汽车行业低空经济系列报告(六)：重视低空经济的混动技术方案

敬请阅读末页的重要说明 2024 年 05 月 12 日 推荐（维持） ——低空经济系列报告（六） 中游制造/汽车 在本轮低空经济浪潮中，市场首先关注纯电路线，而我们率先发掘了混动技术方案的预期差。在本报告中，我们梳理了低空领域混动技术方案的研发和应用实践，及相关技术细节。 ❑ 燃油/纯电/混动/氢能各有优势。当前主流飞行器动力方案包括燃油、纯电、混动以及氢能源四种，各具优势。传统燃油有载重大、航时长的优点；纯电是清洁能源，适配智能化，噪音小，但航时短、负载能力弱；混动拥有纯电的优势，同时弥补了续航短板；氢能仍在早期发展阶段，有望在大机型上率先应用。目前新兴厂商普遍布局纯电和混动路线。 ❑ 纯电续航短期难突破，混动有望长足发展。1）政策端：四部门发布《通用航空装备创新应用实施方案》明确电动化为主攻方向，同时兼顾混合动力等技术路线。2）民用航空领域：电推进是发展方向，而混动是电推进的重要组成部分，尤其在长续航（400km 以上）、多座级通勤（6 人以上）领域，混动比纯电更具商业可行性。3）无人机领域：油电混动+升力巡航路线实力出众，纯电无人机续航时间在几十分钟到 2-4 小时不等，混动机型则可以做到十几小时，续航、载重优势突出。4）eVTOL 领域：国内纯电为主，但有众多厂商在研发布局混动；国外则为纯电混动并行。纯电飞行器航程普遍在30-250km，而混动续航在 400km 以上，如美国 Elroy Air 公司的 Chaparral C1 续航 483km，韩国 Plana 公司的 CP-01 设计续航 500km。参考新能源车行业纯电/混动占比 6:4，我们认为飞行器未来纯电和混动将长期并行。 ❑ 混动方案：活塞经济性强，涡轮性能卓越。1）串联 vs.并联。由于飞行器多采用分布式电驱动，即有数量众多的升力/推进桨，每个都由对应电机直驱，因此串联结构更加适用，因其不需要传动系统，结构简单，成本低，是主流方向。而并联结构可在不同飞行阶段调节输出总功率，在短时间内提升性能，且在油耗等方面具备优势。2）活塞 vs.涡轮。活塞发动机经济性强，成本低、油耗低，适用支线载物运输。涡桨/涡轴发动机功重比高、噪音小，高空性能更优，具备较长滞空时间和较大任务半径。涡轴大致每 kw 成本 1-2万元，100kw 功率的涡轴发动机在 100 万元以上，而活塞发动机仅 20-30 万元，优势显著。我们认为涡轴在 200kw 以上功率范围，或者更高性能要求（如高空/高速）场景下，相对活塞有比较优势。 ❑ 混动 eVTOL 先锋：Elroy Air Chaparral C1。历经七年研发，于 2023 年11 月实现涡轮发电机混动 eVTOL 行业首飞。Chaparral C1 采用分布式电推进系统，涡轮发动机-电池的串联式混动结构，有效载荷 136kg，续航483km，可实现远程任务执行和自主安全冗余飞行。自成立以来，Elroy Air已获得来自洛克希德·马丁等超过 8400 万美元的投资，并与美国军方、梅萨航空公司、布里斯托公司（Bristow）和联邦快递（FedEx）等建立合作关系，目前积压订单超 30 亿美元。 ❑ 相关标的：宗申动力（活塞航空发动机）、应流股份（涡轴航空发动机）。 ❑ 风险提示：技术发展不及预期、空域开放不及预期、商业化落地不及预期 相关报告 1、《从地方动态看低空经济景气度——低空经济系列报告（五）》2024-05-06 2、《为什么推动低空经济发展意义重大、前景光明？——低空经济系列报告（四）》2024-04-18 3、《见微知著：从深圳市龙华区低空经济建设方案中看到什么？——低空经济系列报告（三）》2024-04-01 4、《低空经济浪潮将至，重视飞行汽车 投 资 机 遇 — 飞 行 汽 车 专 题 报 告 》2024-03-17 汪刘胜 S1090511040037 wangls@cmschina.com.cn 胡小禹 S1090522050002 huxiaoyu1@cmschina.com.cn 王超 S1090514080007 wangchao18@cmschina.com.cn 梁程加 S1090522060001 liangchengjia@cmschina.com.cn 杨岱东 S1090523040002 yangdaidong1@cmschina.com.cn 李哲瀚 S1090522020002 lizhehan@cmschina.com.cn 重视低空经济的混动技术方案 敬请阅读末页的重要说明 2 行业联合报告 正文目录 一、飞行器的动力系统概览 ................................................................................ 4 二、混动路线有望长足发展 ................................................................................ 5 1、 顶层设计：电动化为主，兼顾混动、氢能等技术路线 .......................... 5 2、 民用航空：混合电推进技术是电推进的重要组成部分 .......................... 6 3、 无人机：油电混动升力巡航路线实力出众 ............................................ 7 4、 eVTOL 续航里程受限，混动有望长期并存 ........................................... 9 三、混动方案：串联为主，活塞涡轮各有优势 ................................................. 11 1、串联 vs.并联：串联更具适用性 ........................................................... 11 2、活塞 vs 涡轮：活塞经济性强，涡轮性能卓越 ...................................... 12 四、混动 eVTOL 先锋：Elroy Air Chaparral C1 ............................................... 16 五、相关标的 .................................................................................................... 18 风险提示 ........................................................................................................... 21 附录、关于涡喷和涡扇发动机 ..............................................