eVTOLが牽引する『低高度経済』の急成長

調査によると、中国のeVTOL（電動垂直離着陸機）産業の規模が2023年に9.8億元に達し、2026年までにこの分野における中国市場の規模が95.0億元に達すると予測されています。この急速な成長は、主に関連分野における技術革新、アーバン・エア・モビリティ（UAM）に対する需要の増加、環境保護政策の推進によるものです。アプリケーションシナリオから見ると、将来のeVTOL機器は、主に都市間の迅速な通勤、効率的で柔軟な物流配送、公共サービスへの緊急対応などの分野に使用されます。

eVTOL用内部部品と制御管理システムに関する新たな要件

新世代の都市低高度交通において重要な機器であるeVTOLは、空飛ぶコックピットや空飛ぶ車のようなものです。毎回の飛行ミッションを効率的で正確かつ確実に完了する必要があるため、eVTOL用内部部品（例：バッテリー、モーター、電子制御システム）の性能と制御管理システム（例：飛行制御／飛行管理システム）の機能に関する新たな要件が求められています。

バッテリーの性能と管理の面では、動力用バッテリーのエネルギー密度によってeVTOLの航続距離とペイロードが左右されます。また、高い放電率に耐えるバッテリーの能力もeVTOLにおいて非常に厳しい要件となっています。eVTOLのバッテリー性能レベル要件に相応するバッテリー管理システム（BMS）も重要です。バッテリー管理システムを最適化することで、電圧、電流、温度などのパラメータを含むバッテリーの状態をリアルタイムで監視できるほか、バッテリーの安全な範囲内での動作や、過充電・過放電・過熱などの防止を確保するよう、監視結果に基づいてスマート管理とスマート制御を実行します。

モーターは、eVTOLの電動化電力システムを構成する重要なコンポーネントです。パワーバッテリーや燃料電池の電力を消費するモーターはダクテッドファンやローターを駆動します。モーターのパワー密度は、空飛ぶ車のペイロードに直接影響します。モーターの広範囲非設計動力の出力能力、信頼性、環境適応性は、eVTOLの動力特性と安全性を左右する重要な要素です。eVTOLにおいて、モーターの効率とトルク密度に対する要件が高いため、永久磁石同期モーターを電気推進電力システムに導入するソリューションは広く期待されています。永久磁石同期モーターは、DCモーターや誘導モーターと比較して、高いパワー密度、広い速度調整範囲、大きな電磁トルクを持つ利点があります。また、フルトルクを維持する能力があり、eVTOLの離着陸時の動力要件に非常に適しています。

eVTOLのモーターコントローラーは、主に推進モーターの回転速度とトルクの調整に使用され、その制御応答精度が離着陸機の推力制御精度に直接影響します。従来の離着陸機に搭載されている電力変換装置の多くはシリコンベースのパワーエレクトロニクスデバイスであり、ジャンクション温度が低く、伝導損失とスイッチング損失を大幅に低減することが難しいため、離着陸機の高速・高周波モーターシステムの開発方向性には適していません。一方、炭化ケイ素デバイスは高い動作温度およびスイッチング周波数、低い伝導損失、優れた熱伝導率、高い信頼性などの利点があるため、eVTOLモーターシステムの効率とパワー密度を大幅に向上させ、放熱冷却システムを簡素化できます。

パワーエレクトロニクスなどの技術革新のほかに、低高度交通のデジタル化とスマート化もeVTOLにとって不可欠です。飛行制御システムはeVTOLの『頭脳』とも言える重要な中核サブシステムです。モデルアルゴリズム、ソフトウェア、ハードウェア、電気機械などの技術とネットワーク通信、ナビゲーションシステムを取り入れ、離着陸機の検知・制御・意思決定機能を提供します。飛行制御および飛行管理システムの統合設計が将来の開発トレンドとなり、自律飛行／自動飛行もeVTOLの必須機能となるでしょう。また、eVTOLは、大帯域幅データ伝送能力を備えた高性能センサー技術と通信ネットワークによってマルチソース情報統合を実現し、より強力で包括的な状況検知と飛行意思決定能力を持つようになります。

アヴネットの革新的な製品とソリューションがeVTOLのアプリケーションニーズに対応

市場をリードする技術販売代理店およびソリューションプロバイダーとして、アヴネットはeVTOLの応用分野で多様な製品とソリューションを提供しています。eVTOLの「三電システム」応用技術において、アヴネットが提供するSiC MOSFETソリューションは主駆動インバータ電源モジュールに使用され、eVTOLの高効率、高パワー密度、耐高温の電力駆動システムのニーズを満たすことができます。BMS関連ソリューションは、eVTOL機器のバッテリー性能をより最適化した保護を提供し、動作中のバッテリーパックの安全性と安定性を確保できます。パワーモーター駆動ソリューションは、その設計により、eVTOLのパワーモーター駆動用のSiC/IGBTモジュール、ゲートドライバ、マイクロコントローラーを迅速に評価できます。モーター制御ソリューションは、FOC（フィールド指向制御）アルゴリズムを採用し、eVTOL向けの高性能モーター制御を実現します。

アヴネットは、eVTOLのデジタル化およびスマート化開発ニーズを満たすために、NXPの77GHzレーダーモジュールとonsemiの画像センサーモジュールを使用したソリューション、NXPプラットフォームに基づくドライバーモニタリングシステム（DMS）、スマートコックピット、制御ゲートウェイなど、それぞれの階層における製品ポートフォリオを提供しています。アヴネットが発表した産業用無線通信モジュールADRS1000™は、低消費電力、高性能、高コストパフォーマンスを特長としており、eVTOLにおける飛行制御、データ送信、遠隔モニタリングなどの通信ニーズを完全に満たし、離着陸機と地上管制センター、他の離着陸機との効率的で安定した通信を実現します。

低高度経済の重要な担い手として、eVTOLは急速な発展期に入っています。アプリケーションシナリオの多様化と産業チェーンの協調発展が進んでいる中、企業は包括的な製品とソリューションを提供することで、eVTOLおよび低高度経済の発展を加速させます。