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前沿| 垂直起飞时代即将来临 开关磁阻电机或将成为eVTOL“破局之钥”?

发布时间: 2026-02-07

前沿|  垂直起飞时代即将来临  开关磁阻电机或将成为eVTOL“破局之钥”?

全新交通时代图景-垂直起降eVTOL

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当人们还在赞叹中国当代高铁平稳飞驰的超高速魅力时,殊不知,我们已然又站在一个全新交通时代的门槛上,随着“低空经济”被写入国家战略,一种名为电动垂直起降飞行器eVTOLElectric Vertical Take-Off and Landing)的新型航空器,正从科幻电影驶入现实。

简单来说,eVTOL无需传统跑道,能像直升机一样垂直起飞、悬停,又能如固定翼飞机般高效巡航。它的应用场景极为广阔——城市空中出租车可缓解地面拥堵,应急救援能争分夺秒抵达现场,低空物流将实现“小时达”,文旅观光则带来前所未有的俯瞰视角。一个立体化、智能化的城市空中交通网络正在加速构建。

这一愿景并非遥不可及。全球范围内,Joby、Archer等企业已进入适航取证冲刺阶段;国内亿航智能等厂商也取得了里程碑式的进展。政策层面,《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》明确提出2025年实现eVTOL试点运行。可以说,eVTOL的商业化落地已从“能不能飞”迈向“如何安全、可靠、经济地飞”。

而这一切的核心,都系于其“心脏”——推进电机。

 

eVTOL的“心脏”,需要怎样的硬核实力?

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与地面交通工具不同,eVTOL对电机的要求堪称严苛。它必须同时满足:

极致轻量化:功率密度需达到5kW/kg以上,甚至挑战8kW/kg,以最大化续航与载重;

全工况高效:在垂直起降的大扭矩与高速巡航的高转速之间无缝切换,并保持94%以上的效率;

航空级可靠:适航标准要求灾难性故障率低于10⁻⁹次/飞行小时,远超汽车标准;

强容错能力:单相故障后仍需保留50%以上功率,确保安全降落;

低噪声10米外噪声需控制在65dB以下,以融入城市环境。

目前,行业主流方案是永磁同步电机(PMSM)。它凭借高功率密度和低转矩脉动的优势,成为众多头部企业的首选。然而,其固有局限也日益凸显:

稀土依赖:高性能钕铁硼磁钢成本高昂,且供应链受地缘政治影响,价格波动剧烈;

退磁风险:在悬停等高负载工况下,若散热不佳,永磁体极易发生不可逆退磁,危及飞行安全;

制造复杂:充磁、装配工艺繁琐,量产良品率低,难以满足未来大规模商用的成本需求。

这些痛点,为eVTOL的规模化普及埋下了隐忧。

 

 

开关磁阻电机(SRM):被重新审视的“潜力股”

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正是在此背景下,开关磁阻电机(SRM:Switched Reluctance Motor)凭借其独特的结构优势,正成为eVTOL动力系统的有力竞争者。

SRM的构造极为简洁:转子上既无永磁体,也无绕组,仅由坚固的硅钢片叠压而成。这种“去磁化”设计,带来了无可比拟的天然优势:

供应链安全:核心材料仅为铜和钢,彻底摆脱对稀土的依赖,成本稳定可控;

本质安全:无永磁体,从根本上消除了高温退磁风险,极端环境适应性更强;

超高可靠性:结构简单,机械强度高,抗振动、抗冲击能力突出;

卓越容错性:各相绕组完全独立,单相或多相故障时,仍能通过控制策略输出有效转矩,保障飞行安全;

全生命周期成本低:制造与维护简便,契合商业运营的经济性诉求。

这些特性,完美回应了eVTOL对安全性、可靠性与经济性的核心关切。

 

 

短板正在被攻克,前景愈发清晰 

诚然,传统SRM因转矩脉动和声学噪声问题,在舒适性要求高的载人场景中曾受质疑。但技术的进步正迅速弥补这一短板。

通过先进的控制算法(如模型预测控制、电流整形和谐波注入),结合精细化的电磁结构优化(如定转子极槽配合、极弧系数设计),业界已能将转矩脉动有效抑制在可接受范围内。同时,采用铁钴合金(1J22)等高性能材料,也能显著提升功率密度,向eVTOL的严苛指标发起冲击。

正如相关行业报告所指出,如果能有效解决NVH问题,SRM凭借其综合优势,将成为最具潜力的下一代eVTOL驱动技术,尤其在对成本与可靠性高度敏感的规模化应用场景中。

 

 

深耕高速SRM,江苏优驱在行动

江苏优驱机电科技公司作为国内专注于开关磁阻电机技术研发的企业,深刻洞察到SRM在高端装备领域的巨大战略价值。目前,公司已全面启动面向eVTOL应用的高速开关磁阻电机专项研发。

我们的研发团队正聚焦于高功率密度电磁拓扑设计、超高速转子动力学、低转矩脉动智能控制算法以及模块化系统集成等关键技术,旨在打造一款真正满足航空级安全与性能标准的国产SRM推进系统。

我们相信,在低空经济这片蓝海中,SRM将扮演至关重要的角色。而我们,愿以扎实的技术积累,为中国的低空飞行梦想贡献一份坚实而澎湃的“中国动力”。

 


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