航空电机和新能源汽车电机对比
思瀚产业研究院    2025-04-17

目前新能源汽车的电机以永磁同步电机为主，在部分双电机车型下配置交流异步电机。根据高工锂电的数据，2021 年，永磁同步电机/感应异步电机/其他电机的累计装机量分别为 323/17/2 万台，占比分别为 94%/5%/1%。永磁同步电机在国内新能源汽车驱动电机市场中占绝对主流地位。

由于空中环境与应用场景的特殊性，航空级电机在功率密度、扭矩密度、安全性与可靠性、系统复杂性、材料与成本等方面与新能源汽车电机存在一定差异，主要体现在以下几点。

功率密度更高。功率密度是指单位体积的电机所能输出的功率，反映了电机在有限空间和重量下的性能表现。高功率密度意味着电机可以在更小的尺寸和重量下输出更大的功率，这对于提升车辆或飞行器的性能和效率至关重要。

新能源汽车对持续功率输出的要求更高，注重效率和续航能力的平衡，而eVTOL需要在轻量化的要求下提供足够的推力以满足垂直起降和飞行的需求，同时减轻飞行器的整体重量，从而延长续航里程。

《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出，到 2025 年，新能源汽车电机的功率密度目标是达到5 kW/kg，到2030 年提升至6kW/kg。而目前，Joby S4 的单个电机峰值功率可达236kW，重量仅为28kg，其电机功率密度约为 8.43 kW/kg。英搏尔开发的 eVTOL 电驱产品峰值功率为131kw，重量仅为 14.17kg，功率密度可达 9.24kW/kg。

扭矩密度更高。对于地面交通工具，扭矩密度对于加速性能和续航表现至关重要，新能源汽车电机的扭矩密度通常在 10-20Nm/kg 左右，已能够满足其在加速和爬坡等工况下的动力需求。eVTOL 的电机则需要在垂直起降和悬停阶段提供低速高扭矩输出，以提供足够的推力。在有限的尺寸和重量下，eVTOL 电机扭矩密度通常在 30-35 Nm/kg。广汽埃安的夸克电机扭矩密度为14.8 Nm/kg，JobyS4的电机扭矩密度则能达到 49Nm/kg，英搏尔的航空级电机也能达到35.28Nm/kg。

安全性与可靠性要求更高。新能源汽车主要关注电机的耐用性和日常运行的稳定性。eVTOL 需考虑在极端环境下运行，如海拔 8000-12000 米、温度-90℃-70℃，对安全性的要求极高，需满足失效率为 10-9的航空级标准。eVTOL 电机还需具备高可靠性和冗余设计，例如在紧急情况下提供额外50%的功率输出，以确保飞行安全。

系统控制更复杂。新能源汽车常采用单电机或双电机配置以平衡成本与动力需求，而 eVTOL 多采用分布式电推进系统，以提升安全性、垂直起降能力和能源利用效率，满足低空飞行的特殊需求，因此电控系统高度集成，需要精确协调多个电机的运行。

材料有所不同，成本更高。新能源汽车主流采用硅钢材料，行业正向更薄的硅钢片发展，以降低损耗，材料成本相对较低。而 eVTOL 部分采用CoFe 合金等高性能材料，具有更高的磁密，可显著提升功率密度和降低电机重量，但成本较高。由于 eVTOL 产业处于起步阶段，所涉及到 eVTOL 专用电机信息较少，故我们用新能源汽车电机方案列示以作参考。

驱动电机的主要零件通常包括转子、定子、线束、壳体、端盖等。在新能源汽车驱动电机的主要零部件中，价值量最高的是定子/绕组/轴承/转子，成本占比分别为 19%/17%/12%/11%。

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