科幻終成現實,你準備好迎接eVTOL時代了嗎?

語言: CN / TW / HK

作者 | Harry Zhang 

10月19日,小鵬匯天正式官宣,其獲得了由IDG資本、五源資本以及小鵬汽車領投,紅杉資本 、鐘鼎資本、高瓴創投等知名機構跟投的總額達到5億美元的投資,完成了A輪融資,小鵬匯天在A輪投資前的估值就已經達到10億美元,這也是迄今為止亞洲低空載人飛行器領域企業獲得的最大單筆融資。 而小鵬匯天的主要產品,就是如今站在風口上的eVTOL。

eVTOL,是 Electric Vertical Takeoff and Landing的縮寫。目前困擾各大城市的諸多市政問題中,城市道路交通擁堵是一個繞不開的話題。而在路網建設受到空間限制,大城市人口持續匯入,聚集效應日益明顯的情況下, 向低空領域要資源 ,發展eVTOL飛行汽車,成為未來緩解城市交通擁堵,提升出行效率的一個捷徑。隨著國內眾多車企或自己開發,或投資入股相關企業,飛行汽車eVTOL在國內被提及的次數越來越多,其商業化運營正在離我們越來越近。

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eVTOL的優勢有哪些?

作為一種低空空中出行方式,在效能和便利程度上能否勝過直升機一籌,直接決定了eVTOL的市場前景如何。

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從安全性角度看,當下市場上的eVTOL產品擁有多個旋翼,動力來源較為分散,也就是說即便單個旋翼發生故障,其他旋翼仍然可以保障飛行器安全著陸,因而在 安全性 上比直升機更加可靠。而且和直升機所使用的發動機不同,eVTOL所採用的電動機,在結構上更加簡單,因此發生故障導致無法工作的機率也小了不少。

從環境友好性的角度來看,一方面採用純電動技術的eVTOL,無需航空燃油的運輸和儲存,只需要充電樁就能實現能源的補給。如果電能再以風電、水利獲取,那eVTOL在整個使用過程中就將實現完全的零排放。另外一方面,eVTOL的起降噪音在70dB左右,而巡航噪音僅在50dB左右,這個資料遠遠低於起降和巡航噪音分別在140dB和90dB左右的直升機。因此作為一個低空飛行器,eVTOL對城市居民的 影響更小

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當然推廣並商業化應用eVTOL,最重要的還是在於成本方面,而這也是eVTOL一個最大的亮點。eVTOL的售價預計為 400萬美元 左右,而且這個價格隨著產量的增加還有進一步下探的空間;但私人直升機的價格動輒就是數以千萬計。此外,電動機的維護以及電能獲取的成本都遠遠低於航空發動機的維護以及航空燃油的價格。綜合這些因素來看,成本的大幅下滑使得商業化可行性逐漸明朗,才是eVTOL當下能夠興起,並能夠得到投資人持續關注的最主要原因。

eVTOL市場潛力巨大

巨大的市場潛力必然引來資本的蜂擁而上。根據相關資料顯示,今年上半年eVTOL領域的頭部企業融資就已經超過30億美元。而這其中,尤以今年8月份, JOBY AVIATION 通過SPAC的方式正式在納斯達克上市堪稱一個里程碑的事件。而相關資訊顯示,Lilium、Archer等eVTOL領域的知名企業的上市流程也正在緊鑼密鼓地推進之中。

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對於國際資本來說,當前國內乃至全球電動車領域興起的一股熱潮,讓不少投資人賺的盆滿缽滿,尤其是2020年疫情期間一波股票大漲,讓不少在之前完成上市的包括特斯拉在內的電動車新勢力企業徹底站穩了腳跟,度過了企業創立之初所面臨的各種困難。而錯過了那波電動車股票瘋漲的投資人,自然不願意再錯失eVTOL所帶來的投資機會。

摩根士丹利對到2040年的eVTOL市場規模做了三個估計,無論是對技術發展最為樂觀,相關配套監管政策也能夠及時放開的高度樂觀情況下,eVTOL市場規模可能達到29000億美元。而最不樂觀的情況,市場規模也會達到6150億美元。在技術和政策中性的情況下,市場規模容量也會有15000億美元。這樣的市場,即使是最不樂觀的情況,對於這個賽道尚不算擁擠的市場來說,都是非常吸引人的。當然,在摩根士丹利的報告中,其著重指出了中國將作為eVTOL最大市場的地位,對於中國eVTOL相關企業來說,更值得投入大量的資源進行相關技術儲備和試運營。

圖片來源:Morgan Stanley Research

eVTOL面臨的技術制約

當前制約eVTOL商業化應用最大的領域在於其 續航里程 上的不足,而續航里程不夠的最根本原因在於其所搭載的電池的能量密度不足。和電動車所面臨的續航里程焦慮一樣,同樣使用鋰電池的eVTOL在能量密度上都遠遠低於化石燃料。根據相關資料顯示,以吉利參與投資的Volocopter 2X為例,充滿一次電的飛行時間為30分鐘,75公里/小時的均速空中續航為27公里。這也就意味著其單次充電的出行半徑甚至遠遠低於電動汽車,對於絕大部分的出行場景需求都沒有辦法去滿足。

更何況eVTOL需要在空中飛行,由於採用 垂直起降 的模式,因此也就意味著其沒有辦法像傳統飛機一樣,通過空氣動力學的設計,帶來十幾倍的升阻比,所以全部的升力以及相關的能量都需要由eVTOL所攜帶電池的電量來提供。更何況在未來的城市客運(UAM)場景下,eVTOL需要頻繁的起降,而這種頻繁的起降必然帶來更大的能耗,將進一步制約eVTOL的續航里程。根據Volocopter自己公佈的資料可以發現,其垂直起降環節的功率已經達到了500-1000千瓦。這也就是說,即便單次起降僅用3分鐘的時間,將消耗25-50千瓦時的電量。而特斯拉Model 3標準續航版所攜帶的電池也僅僅只有55千瓦時。

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為了解決這個問題,eVTOL領域的初創公司Joby S4,採用了傾轉旋翼的設計。而傾轉旋翼能夠兼具垂直起降和固定翼飛機優點,在某種程度上也是能夠借用了一部分固定翼飛機在空氣動力學方面升阻比的優勢。但一方面該種設計較為複雜,普及應用難度較大;另外一方面,傾轉旋翼只能降低飛行能耗增加續航,不能解決eVTOL起降的高能耗問題。

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為什麼車企那麼積極?

從參與者的角度來看,當前除了Joby Aviation、Lilium、億航、Volocopter等eVTOL領域的國內外初創公司外,還有諸如波音、空中客車、羅羅這些傳統的飛機或者飛機發動機公司,更是吸引了戴姆勒、豐田、吉利、現代、本田等汽車巨頭參與其中,而像小鵬汽車這樣的國內新勢力車企,之前無論是在車展,還是在航展上,都憑藉旗下的飛行汽車產品X2產品而大放異彩。

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在參與eVTOL的企業中,眾多車企的積極參與無疑是一道最靚麗的風景線。從車企的角度來看,它們希望通過投資eVTOL打造完整的出行生態鏈,為日後給到消費者一個新的出行選擇提前進行佈局。另外一方面,當前在電動車上所使用的三電系統、自動駕駛、甚至是車聯網技術,未來都可以直接嫁接到eVTOL上。這種技術上的互通,讓車企在智慧電動車核心技術上的投入得到了另外一個可以被應用的領域。反過來,eVTOL在相關領域的進展,也能反過來作用到智慧電動車上。從車企的角度來說,這種技術上的協同效應,能夠最大程度攤薄研發投入,成為尋求更大投資效應的最大基石。在這些前瞻技術之外,類似於能夠降低噪聲的NVH技術、降低風阻係數的空氣動力學技術等,也是當前汽車和eVTOL之間能夠相互借鑑,互相促進的領域。

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eVTOL是目前的一個風口領域,無論是從解決大城市擁堵,還是從提供更加高效的出行模式來看,eVTOL都是一個比較好的選擇。當然在推動eVTOL商業化落地的同時,會面臨諸如續航里程較短、起降能耗較高、監管政策、空域管轄等多種問題。而這些問題,無論是技術上,還是政策層面,都並非完全不可解決。就像我們現在道路上行駛的電動車,和十年甚至五年之前就已經有了天差地別的不同。無論是在核心技術上的突破,還是通過工程手段去盡力彌補技術上的缺陷,我們都相信在不遠的將來,eVTOL都能實現商業化運營,雖然這中間還是要付出比較大的努力。