一、無人機電動動力系統(tǒng)被譽為無人機的“心臟”,處于無人機產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國無人機電動動力系統(tǒng)行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與投資前景預(yù)測報告(2025-2032)》顯示,無人機電動動力系統(tǒng)是無人機的核心子系統(tǒng),被譽為無人機的“心臟”,其承擔(dān)著為無人機提供動力輸出的重任。無人機電動動力系統(tǒng)處于無人機產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié),其上游主要為設(shè)備制造、電子元器件制造、原材料生產(chǎn)等行業(yè),這些領(lǐng)域的技術(shù)進步和供應(yīng)鏈穩(wěn)定性直接影響動力系統(tǒng)的性能與成本。目前上述這些上游行業(yè)基本處于充分競爭狀態(tài),市場供應(yīng)充足,產(chǎn)品質(zhì)量、供給狀況均能滿足本行業(yè)需求。
下游則廣泛應(yīng)用于工業(yè)級無人機、消費級無人機、電動垂直起降飛行器(eVTOL)等領(lǐng)域。這些下游行業(yè)的發(fā)展前景和市場規(guī)模將直接影響對無人機電動動力系統(tǒng)產(chǎn)品的需求,同時,大載重和載人電動航空等下游新興領(lǐng)域?qū)恿ο到y(tǒng)的效率、安全冗余及智能控制能力等提出嚴(yán)苛技術(shù)指標(biāo),牽引無人機電動動力系統(tǒng)行業(yè)加速技術(shù)升級。
總體來看,近年隨著下游無人機在農(nóng)業(yè)、物流、測繪、安防、巡檢、娛樂、交通等應(yīng)用領(lǐng)域的快速普及,動力系統(tǒng)作為無人機的“心臟”,其技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級對下游整機行業(yè)的競爭力提升日益重要。同時,上下游的協(xié)同發(fā)展推動了無人機產(chǎn)業(yè)鏈的完善與壯大,進一步促進了民用無人機及無人機電動動力系統(tǒng)行業(yè)的規(guī)?;⒅悄芑l(fā)展。
資料來源:公開資料,觀研天下整理
二、無人機電動動力系統(tǒng)主要由電機、電子調(diào)速器、螺旋槳和電池等關(guān)鍵部件組成
無人機電動動力系統(tǒng)主要由電機、電子調(diào)速器、螺旋槳和電池等關(guān)鍵部件組成,這些部件緊密協(xié)作,共同確保無人機的穩(wěn)定飛行與高效作業(yè)。其中電機是無人機動力系統(tǒng)的核心組件之一,負責(zé)將電能轉(zhuǎn)化為機械能,驅(qū)動螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力;電調(diào)則精準(zhǔn)控制電機轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)無人機的速度調(diào)節(jié)與姿態(tài)控制;螺旋槳將旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)化為推力,支撐無人機升空與前進;而電池作為能量源泉,為整個動力系統(tǒng)提供持續(xù)的電能供應(yīng)。
無人機電動動力系統(tǒng)主要由電機、電子調(diào)速器、螺旋槳和電池等關(guān)鍵部件組成
項目 | 定義及功能 |
電機 | 電機是無人機動力系統(tǒng)的核心組件之一,負責(zé)將電能轉(zhuǎn)化為機械能,驅(qū)動螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力。?無刷直流電機因其高效性而占據(jù)主導(dǎo)地位?,它們通過電磁作用將電池電能轉(zhuǎn)化為螺旋槳的機械動能,直接影響無人機的載重能力、爬升速率和續(xù)航時長?。 |
電子調(diào)速器 | 電子調(diào)速器的主要功能是將無人機飛控系統(tǒng)的控制信號進行功率放大,并向各開關(guān)管送去能使其飽和導(dǎo)通和可靠關(guān)斷的驅(qū)動信號,以控制電機的轉(zhuǎn)速。 |
螺旋槳 | 螺旋槳安裝在電機上,通過電機旋轉(zhuǎn)帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn),將電機的轉(zhuǎn)動功率轉(zhuǎn)化為推進力或升力。 |
電池 | 電池為無人機提供動力支持。?高能量密度的鋰聚合物電池是主流選擇?,因其能量密度大、重量輕和耐電流數(shù)值高,能夠為無人機提供穩(wěn)定的動力支持?。電池的電壓、容量和放電倍率直接影響無人機的續(xù)航和動力輸出?。 |
資料來源:南昌三瑞智能科技股份有限公司招股說明書,觀研天下整理
三、國家政策持續(xù)加碼,為無人機動力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展提供支持與助力
近年來,國家政策持續(xù)加碼,為我國民用無人機電動動力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展提供支持和助力。例如《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要(2023-2035 年)》明確重點發(fā)展電動航空器產(chǎn)業(yè)鏈,推動電機、電池等核心部件技術(shù)突破;《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實施方案》提出“打造一批低空經(jīng)濟應(yīng)用示范基地,形成一批品牌產(chǎn)品;加快關(guān)鍵核心技術(shù)突破,瞄準(zhǔn)無人化、智能化方向;以電動化為主攻方向”。
近兩年國家產(chǎn)業(yè)政策及發(fā)展規(guī)劃
時間 |
相關(guān)單位 |
政策文件名稱 |
主要內(nèi)容 |
2022年 |
工信部、發(fā)改委等六部門 |
工業(yè)能效提升行動計劃 |
圍繞電機、變壓器、鍋爐等通用能設(shè)備,持續(xù)開展能效提升專項行動,加大高效用能設(shè)備應(yīng)用力度,加強重點用能設(shè)備系統(tǒng)匹配性節(jié)能改造和運行控制優(yōu)化。 |
民航局 |
“十四五”航空物流發(fā)展專項規(guī)劃 |
探索構(gòu)建通用航空物流網(wǎng)絡(luò),充分發(fā)揮無人機物流成本、效率優(yōu)勢,擴大交通不便地區(qū)無人機干支-通配送網(wǎng)絡(luò),提升區(qū)域快捷配送、即時服務(wù),在適宜地區(qū),探索推動通用航空物流試點,助力“快遞進村”,延伸鄉(xiāng)村物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò),推進通用航空物流網(wǎng)絡(luò)省際互通、市縣互達、城鄉(xiāng)兼顧 |
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民航局 |
《“十四五”通用航空發(fā)展專項規(guī)劃》 |
大力發(fā)展無人機廣泛應(yīng)用,到2025年,無人機企業(yè)、無人機飛行小時數(shù)、無人機駕駛員執(zhí)照持有數(shù)均大幅增長。其中,“無人機廣泛應(yīng)用”領(lǐng)域要求堅持包容審慎、創(chuàng)新引領(lǐng),拓展無人機應(yīng)用領(lǐng)域,引導(dǎo)建立市場化、社會化服務(wù)保障體系,大力發(fā)展新型智能無人駕駛航空器驅(qū)動的低空新經(jīng)濟,具體包括深化農(nóng)業(yè)服務(wù)、拓展工業(yè)應(yīng)用、支持物流配送、推動跨界融合等領(lǐng)域。 |
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科技部等六部門 |
關(guān)于加快場景創(chuàng)新以人工智能高水平應(yīng)用促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見 |
圍繞高端高效智能經(jīng)濟培育打造重大場景。鼓勵在制造、農(nóng)業(yè)、物流、金融、商務(wù)、家居等重點行業(yè)深入挖掘人工智能技術(shù)應(yīng)用場景,促進智能經(jīng)濟高端高效發(fā)展……制造領(lǐng)域有限探索工業(yè)大腦、機器人協(xié)同制造、機器視覺工業(yè)檢測、設(shè)備互聯(lián)管理等智能場景。 |
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2023年 |
工信部 |
人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見 |
到2025年,初步建立人形機器人創(chuàng)新體系,整機達到世界先進水平,量產(chǎn)落地;到2027年,提升科技水平和創(chuàng)新能力,突出安全性和可靠性,依靠產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈,實現(xiàn)全球綜合實力領(lǐng)先。 |
工信部等十七部門 |
“機器人+”應(yīng)用行動實施方案 |
提出到2025年,制造業(yè)機器人密度較2020年實現(xiàn)翻番,服務(wù)機器人、特種機器人行業(yè)應(yīng)用深度和廣度顯著提升,機器人促進經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的能力明顯增強 |
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工信部等四部門 |
綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要(2023-2035年) |
按照技術(shù)成熟度,穩(wěn)步推進技術(shù)攻關(guān),“十四五”期間,小型航空器以電動為主攻方向。面向城市空運、應(yīng)急救援、物流運輸?shù)葢?yīng)用場景,加快eVTOL、輕小型固定翼電動飛機、新能源無人機等創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)用,形成以典型場景為導(dǎo)向的電動航空器供給能力、運營支持能力和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能力,打造新經(jīng)濟增長極。重點圍繞電動航空器,加快形成安全高效的電機、電池、飛控、材料等現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈,不斷提升產(chǎn)業(yè)鏈韌性和安全水平。 |
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國家發(fā)改委 |
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2024年本) |
鼓勵類產(chǎn)業(yè)機械部分包括“關(guān)鍵電機”,智能制造部分包括“機器人用高精密減速器”、“智能一體化關(guān)節(jié)”等關(guān)鍵零部件。 |
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2024年 |
工信部等四部門
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新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實施方案 |
推動機器人產(chǎn)業(yè)各類型標(biāo)準(zhǔn)研制。組織編制工業(yè)機器人術(shù)語、分類、結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn),質(zhì)量檢測、性能評估、安全通信、智能化分級、云服務(wù)平臺等關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);編制重點行業(yè)機器人應(yīng)用工藝流程和專用算法模型、應(yīng)用數(shù)據(jù)安全、人機交互安全等標(biāo)準(zhǔn),機器人新產(chǎn)品通用技術(shù)規(guī)范、模塊化設(shè)計與制造、應(yīng)用安全與可靠性等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 |
工信部、民航局等四部門 |
通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實施方案(2024-2030年) |
打造一批低空經(jīng)濟應(yīng)用示范基地,形成一批品牌產(chǎn)品;加快關(guān)鍵核心技術(shù)突破,瞄準(zhǔn)無人化、智能化方向;以電動化為主攻方向,兼顧混合動力、氫動力、可持續(xù)燃料動力等技術(shù)路線;2027年實現(xiàn)通用航空裝備產(chǎn)業(yè)完整體系初步建立和多領(lǐng)域商業(yè)應(yīng)用;2030年通用航空裝備產(chǎn)業(yè)完整體系形成萬億市場規(guī)模,深度融合生產(chǎn)生活各領(lǐng)域。 |
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國務(wù)院 |
2024年政府工作報告 |
大力推進現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè),加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力;積極培育新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè);積極打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟等新增長引擎。 |
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工信部等七部門 |
關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見 |
做強未來高端裝備:突破人形機器人、量子計算機、超高速列車、下一代大飛機、綠色智能船舶、無人船艇等高端裝備產(chǎn)品,以整機帶動新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地,打造全球領(lǐng)先的高端裝備體系;深入實施產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程,補齊基礎(chǔ)元器件、基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝和基礎(chǔ)軟件等短板,夯實未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展根基。 先進高效航空裝備:圍繞未來智慧空中交通需求,加快電動垂直起降航空器、智能高效航空物流裝備等研制及應(yīng)用。 人形機器人:突破機器人高轉(zhuǎn)矩密度伺服電機、高動態(tài)運動規(guī)劃與控制、仿生感知與認知、智能靈巧手、電子皮膚等核心技術(shù),重點推進智能制造、家庭服務(wù)、特殊環(huán)境作業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)品的研制及應(yīng)用。 |
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中國共產(chǎn)黨第二十屆中央委員會 |
中共中央關(guān)于進一步全面深化改革推進中國式現(xiàn)代化的決定 |
深化綜合交通運輸體系改革,推進鐵路體制改革,發(fā)展通用航空和低空經(jīng)濟,推動收費公路政策優(yōu)化。 |
資料來源:公開資料,觀研天下整理
四、下游需求與技術(shù)突破協(xié)同驅(qū)動,我國無人機電動動力系統(tǒng)市場持續(xù)擴容
近年來我國無人機電動動力系統(tǒng)市場持續(xù)擴容。數(shù)據(jù)顯示,2019-2024年我國民用無人機電動動力系統(tǒng)(不含動力電池)行業(yè)的市場規(guī)模從 16.79 億元增長至 46.19 億元,年復(fù)合增長率為 22.43%。預(yù)計到2029年我國民用無人機電動動力系統(tǒng)(不含動力電池)行業(yè)的市場規(guī)模將達到110.19億元左右。
數(shù)據(jù)來源:弗若斯特沙利文,觀研天下整理
根據(jù)市場分析,近年推動我國無人機電動動力系統(tǒng)市場持續(xù)擴容的因素主要是下游需求與技術(shù)突破協(xié)同驅(qū)動,具體如下:
下游需求方面:近年來,隨著物聯(lián)網(wǎng)、新一代移動通信、儲能等技術(shù)的不斷革新與進步,使民用無人機行業(yè)的應(yīng)用場景更加豐富多元。例如,在人工難以接觸、涉足的作業(yè)環(huán)境中,無人機憑借其精準(zhǔn)高效的能力,在高清航拍、農(nóng)林植保、設(shè)施巡檢、安防監(jiān)控、測繪與地理信息收集、應(yīng)急救援和快遞物流等多個行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用,展現(xiàn)出極強的環(huán)境適應(yīng)能力。因此,其在各行業(yè)中的滲透率和認可度不斷提升,應(yīng)用范圍和應(yīng)用比例日益擴大,并展現(xiàn)出更加精細化與多元化的發(fā)展趨勢。而這為上游動力系統(tǒng)行業(yè)企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展機遇與市場空間。
經(jīng)過多年的發(fā)展,目前我國已是全球民用無人機第一大國,這為無人機電動動力系統(tǒng)帶來廣闊的發(fā)展空間。有數(shù)據(jù)顯示,2024 年全球民用無人機市場規(guī)模為的 1938.33 億元。其中我國民用無人機市場規(guī)模1108.49億元,占比達到57.2%。
數(shù)據(jù)來源:弗若斯特沙利文,觀研天下整理
數(shù)據(jù)來源:弗若斯特沙利文,觀研天下整理
技術(shù)方面:近年,隨著材料科學(xué)和生產(chǎn)工藝的進步,大量新技術(shù)和新工藝被廣泛應(yīng)用于動力系統(tǒng)零部件的設(shè)計和制造流程中,顯著增強了各部件間的協(xié)同效率與兼容性,進而全面提升了無人機的綜合性能,并極大豐富了其下游應(yīng)用領(lǐng)域。在抗電磁干擾、延長使用壽命以及提升能量密度比等關(guān)鍵性能上取得的持續(xù)突破,為無人機在執(zhí)行任務(wù)時的安全穩(wěn)定性與環(huán)境適應(yīng)性奠定了堅實基礎(chǔ)。
隨著下游農(nóng)業(yè)植保、物流配送、電力巡檢、安防監(jiān)控等各類工業(yè)級無人機應(yīng)用場景需求不斷增加且加速滲透,多元化需求倒逼動力系統(tǒng)向高性能、高適配性方向升級,當(dāng)前技術(shù)趨勢聚焦集成化與一體化、高效率與輕量化發(fā)展。
集成化與一體化、高效率與輕量化是用無人機電動動力系統(tǒng)的未來技術(shù)趨勢
技術(shù) |
具體情況 |
集成化與一體化 |
動力系統(tǒng)是無人機的核心零部件,也是成本的主要組成部分之一。當(dāng)前技術(shù)趨勢聚焦電機、電調(diào)等部件的一體化集成。一體集成化設(shè)計通過物理防護與電氣優(yōu)化提升系統(tǒng)可靠性,多層密封防護提升沙塵或暴雨等極端環(huán)境下的穩(wěn)定性,精簡線纜可降低線纜磨損與接頭故障風(fēng)險,同時提升維護效率。目前,行業(yè)內(nèi)的廠商已積極布局并加大一體化、集成化動力系統(tǒng)技術(shù)方面的研發(fā)投入,已形成各自的集成化動力系統(tǒng)產(chǎn)品(極個別廠商已推出一體化動力系統(tǒng)產(chǎn)品),并逐步在工業(yè)級和消費級無人機領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了越來越廣泛的應(yīng)用。 |
高效率與輕量化 |
無人機動力系統(tǒng)的高效率與輕量化發(fā)展是當(dāng)前技術(shù)升級的重點方向,主要通過材料革新、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和能源技術(shù)三方面協(xié)同創(chuàng)新提升性能。在材料革新方面,隨著碳纖維復(fù)合材料和鎂鋁合金的廣泛應(yīng)用,動力系統(tǒng)外殼在保持原有強度的前提下重量大幅降低,使單個動力單元整體減重明顯,進而提升無人機在爬升階段的動力輸出和懸停狀態(tài)下的續(xù)航表現(xiàn)。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面,采用新型軸向磁通電機等配合空心軸設(shè)計,磁路布局更緊湊,有效降低傳統(tǒng)徑向磁通的漏磁損耗,同時提升功率密度。通過智能電控系統(tǒng)實時監(jiān)測飛行姿態(tài)與速度參數(shù),動態(tài)調(diào)節(jié)電機輸出功率,有效延長單次任務(wù)續(xù)航時長。在能源技術(shù)創(chuàng)新方面,采用碳化硅等功率器件有效提高電能轉(zhuǎn)化效率,結(jié)合結(jié)構(gòu)優(yōu)化釋放的電池艙空間,搭載體積更大、能量密度更高的新型電池組,可顯著提升無人機的續(xù)航能力。 |
資料來源:南昌三瑞智能科技股份有限公司招股說明書,觀研天下整理
預(yù)計未來,在前沿設(shè)計理念與制造工藝的持續(xù)驅(qū)動下,動力系統(tǒng)零部件的性能將進一步優(yōu)化升級,為開拓更多新興應(yīng)用場景創(chuàng)造有利條件,為整個產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)健發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。
五、未來,工業(yè)級無人機電動動力系統(tǒng)將成為無人機電動動力系統(tǒng)整體發(fā)展主要推動力
展望未來,工業(yè)級無人機電動動力系統(tǒng)將成為無人機電動動力系統(tǒng)整體發(fā)展的主要推動力。近年來,工業(yè)級無人機動力系統(tǒng)隨著下游應(yīng)用場景的拓展實現(xiàn)快速發(fā)展,在 2023 年市場占比首次超過消費級應(yīng)用領(lǐng)域,且占比逐年提高。數(shù)據(jù)顯示,2019 年至 2024 年,我國工業(yè)級無人機電動動力系統(tǒng)(不含動力電池)占中國無人機動力系統(tǒng)的比例由約33.47%增長至 55.29%,市場規(guī)模由的 5.62 億元增長至25.54億元,年復(fù)合增長率高達 35.36%。
數(shù)據(jù)來源:弗若斯特沙利文,觀研天下整理(WW)

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