、更小體積和更輕重量的進程中，以碳化硅（Silicon Carbide, SiC）和氮化鎵（Gallium Nitride, GaN）為代表的寬禁帶（Wide-Bandgap, WBG）半導體功率器件，正扮演著越來越重要的革命性角色。WBG半導體的應用不僅僅是簡單替換Si器件，更需要從系統層面進行協同設計和優化，充分權衡其帶來的機遇與挑戰。盡管存在挑戰，WBG半導體無疑是提升未來航空電力電子系統性能、推動電動飛機向更高功率等級、更高效率和更輕量化方向發展的核心使能技術。其在航空領域的普及和深化應用，將是未來幾年航空電動化技術發展的重要看點。
• 高效熱管理： 針航空熱管理系統（Thermal Management System, TMS）的設計目標是在各種飛行階段和環境條件下（從地面高溫到高空低溫），將所有關鍵電氣部件的溫度維持在其安全工作的允許范圍內，同時必須最大限度地減小TMS自身對飛機整體性能的負面影響，即其帶來的額外重量、消耗的功率（如驅動冷卻泵、風扇所需的功率）以及可能產生的氣動阻力（如外部散熱器產生的阻力）都必須盡可能小。

應用場景與市場化——描繪未來出行圖景，捕捉商業機遇

電推進系統在航空產業中的應用預示著運輸方式的革命，同時也對環境保護和能效提升做出了重大貢獻。當前，航空電推進系統的主要應用場景包括飛行訓練、貨運服務、無人機（UAVs）、電動垂直起降（eVTOL）飛機、干支線運輸飛機以及科研和探索等。

產業格局——洞悉競爭態勢，重塑價值鏈

• 航空巨頭： 空客（Airbus）、波音（Boeing）、中國商飛、羅羅（ROLLS-ROYCE）、GE AVIATION等傳統航空制造和發動機巨頭均積極布局電動化領域的戰略投資、研發項目。例如：
  

空中客車公司將電氣化視為實現其可持續發展目標和未來航空運輸愿景的關鍵技術支柱，致力于為固定翼飛機、直升機以及新興的城市空中交通（UAM）工具開發替代性推進方案，并為這些方案的行業采納和法規認證奠定基礎。其在電動化領域的主要項目和舉措包括但不限于EcoPulse驗證機，CityAirbus NextGen，DisruptiveLab等。空客積極尋求跨行業合作以加速電氣化進程。例如，2022年11月，空客與汽車制造商雷諾集團簽署研發協議，共同推進雙方在電氣化技術（如能源管理、電池技術）方面的路線圖。2023年6月，空客與半導體巨頭意法半導體（STMicroelectronics）達成協議，合作研發適用于混合動力和全電動飛機的下一代功率半導體器件，這些器件被視為空客ZEROe（零排放飛機概念）驗證機和CityAirbus NextGen等項目的關鍵使能技術。

波音公司同樣將可持續發展和技術創新作為其核心戰略，并在航空電動化領域積極投入，尤其側重于與發動機制造商和國家級研究機構合作，共同推進關鍵技術的成熟化，為未來更環保、更高效的空中交通奠定基礎。其在電動化領域的主要活動包括但不限于參與NASA“電氣化動力總成飛行演示”（EPFD）項目；波音與GE航空在飛機電氣系統方面有著長期的合作基礎，例如GE為波音787“夢想飛機”和777X等先進機型提供了關鍵的電氣系統等。

中國商用飛機有限責任公司（簡稱“中國商飛”）是中國大型客機研制的主力軍，其主要業務包括民用飛機的研發、制造、銷售和維護等。雖然中國商飛目前主要關注傳統航空器C919、C909、C929等，但其對電動航空推進技術有著長遠的戰略布局和合作。中國商飛北研中心與臥龍電氣等公司保持密切溝通，共同探討電動航空器的電動力系統技術細節和未來發展趨勢。面對全球航空業的碳排放目標，中國商飛也在其長期發展規劃中納入了對新能源航空技術的考量，以期在未來推出更環保的飛機型號。

• 新興初創企業： 在航空電動化的大潮中，除了傳統巨頭，一批專注于電推進核心技術（如電機、電池、燃料電池、動力總成）的專業公司也異軍突起，它們以其技術專長和創新活力，成為推動行業變革的重要力量。例如：臥龍電氣、億航智能、航空工業通飛、magniX等。例如：臥龍電氣與中國商飛北研中心在電動推進系統方面有緊密合作，共同商討19座電涵道縮比機電推進系統技術細節。公司承擔了民航局“電動航空器電動力系統適航要求和關鍵驗證”課題研究，并順利通過專家組驗收。2023年8月，臥龍與航科院簽訂戰略合作協議，共建“新能源航空器電動力系統適航驗證實驗室”，旨在提升電動航空器電動力系統的適航驗證能力。億航智能是全球城市空中交通行業中無人駕駛航空器創新技術與應用模式的領軍者，專注于無人駕駛電動垂直起降（eVTOL）航空器的研發與商業化。億航智能的核心產品，這是一款無人駕駛載人eVTOL航空器，其特點是無人駕駛、電動垂直起降，旨在提供城市空中出行解決方案。2023年，億航智能的EH216-S獲得了中國民航局頒發的全球首個無人駕駛電動垂直起降（eVTOL）航空器型號合格認證，這為其商業運營奠定了重要基礎。

行業最新動態（部分展示）

• 2024年6月，GE航空航天公司宣布與美國國家航空航天局（NASA）合作，共同開發用于下一代單通道干線客機的混合電推進系統，雙方將基于NASA的EPFD項目持續合作。

• 2024年11月，GE航空航天公司在美國陸軍研究實驗室（ARL）應用研究合作渦軸電氣化項目（ARC-STEP）資助下，成功測試了新型混合電推進系統，該系統采用了現有的CT7渦軸發動機和兆瓦級發電機，旨在提升系統效率、減輕質量，并探索其在不同平臺的應用潛力。

• 2024年10月，雷神技術公司旗下柯林斯宇航公司為歐盟清潔航空（Clean Aviation）計劃支持的包含混合電推進的可持續噴水渦扇（SWITCH）項目完成了配電組件和固態電源控制器原型產品開發。

• 2024年7月，美國VerdeGo Aero公司在范堡羅航展上展出VH-4T混合電推進系統，這是公司繼2022年推出185kW的VH-3混合電推進系統之后的最新產品。VH-4T混合電推進系統的額定功率為415kW，功率水平適合大部分電動飛機市場，應用范圍包括混合電推進eVTOL飛行器、長航程貨運無人機，以及采用分布式電推進的高效固定翼飛機等。

• 2024年8月，NASA和MagniX公司宣布計劃將德·哈維蘭加拿大公司“沖鋒”（Dash）7飛機改裝成電動飛行試驗臺，標志著NASA的EPFD項目邁出了重要一步。

• 億航智能EH216-S搭載高能量固態電池成功完成單次不間斷飛行測試，達到48分10秒。億航智能與新能源汽車動力系統企業珠海英搏爾電氣股份有限公司達成戰略合作，共同開發先進eVTOL集成式電驅動系統。EH216-S在2024年內在多個國家完成首次載人或無人駕駛飛行演示，并積極推進商業運營。例如，2024年11月8日在泰國曼谷完成首次無人駕駛載人飛行，2024年9月24日在巴西完成首次飛行，以及2024年5月6日在阿聯酋阿布扎比完成首次載人飛行演示。2024年9月16日，EH216-S獲得巴西國家民航局（ANAC）頒發的試驗飛行許可證書。

• 遼寧銳翔的RX4E電動飛機項目進展順利，RX4E四座電動飛機已于2024年11月15日完成審定試飛的全部科目，正在籌劃推進海外適航認證程序。

  
  

挑戰與展望——正視瓶頸，遠瞻未來

（一）主要挑戰： 報告客觀分析航空電動化進程中的關鍵障礙。

• 技術成熟度： 高能量密度電池、超導電機、高效熱管理等核心技術距離大規模商業化仍需突破。
• 適航認證： 新型航空器構型、電力推進系統和軟件的復雜性，對現有適航標準和認證流程提出嚴峻挑戰，需要國際合作與協調。
• 基礎設施： 垂直機場建設、充電/加氫網絡布局、空中交通管理系統升級等基礎設施投資巨大，需要政府與私營部門的共同推動。
• 成本與經濟性： 初期研發、制造和運營成本較高，如何實現規模化生產降低成本，提升經濟性是市場普及的關鍵。
• 公眾接受度： 噪音、安全顧慮等因素可能影響公眾對電動航空的接受程度。

（二）發展展望與未來趨勢： 報告對航空電動化的未來進行審慎預測。技術路線演進： 預測不同技術路徑的成熟時間表，以及純電動、混合電動、氫電動在不同應用場景下的主導地位演變。產業融合： 航空、汽車、能源、信息技術等行業的深度融合將加速創新。法規與標準： 國際和國內法規標準的逐步完善將為產業發展提供有力保障。

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20250620航空電動化推進技術與發展-產業報告2025版 - 修訂版.pdf