当广州亿航 EH216-S 在城市上空完成全自动载客飞行,当美国 Joby S4 验证机实现 842 公里氢电续航,支撑这些突破的核心技术 —— 电池、电驱、飞控,正成为全球 eVTOL 企业的专利必争之地。专利数量不仅是技术实力的量化指标,更是商业化落地的核心壁垒。在这场看不见的战争中,谁掌握了最多核心专利?技术攻坚又聚焦哪些关键节点?

一、电池:能量与安全的双重突围
电池是 eVTOL 的 "心脏",其能量密度直接决定续航里程,安全性则关乎载人飞行底线。当前行业主流锂电池能量密度仅 160-250Wh/kg,续航多局限于 30 分钟内,成为商业化最大瓶颈。专利布局集中在能量密度提升、热管理优化和结构冗余三大方向。
国内企业中,亿航智能的电池系统专利颇具代表性。其 "飞行器动力电池集成供电方法" 专利设计了 "4 串 3 并" 的独立通路结构,通过碳纤维与玻璃纤维复合箱体实现轻量化与绝缘双重目标,更创新采用着陆后液冷快充技术,解决高倍率充电散热难题。这种设计已应用于 EH216-S 机型,配合与欣界能源合作的锂金属固态电池,能量密度提升至 480Wh/kg,续航实现翻倍。
国际赛道上,技术路线呈现多元化。美国 Joby 通过氢电混动专利布局突破续航限制,其 S4 验证机凭借相关技术实现 842 公里航程。德国 Lilium 的高压电池管理专利被 Archer 以 2100 万美元收购,成为其 "午夜" 机型能量控制的核心支撑。值得注意的是,我国在锂电池专利领域占据主导,占全球相关专利的 49.3%,欣界能源单家企业就持有 200 余项固态电池国际专利。
从专利数量看,沃飞长空在动力系统(含电池)布局 73 项专利中的 29 项,峰飞航空相关专利达 86 项,而美国 Beta Air 以 198 项动力系统专利位居全球首位。

二、电驱:效率与冗余的精密博弈
电驱系统作为 "动力中枢",其效率每提升 1%,就能带来 5%-8% 的续航增益。行业攻坚集中于电机小型化、倾转机构可靠性和动力冗余设计,相关专利占全球 eVTOL 专利总量的 24%。
国内企业中,沃飞长空展现出深厚积淀。其 "倾转机构和飞行器" 专利通过直流伺服电动缸控制复合翼 ±90 度同步转动,配合 12 旋翼动力冗余设计,确保单组电机故障时仍能安全迫降。这种技术已应用于 V1500M 机型,实现垂直起降与平飞的无缝切换。小鹏汇天则依托新能源汽车技术基因,在电机散热领域布局 17 项专利,通过碳化硅器件应用将电驱效率提升至 97% 以上。
国际玩家的技术路径更侧重系统集成。Archer 的 "逆变器电路和电力推进系统" 专利通过双 PWM 矢量控制稳定直流总线电压,解决了高负载下的电机抖动问题,该技术将用于 2026 年量产的 "午夜" 机型。日本电装以 52 项驱动电机专利位居全球前列,其永磁同步电机功率密度达 10kW/kg,是传统电机的 2 倍。
专利竞争已呈现技术集群特征:峰飞航空在电驱领域形成 "电机 - 减速器 - 倾转结构" 专利组群,包含 42 项发明专利;美国 Wisk 通过收购 Zee Aero 等企业的专利,构建了覆盖分布式推进全链条的知识产权体系。

三、飞控:智能与安全的终极守护
飞控系统是 eVTOL 的 "大脑",在城市复杂空域中,其控制精度需达到厘米级,安全冗余设计更是适航认证的核心门槛。该领域专利占比达 34.1%,是竞争最激烈的技术高地。
亿航智能无疑是国内飞控领域的领军者,其 51 项飞控专利涵盖集群调度、自主避障等核心技术。以 "无人机集群调度方法" 专利为例,通过地理模型与实时感知数据融合,实现 100 架以上飞行器的协同飞行,该技术已用于广州海心沙的编队表演。更关键的是其 "多冗余飞控系统" 专利,采用 3 主 1 备的 4 余度设计,配合异构监控通道,将单点故障概率降至 10⁻⁹以下,为 EH216-S 拿到全球首张无人驾驶 eVTOL 适航证奠定基础。
国际企业则聚焦于极端场景的控制能力。Wisk 的 "飞行轨迹预测方法" 专利通过 AI 算法融合 12 类传感器数据,能提前 30 秒预判鸟类撞击风险,该技术使其实测避障成功率达 99.8%。Joby 的 "推力差控制专利" 定义了多旋翼 eVTOL 的基础飞行逻辑,至今仍被行业广泛引用,成为其技术护城河的核心。
核心发明人的贡献尤为关键:亿航创始人胡华智一人持有 82 项专利,其主导的 "自主着陆技术" 专利已成为行业标准;沃飞长空的薛松柏以 49 项电驱与飞控交叉专利,支撑了企业的复合翼技术路线。

四、全球专利格局:中国突围与国际博弈
从全球视角看,eVTOL 专利竞争已形成 "中美双雄" 格局:美国以 1324 件专利位居第一,中国以 916 件紧随其后,两者合计占全球总量的 72%。但细分领域差异显著:
中国:聚焦纯电技术路线,在飞控(亿航)、电池结构(欣界能源)、倾转机构(沃飞)等领域形成优势,小鹏汇天、亿航智能、沃飞长空三家企业专利占国内头部总量的 76%。
美国:技术路线更多元,Joby(39 项)、Beta Air(198 项)在混动系统领先,Wisk 在安全冗余设计上积累深厚,传统航空企业波音通过收购持续扩充专利储备。
欧洲:空客、罗罗聚焦氢燃料电池技术,专利数量虽仅 43 件,但布局集中在高价值基础专利领域。
值得关注的是,专利并购正成为快速补短板的重要手段。2025 年 10 月,Archer 以 2100 万美元收购 Lilium 的 300 项核心专利,一举填补了其在涵道风扇与高压系统的技术空白,这种 "资本换技术" 的模式可能引发行业新一轮整合。
五、未来战场:从技术突破到场景落地
随着适航认证加速与低空开放推进,专利布局正从核心技术向应用场景延伸。从专利趋势看,三大方向已成新热点:
安全冗余升级:4 余度飞控、多通路电池系统等专利申请量 2024 年同比增长 67%,适航合规成为专利设计的前置条件。
能效协同优化:飞控与电驱的联动控制专利激增,峰飞航空的 "能耗自适应调节" 专利可根据航线实时优化电机功率,续航提升 15%。
跨域技术融合:AI 航路规划、5G + 空地通信等专利占比已达 18%,Wisk 的 "城市空域动态调度" 专利已在达拉斯试点应用。
对企业而言,专利布局的战略价值日益凸显:峰飞航空凭借 583 项专利(发明专利占比 64%)的先发优势,已成功进入日本市场;而专利仅布局国内的企业,正面临海外拓展的知识产权风险。
结语
eVTOL 的专利地图,本质上是未来城市空中交通的权力版图。从电池能量密度的每一次突破,到飞控算法的每一行代码优化,专利竞争早已超越技术本身,成为企业生存发展的核心竞争力。
当前,中国企业在纯电技术路线上已构建起局部优势,但在混动系统、核心元器件等领域仍需突破;国际巨头则通过多元布局与专利并购巩固地位。这场横跨技术、资本与法律的持久战中,唯有将专利战略与技术研发、市场拓展深度绑定的企业,才能最终在低空经济的蓝海中占据先机。
信息来源参考
新浪财经,《国内 eVTOL 厂商的技术创新实力排行:发明专利布局及研发方向分析》
原创力文档,《2025 年电动垂直起降 (eVTOL) 适航认证技术专利分析报告》
航空之家,《Archer 航空斥资千万欧元,收购破产巨头 Lilium 核心专利》
万方数据,《一种采用矢量推力技术的电动垂直起降飞行器 (eVTOL)》
搜狐网,《阿切尔航空申请用于 EVTOL 航空器的逆变器电路和电力推进系统专利》
全国党媒信息公共平台,《“猎鹰” 出击 抢占低空风口!欣界能源引领电池领域深刻变革》
中国航空工业发展研究中心,《专利视角下的 eVTOL 飞行器全球竞争格局分析》
早鸽企服,《发明专利查询的完整路径》