eVTOL规模商业化难点分析：主要包括适航与法规认证、动力电池技术等

——适航与法规认证

所有民用航空器均需获得适航性认证，对于电动垂直起降飞行器，取得民航管理机构颁发的型号合格证是其用于城市空中交通的必备环节。eVTOL作为一种新型航空器，既不能作为一种适航审定类别，也不能归入传统直升机或固定翼的适航审定类别。目前各国局方对电动垂直起降飞行器的适航审定并没有统一的标准。

目前，只有欧洲发布了针对小型VTOL的统一标准和符合性方法，中国和美国根据每个具体eVTOL机型的特点进行有针对性的适航要求。凭借无人驾驶航空器审定法规体系架构较完备的优势，中国民航局将无人驾驶eVTOL的适航审定纳入基于运行风险等级进行分类管理的无人驾驶航空器审查体系。中国这种适航体系架构设计为不同设计特征、预期用途及运行场景的无人驾驶电动垂直起降飞行器以合适的安全性水平进行适航取证创造了有利条件。

国内外电动垂直起降飞行器适航法规标准情况

资料来源：CNKI

——动力电池技术

现有汽车动力电池无法直接应用于eVTOL。据《电动垂直起降飞行器的技术现状与发展》，由于航空应用的特性，电动垂直起降飞行器对锂离子电池性能要求更高，当前电池单体电芯的能量密度最高水平在300Wh/kg左右，电池包的能量密度约为220Wh/kg，远低于航空燃油的比能量，仅能勉强满足小型全电飞行器短程飞行需要。

为了满足电动垂直起降飞行器的性能指标，需要全面提升电池系统的能量密度、功率密度、安全性、循环寿命等指标。现有主流化学体系锂离子电池中，三元NCM电芯的综合性能要好于三元NCA（安全性考虑）和LFP（能量密度考虑）。固态电池由于比能量高、安全性好等优点，具有eVTOL应用潜力，但尚不成熟。

eVTOL和电动汽车对锂离子电池的性能要求

资料来源：CNKI

主流化学体系锂离子电池性能对比

资料来源：CNKI

——飞行控制系统

相比传统直升机，eVTOL采用分布式旋翼，构型更加多样，操纵数量和响应差异性强，飞行控制技术难度更大。eVTOL垂直起降、巡航飞行、过渡转换等多模式切换对飞行控制也带来很大挑战，需要实现全包线飞行鲁棒控制。

轻量化和高安全性是eVTOL重要设计要求。eVTOL飞控系统取消了传统液压作动方式，并通过总线信号传输、一体化伺服作动器设计等小型化、集成化手段，实现轻量化设计。高安全性主要通过飞控系统部件的余度设计来实现，但更高的余度配置意味着更复杂的系统和更大的重量体积。

eVTOL飞行控制技术未来向着自主化、智能化发展。通过高级自动控制功能设计、深度学习、强化学习等方法，实现一键自主起降、智能避障、自主航线运行、智能边界保护与故障重构等功能，提高自动驾驶和智能化水平。

国内外电动垂直起降飞行器适航法规标准情况

资料来源：CNKI

——电机与电控技术

电机系统是电推进系统中的核心动力单元，主要包括电机和电机驱动器，直接决定了电推进系统的能源利用率和推进效能。目前，国内外应用于eVTOL的电机系统的研究均处于起步阶段，为了满足飞行器电推进系统严苛的综合性能要求，亟需进行技术创新与突破。

eVTOL 对电机效率和转矩密度的要求较高，永磁同步电机在电推进动力系统很具有应用前景。

✓轴向磁通永磁电机对径向空间的利用率高，在长径比较小的场合，功率密度和转矩密度具有优势；

✓径向磁通永磁电机在相同气隙面积和相同最大转子线速度下功率更具优势。

永磁同步电机拓扑结构

资料来源：CNKI