发布 | 航空电动化推进技术与发展产业分析报告（2025版）

2025年5月20日，作为“经度”系统的系列分析之一，航空产业网团队发布了《航空电动化推进技术与发展产业分析报告》2025版，报告约三万五千余字。数据信息来自航空产业网航空航天市场与供应链信息系统“经度”，欢迎联系采购！

当前，全球航空产业正站在历史性变革的起点。由能源革命驱动的航空电动化浪潮，已不仅是技术演进，更是产业格局重塑、商业模式创新的核心力量。掌握其发展脉络、技术路径与市场机遇，已成为各方参与者制胜未来的关键，本报告旨在为行业内外提供一份全面、深入且极具前瞻性的产业研究成果。

本报告对全球及中国航空电动化推进技术与发展进行了深入分析，涵盖了其当前背景与驱动因素、核心技术变革方向、关键技术突破、多元化应用场景与市场化前景、全球产业格局与创新商业模式，以及面临的挑战与未来展望。

报告指出，航空电动化作为应对能源革命和碳排放挑战的关键路径，正受到国际与中国政策的强力驱动，并催生出城市空中交通（UAM）、区域空中机动性（RAM）等万亿级新兴市场。特别强调了多电/全电飞机（MEA/AEA）、混合电/全电/氢电路径以及分布式电推进（DEP）等颠覆性技术架构对未来航空器设计的深远影响，并详细剖析了高性能电机（如永磁同步电机、超导电机）、先进储能技术（包括锂离子电池、固态电池、氢燃料电池）以及电力电子与高效热管理等核心技术的最新进展与瓶颈。同时，报告深入探讨了电动航空在eVTOL、电动支线飞机、货运无人机等具体场景下的市场化潜力与基础设施需求，并分析了空客、波音等传统巨头与JOBY AVIATION等新兴初创企业在全球产业格局中的竞争态势。

内容概要当前背景与驱动因素——把握大势，洞察先机

（一） 能源革命与政策驱动日益严格的环境法规与减排目标：全球气候变化问题日益突出，国际社会对航空业的减排压力持续增大。例如，国际航空运输协会（IATA）提出了2050年实现净零碳排放的目标，欧盟在其“Flightpath 2050”等战略规划中也设定了大幅削减航空排放（如CO2减少75%，NOx减少90%）的宏伟蓝图（尽管具体目标可能随政策调整，但大方向明确）。这些目标迫使航空业寻求革命性的技术解决方案，而电动化被视为最具潜力的路径之一。国际政策驱动：

• 欧盟“Fit for 55”一揽子计划是欧盟应对气候变化、实现其雄心勃勃的减排目标的核心立法方案。该计划于2021年7月提出，旨在将欧盟的净温室气体排放量到2030年至少减少55%（相比1990年水平），并最终在2050年实现气候中和（即净零排放）。
• CORSIA（Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation，国际航空碳抵消和减排计划）是ICAO为应对国际航空运输二氧化碳排放增长而设立的一项全球性市场机制。其核心目标是实现国际航空碳中和增长（Carbon Neutral Growth），即从2020年开始，国际航空净碳排放量不再增加。

中国政策驱动： 中国政府正通过一系列国家战略和具体政策，积极推动航空电动化和低空经济发展。

• 2023年10月《绿色航空制造业发展纲要（2023-2035年）》发布以来，明确了电动通航飞机商业应用、电动垂直起降航空器（eVTOL）试点运行、氢能源飞机关键技术验证等阶段性目标。
• 2024年2月，中国民用航空局发布了《电推进系统专用条件编制指南》（征求意见稿），为电动航空器的适航审定提供指导。
• 工业和信息化部等多部门联合印发的《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》中，明确提出到2027年实现新型通用航空装备在城市空运、物流配送、应急救援等领域的商业应用等。

（二）市场需求。Research and Markets 发布的报告，2025 年飞机电动机市场规模将从 2024 年的 88 亿美元增长到 94.3 亿美元，复合年增长率为 7.2%，预计到 2029 年将增长到 125.7 亿美元，复合年增长率为 7.4%。增长归因于绿色航空倡议、政府激励措施、可持续发展目标以及城市空中交通的发展等。

技术变革方向——聚焦前沿，洞察未来构型

（一）推进系统架构创新

• 多电/全电飞机（MEA/AEA）：
  

多电飞机是指在传统飞机架构的基础上，将更多的非推进系统（如起落架收放、飞行控制面作动、刹车、环控系统、除冰系统等）从传统的液压、气压和机械传动方式，转变为电力驱动的飞机。在MEA中，电力系统成为飞机除主推进之外的主要能量传输介质，但主推进系统（如涡扇发动机）通常仍由燃油驱动。

全电飞机有时也称为纯电动飞机，是指所有机载系统，包括推进系统、飞行控制系统、起落架系统、环控系统等，都由电力驱动的飞机。 在AEA中，唯一的能量来源是电力，通常储存在电池中，或由燃料电池、太阳能电池等发电装置直接产生，而不再依赖传统的化石燃料驱动的燃气涡轮发动机。

MEA理念的成功实践，为航空电力系统向更高层次的AEA发展奠定了坚实基础。MEA通过电气化替代了部分传统液压、气压系统，在非推进系统电气化过程中积累了宝贵经验。

• 混合电/全电/氢电路径： 

全电推进：全电推进系统完全依赖机载储能装置（主要是电池）提供电能，通过电动机驱动螺旋桨或涵道风扇产生全部推力。其最显著的优点是在飞行过程中实现零排放，并且噪声水平远低于传统燃油飞机。

混合电推进：混合电推进系统巧妙地结合了传统热力发动机（通常是燃气涡轮发动机）和电推进系统（包括电动机、发电机、电池或燃料电池等）的优势。

氢电推进：氢电推进主要指利用氢作为能源，通过氢燃料电池发电来驱动电动机的推进方式。

• 分布式电推进： 分布式电推进（DEP）是航空电动化催生的最具代表性的飞机总体设计变革之一。DEP的核心思想是将产生推力的任务从少数几个大功率发动机分散到多个（甚至数十个）小型、低功率的电动机驱动的螺旋桨或涵道风扇上，这些小型推进单元可以沿着机翼前缘、后缘、翼尖或机身表面等不同位置进行优化布置。电动机具有功率输出范围广、尺寸相对不敏感（即小功率电机也能保持较高效率和功重比）以及易于精确控制等优点，使其成为实现DEP的理想动力装置。
  

（二）飞机设计与控制革新

• 气动与材料： 深电动化推进技术的发展与飞机气动设计、材料科学的进步之间存在着一种强烈的协同促进关系。一方面，电推进系统（尤其是分布式电推进）的灵活性使得设计师可以尝试过去难以实现的、更激进的气动布局，从而挖掘更大的气动效率潜力。另一方面，轻量化材料的应用和先进气动设计的优化，则能够有效抵消电气化带来的重量代价，提升电动方案的整体性能和可行性。这种相互赋能的特性，预示着未来电动飞机的设计可能会突破传统“筒体+机翼”构型的长期主导地位，向着更加高效、更加一体化的方向发展。
• 飞控与能源管理： 详随着飞机动力系统和总体布局的电气化变革，飞行控制系统和能源管理系统也必须随之进化，以适应新的需求和挑战。

适应电动化需求的先进飞控系统：飞机飞行控制系统经历了从早期纯机械连杆操纵，到液压助力操纵，再到现代广泛应用的电传操纵（FBW）技术的发展历程。FBW系统用电信号取代了传统的机械连接，飞行员的操纵指令通过传感器转换为电信号，由飞控计算机处理后驱动舵面作动器。FBW技术极大地提高了飞机的操纵品质、稳定性和敏捷性，减轻了飞行员的操纵负荷，同时也减轻了系统重量，增强了系统的冗余度和容错能力，为实现更复杂的气动布局和飞行任务奠定了基础。智能化能源管理策略与技术：对于全电动飞机，能源管理相对简单，主要是监控电池状态并优化放电策略。但对于混合电推进飞机和采用多种储能方式（如电池+燃料电池）的飞机，能源管理系统（EMS）的智能化水平则直接关系到飞机的整体性能、经济性和环保性。现代飞机本身就配备了复杂的电源管理系统，用于监控和控制全机电力负载的分配，确保在正常和应急情况下优先保障驾驶舱、飞控等关键系统的供电，并对发电机、电池等电气部件的健康状态进行实时监测和故障预警。

核心技术突破——聚焦瓶颈，洞察研发前沿

（一）高性能电机

• 永磁同步电机（PMSM）： 永磁同步电机（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动态响应特性，已成为当前航空电推进应用（尤其是中小型功率等级）的主流选择之一。永磁同步电机技术的持续进步，特别是在新材料应用、先进拓扑结构创新以及高效热管理方案的开发方面，是克服当前航空电动化瓶颈，推动其从小型无人机、eVTOL向更大尺寸的通勤飞机甚至支线飞机发展的关键因素之一。随着功率密度的不断提升和重量的持续优化，PMSM将在未来航空电动化进程中扮演越来越重要的角色。
• 超导电机：超导电机（Superconducting Motor）技术被公认为未来大功率航空电推进领域最具颠覆性的潜力方向之一。它利用超导材料在特定低温条件（低于其临界温度）下电阻几乎为零的独特性质，从而能够承载远高于常规导体（如铜或铝）的电流密度（理论上可高达100倍），并产生极强的磁场。超导电机技术被公认为未来大功率航空电推进领域最具颠覆性的潜力方向之一。它利用超导材料在特定低温条件（低于其临界温度）下电阻几乎为零的独特性质，从而能够承载远高于常规导体（如铜或铝）的电流密度（理论上可高达100倍），并产生极强的磁场。

（二）先进储能技术

• 锂离子电池： 锂离子电池凭借其相对较高的能量密度、较长的循环寿命和不断降低的成本，成为航空电动化应用的主流选择。然而，即便是最先进的锂离子电池，其能量密度（目前商用先进电芯单体可达300-350 Wh/kg，电池包级别通常更低）与航空煤油（约12000 Wh/kg）相比，仍存在约两个数量级的巨大差距。
• 固态电池： 详固态电池技术是一种使用固态电解质替代传统锂离子电池中的液态电解质和隔膜的电池技术。这种技术变革有望大幅提升电池的安全性能，同时提高电池的能量密度和延长使用寿命。然而，固态电池技术目前仍面临一些挑战。其中之一是固态电解质与电极之间的界面问题。固态电解质与电极之间的接触不如液态电解质与电极之间的接触紧密，这可能导致电池性能下降。此外，固态电解质的制造工艺和成本也是需要解决的问题。
• 氢燃料电池： 报氢燃料电池是一种将氢气与氧气反应产生电能的装置，这个过程被称为氧化还原反应。在反应中，氢气在阳极（负极）被氧化，释放出电子；而氧气在阴极（正极）与这些电子和氢离子结合生成水。这个过程中释放的电子通过外部电路流动，产生电能，从而为各种设备提供动力。

（三）电力电子与热管理

• 宽禁带半导体： 在航空电力电子系统追求更高效率、更高功率密度、更小体积和更轻重量的进程中，以碳化硅（Silicon Carbide, SiC）和氮化镓（Gallium Nitride, GaN）为代表的宽禁带（Wide-Bandgap, WBG）半导体功率器件，正扮演着越来越重要的革命性角色。WBG半导体的应用不仅仅是简单替换Si器件，更需要从系统层面进行协同设计和优化，充分权衡其带来的机遇与挑战。尽管存在挑战，WBG半导体无疑是提升未来航空电力电子系统性能、推动电动飞机向更高功率等级、更高效率和更轻量化方向发展的核心使能技术。其在航空领域的普及和深化应用，将是未来几年航空电动化技术发展的重要看点。
• 高效热管理： 针航空热管理系统（Thermal Management System, TMS）的设计目标是在各种飞行阶段和环境条件下（从地面高温到高空低温），将所有关键电气部件的温度维持在其安全工作的允许范围内，同时必须最大限度地减小TMS自身对飞机整体性能的负面影响，即其带来的额外重量、消耗的功率（如驱动冷却泵、风扇所需的功率）以及可能产生的气动阻力（如外部散热器产生的阻力）都必须尽可能小。

应用场景与市场化——描绘未来出行图景，捕捉商业机遇

电推进系统在航空产业中的应用预示着运输方式的革命，同时也对环境保护和能效提升做出了重大贡献。当前，航空电推进系统的主要应用场景包括飞行训练、货运服务、无人机（UAVs）、电动垂直起降（eVTOL）飞机、干支线运输飞机以及科研和探索等。

产业格局——洞悉竞争态势，重塑价值链

• 航空巨头： 空客（Airbus）、波音（Boeing）、中国商飞、罗罗（ROLLS-ROYCE）、GE AVIATION等传统航空制造和发动机巨头均积极布局电动化领域的战略投资、研发项目。例如：
  

空中客车公司将电气化视为实现其可持续发展目标和未来航空运输愿景的关键技术支柱，致力于为固定翼飞机、直升机以及新兴的城市空中交通（UAM）工具开发替代性推进方案，并为这些方案的行业采纳和法规认证奠定基础。其在电动化领域的主要项目和举措包括但不限于EcoPulse验证机，CityAirbus NextGen，DisruptiveLab等。空客积极寻求跨行业合作以加速电气化进程。例如，2022年11月，空客与汽车制造商雷诺集团签署研发协议，共同推进双方在电气化技术（如能源管理、电池技术）方面的路线图。2023年6月，空客与半导体巨头意法半导体（STMicroelectronics）达成协议，合作研发适用于混合动力和全电动飞机的下一代功率半导体器件，这些器件被视为空客ZEROe（零排放飞机概念）验证机和CityAirbus NextGen等项目的关键使能技术。

波音公司同样将可持续发展和技术创新作为其核心战略，并在航空电动化领域积极投入，尤其侧重于与发动机制造商和国家级研究机构合作，共同推进关键技术的成熟化，为未来更环保、更高效的空中交通奠定基础。其在电动化领域的主要活动包括但不限于参与NASA“电气化动力总成飞行演示”（EPFD）项目；波音与GE航空在飞机电气系统方面有着长期的合作基础，例如GE为波音787“梦想飞机”和777X等先进机型提供了关键的电气系统等。

中国商用飞机有限责任公司（简称“中国商飞”）是中国大型客机研制的主力军，其主要业务包括民用飞机的研发、制造、销售和维护等。虽然中国商飞目前主要关注传统航空器C919、C909、C929等，但其对电动航空推进技术有着长远的战略布局和合作。中国商飞北研中心与卧龙电气等公司保持密切沟通，共同探讨电动航空器的电动力系统技术细节和未来发展趋势。面对全球航空业的碳排放目标，中国商飞也在其长期发展规划中纳入了对新能源航空技术的考量，以期在未来推出更环保的飞机型号。

• 新兴初创企业： 在航空电动化的大潮中，除了传统巨头，一批专注于电推进核心技术（如电机、电池、燃料电池、动力总成）的专业公司也异军突起，它们以其技术专长和创新活力，成为推动行业变革的重要力量。例如：卧龙电气、亿航智能、航空工业通飞、magniX等。例如：卧龙电气与中国商飞北研中心在电动推进系统方面有紧密合作，共同商讨19座电涵道缩比机电推进系统技术细节。公司承担了民航局“电动航空器电动力系统适航要求和关键验证”课题研究，并顺利通过专家组验收。2023年8月，卧龙与航科院签订战略合作协议，共建“新能源航空器电动力系统适航验证实验室”，旨在提升电动航空器电动力系统的适航验证能力。亿航智能是全球城市空中交通行业中无人驾驶航空器创新技术与应用模式的领军者，专注于无人驾驶电动垂直起降（eVTOL）航空器的研发与商业化。亿航智能的核心产品，这是一款无人驾驶载人eVTOL航空器，其特点是无人驾驶、电动垂直起降，旨在提供城市空中出行解决方案。2023年，亿航智能的EH216-S获得了中国民航局颁发的全球首个无人驾驶电动垂直起降（eVTOL）航空器型号合格认证，这为其商业运营奠定了重要基础。

行业最新动态（部分展示）

• 2024年6月，GE航空航天公司宣布与美国国家航空航天局（NASA）合作，共同开发用于下一代单通道干线客机的混合电推进系统，双方将基于NASA的EPFD项目持续合作。

• 2024年11月，GE航空航天公司在美国陆军研究实验室（ARL）应用研究合作涡轴电气化项目（ARC-STEP）资助下，成功测试了新型混合电推进系统，该系统采用了现有的CT7涡轴发动机和兆瓦级发电机，旨在提升系统效率、减轻质量，并探索其在不同平台的应用潜力。

• 2024年10月，雷神技术公司旗下柯林斯宇航公司为欧盟清洁航空（Clean Aviation）计划支持的包含混合电推进的可持续喷水涡扇（SWITCH）项目完成了配电组件和固态电源控制器原型产品开发。

• 2024年7月，美国VerdeGo Aero公司在范堡罗航展上展出VH-4T混合电推进系统，这是公司继2022年推出185kW的VH-3混合电推进系统之后的最新产品。VH-4T混合电推进系统的额定功率为415kW，功率水平适合大部分电动飞机市场，应用范围包括混合电推进eVTOL飞行器、长航程货运无人机，以及采用分布式电推进的高效固定翼飞机等。

• 2024年8月，NASA和MagniX公司宣布计划将德·哈维兰加拿大公司“冲锋”（Dash）7飞机改装成电动飞行试验台，标志着NASA的EPFD项目迈出了重要一步。

• 亿航智能EH216-S搭载高能量固态电池成功完成单次不间断飞行测试，达到48分10秒。亿航智能与新能源汽车动力系统企业珠海英搏尔电气股份有限公司达成战略合作，共同开发先进eVTOL集成式电驱动系统。EH216-S在2024年内在多个国家完成首次载人或无人驾驶飞行演示，并积极推进商业运营。例如，2024年11月8日在泰国曼谷完成首次无人驾驶载人飞行，2024年9月24日在巴西完成首次飞行，以及2024年5月6日在阿联酋阿布扎比完成首次载人飞行演示。2024年9月16日，EH216-S获得巴西国家民航局（ANAC）颁发的试验飞行许可证书。

• 辽宁锐翔的RX4E电动飞机项目进展顺利，RX4E四座电动飞机已于2024年11月15日完成审定试飞的全部科目，正在筹划推进海外适航认证程序。

  
  

挑战与展望——正视瓶颈，远瞻未来

（一）主要挑战： 报告客观分析航空电动化进程中的关键障碍。

• 技术成熟度： 高能量密度电池、超导电机、高效热管理等核心技术距离大规模商业化仍需突破。
• 适航认证： 新型航空器构型、电力推进系统和软件的复杂性，对现有适航标准和认证流程提出严峻挑战，需要国际合作与协调。
• 基础设施： 垂直机场建设、充电/加氢网络布局、空中交通管理系统升级等基础设施投资巨大，需要政府与私营部门的共同推动。
• 成本与经济性： 初期研发、制造和运营成本较高，如何实现规模化生产降低成本，提升经济性是市场普及的关键。
• 公众接受度： 噪音、安全顾虑等因素可能影响公众对电动航空的接受程度。

（二）发展展望与未来趋势： 报告对航空电动化的未来进行审慎预测。技术路线演进： 预测不同技术路径的成熟时间表，以及纯电动、混合电动、氢电动在不同应用场景下的主导地位演变。产业融合： 航空、汽车、能源、信息技术等行业的深度融合将加速创新。法规与标准： 国际和国内法规标准的逐步完善将为产业发展提供有力保障。

申请演示与采购报告

以上分析是航空产业网打造的“经度”系统（“航空航天市场与供应链信息系统”）的一部分，欢迎扫描下方二维码添加微信客服或点击阅读原文注册，联系我们进行产品演示。

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20250520航空电动化推进技术与发展-产业报告2025版.pdf