En el sector de la baja altitud centrado en torno a los eVTOL, las empresas de baterías han tomado medidas antes de que aparezcan las señales políticas. Cabe destacar que las baterías de propulsión para aeronaves de baja altitud tienen requisitos integrales para el rendimiento de las baterías, y su nivel de dificultad es varios órdenes de magnitud mayor que el de las baterías para vehículos eléctricos. Por lo tanto, la cooperación y la instalación en campos como los eVTOL pueden demostrar mejor las capacidades de I+D y fabricación de una empresa.
"Las baterías eVTOL de Farasis Energy han pasado por más de diez mil pruebas y validaciones en el mundo real, y han entrado en la fase IV de certificación de seguridad aérea de la Administración Federal de Aviación (FAA) de Estados Unidos", declaró recientemente Jiang Weiran, vicepresidente de I+D y decano del Instituto de I+D de Farasis Energy (Ganzhou) Co., Ltd., en el Simposio de Aviación Eléctrica y Tecnología de Baterías de Próxima Generación (CIBF2025 Shenzhen) organizado conjuntamente por la Rama de Aplicación de Baterías de Potencia y China Battery Network.
Trece años de planificación: baterías eVTOL a suministrar en grandes cantidades
Como uno de los pioneros en la fabricación mundial de baterías de potencia para aviación verde, Farasis Energy comenzó su planificación de I+D para baterías de potencia eVTOL en 2012, completó el suministro de muestras en 2020, logró la producción en masa y la instalación de sus productos de primera generación y la verificación de su sistema de productos de segunda generación en 2022, y ayudó a sus clientes a convertirse en la primera empresa eVTOL en obtener la certificación de aeronavegabilidad de la FAA.
"En 2022, colaboramos con empresas de aeronaves de baja altitud en China, Europa, el sudeste asiático y América del Sur para verificar nuestro sistema de baterías de aviación de segunda generación, y en 2023, nos convertimos en la primera empresa de baterías del mundo en entregar productos eVTOL a clientes finales", declaró Jiang Weiran. En 2024, las baterías eVTOL de Farasis Energy ya se han entregado a los cinco principales clientes nacionales de aeronaves completas. Actualmente, el producto también ha recibido pedidos de conocidos institutos de investigación nacionales, AeroHT Technology y otras empresas líderes nacionales de aviación de baja altitud.
El destacado rendimiento de las baterías de potencia de Farasis Energy para el sector de baja altitud, especialmente en el campo de los eVTOL, también ha llamado la atención en la industria de los autos voladores. En marzo de este año, Farasis Energy recibió un aviso de desarrollo nominado de una empresa líder nacional de autos voladores. Según fuentes bien informadas, tras un análisis exhaustivo del sistema de garantía de calidad, la investigación y desarrollo tecnológico, las capacidades de organización de la producción y otros factores de Farasis Energy, la empresa de investigación y desarrollo de vehículos voladores decidió elegir a Farasis Energy como proveedor de baterías de alta tensión, conectores de alta tensión y conectores de baja tensión para sus prototipos de próxima generación.
Durante su discurso, Jiang Weiran también reveló que este año, Farasis Energy suministrará baterías a granel a los principales clientes globales de eVTOL.
Maximizar el rendimiento: Farasis Energy crea baterías de baja altitud con la "Tecnología 6H"
"Ahora creemos que la competencia en el sector de las baterías de energía para vehículos eléctricos es feroz, con numerosas demandas. Sin embargo, en campos como los eVTOL, no solo hay numerosas demandas, sino que se requieren aún más. Se puede decir que es necesario maximizar todos los rendimientos clave", afirmó Jiang Weiran. Las baterías de baja altitud deben cumplir con requisitos más elevados que las baterías de vehículos eléctricos en términos de seguridad, densidad energética, vida útil, rendimiento a bajas temperaturas, carga, alta potencia y montaje flexible. "No se trata de alcanzar un umbral determinado para un solo indicador; más bien, todos los indicadores deben cumplir con requisitos muy elevados".
Tomando como ejemplo la batería eVTOL con una densidad energética de producción en masa de 350 Wh/kg, al mejorar la densidad energética, también logra más de 10.000 ciclos de prueba reales en condiciones de vuelo eVTOL, con un excelente rendimiento a bajas temperaturas y tasas de carga y descarga. Admite una descarga continua de largo pulso de 8C durante 60 segundos al 30 % de SOC, y la carga rápida de 15 minutos cubre las necesidades de reposición rápida de energía para el embarque y desembarque de pasajeros, lo que le permite manejar condiciones de operación eVTOL de alta intensidad y pasar la certificación de seguridad aeronáutica de la FAA.
Basándose en un profundo conocimiento de las baterías de baja altitud y los escenarios de aplicación, Farasis Energy ha propuesto un sistema de baterías de baja altitud 6H caracterizado por "alta seguridad, alta densidad energética, alta tasa de carga y descarga, funcionamiento en un amplio rango de temperaturas, larga vida útil y altos estándares de calidad":
Alta seguridad: "Cuando se vuela en el cielo, las baterías no pueden tener ningún accidente. "No se toleran riesgos de seguridad de las baterías, por lo que los requisitos de seguridad de las mismas, ya sea en términos de seguridad intrínseca o de seguridad del montaje, son extremadamente altos". Según Jiang Weiran, Farasis Energy ha diseñado un proceso de fabricación de productos muy estricto en términos de seguridad del sistema de materiales, seguridad intrínseca de las celdas de batería, seguridad del montaje y seguridad del control de software. Actualmente, las baterías eVTOL de la empresa han obtenido certificaciones de seguridad en los principales mercados internacionales, como China, Estados Unidos y Europa, cumpliendo con los estándares internacionales de seguridad de las baterías. Tras someterse a pruebas de penetración con clavo, las celdas de batería no muestran cambios significativos en el voltaje y la temperatura, y no hay llama abierta después de 24 horas. Mediante la adopción de una nueva tecnología de materiales de cambio de fase, la temperatura superficial de las celdas de batería que experimentan un escape térmico puede mantenerse continuamente por debajo de 100 °C durante más de 5 minutos. El sistema BMS adopta un diseño de arquitectura de doble redundancia, garantizando la integridad del circuito de descarga y la seguridad y fiabilidad a nivel de sistema incluso en caso de fallo de un solo punto.
Alta Densidad Energética: Se espera que las celdas de batería semisólidas eVTOL de segunda generación de Farasis Energy entren pronto en producción en pequeñas cantidades, con una densidad energética aumentada hasta 320 Wh/kg y una potencia de pulso largo de hasta 10C. Según Jiang Weiran, los eVTOL equipados con las baterías de segunda generación de Farasis Energy tienen un peso máximo de despegue de más de 2,4 toneladas, una carga útil de casi media tonelada y pueden transportar a 5 pasajeros.
Además, se espera que la versión Plus de segunda generación de las celdas de batería semisólidas eVTOL entre en producción en masa en 2026, con una densidad energética superior a 350 Wh/kg. Farasis Energy está avanzando sistemáticamente en la I+D de celdas de batería semisólidas y totalmente sólidas de tercera generación, con el objetivo de alcanzar una densidad energética de 400 Wh/kg, y varios trabajos de prueba avanzan de manera estable.
Alta Tasa de Carga y Descarga: Posee características de carga y descarga de ultraalto rendimiento, adaptándose plenamente a las necesidades operativas de los eVTOL en todas las condiciones. A una temperatura ambiente de 25 °C, admite una descarga continua a una alta tasa C de 8C, con una tasa de retención de capacidad >94 % y un aumento de temperatura de la celda de batería <25 °C. La carga desde el 10 % de estado de carga (SOC) hasta el 80 % de SOC tarda menos de 15 minutos, lo que reduce significativamente el tiempo de recarga. Su densidad de potencia ultraalta cumple con los requisitos de potencia para el despegue y aterrizaje verticales en condiciones extremas, como los aterrizajes de emergencia.
Funcionamiento en un amplio rango de temperaturas: Puede funcionar de manera estable y eficiente en un rango de temperaturas de -40 °C a 60 °C, con una tasa de retención de capacidad ≥90 % a -20 °C. Es totalmente compatible con condiciones de funcionamiento complejas en diversas estaciones, altitudes de vuelo y regiones geográficas (espaciotemporales). Gracias a su capacidad de recarga rápida, puede responder eficazmente a condiciones climáticas repentinas, garantizando el despegue y aterrizaje seguros de las aeronaves.
Larga vida útil: Mediante la construcción de una estructura de placas polares altamente estable, la optimización del diseño del equilibrio cinético del ánodo y el cátodo y la reserva de suficiente espacio de expansión para las partículas de silicio, se logra una vida útil ultralarga para la celda de la batería.
Estándares de alta calidad: A través del control de calidad de fabricación a nivel de PPM, el control integral de los factores ambientales y el control de precisión del proceso a nivel de PPB, se establece un sistema de producción a nivel de PPB para garantizar que los indicadores de rendimiento, seguridad y vida útil de los productos de baterías cumplan integralmente con los niveles de referencia de la industria.
Jiang Weiran señaló que las baterías para la economía de baja altitud deben lograr cero defectos. Esto no solo requiere un control de producción a nivel de PPB, sino también medidas más estrictas. Para la línea de producción de baterías eVTOL, Farasis Energy ha implementado actualizaciones muy estrictas. Cada segmento de producción no solo se somete a inspecciones periódicas, sino que también está equipado con detección por tomografía computerizada (TC) e inspección completa de las baterías antes de que salgan de la línea de producción, garantizando que cada celda de batería sea perfecta.
Basándose en la filosofía de desarrollo, diseño y fabricación 6H, Farasis Energy no solo ha obtenido el reconocimiento de los principales clientes de aeronaves nacionales y extranjeros en el campo de las baterías eVTOL, sino que también tiene una ventaja líder en diversos escenarios de aplicación para sus baterías de baja altitud, incluidos el transporte logístico, la protección fitosanitaria agrícola, la topografía y el levantamiento topográfico y fines especiales. Según Jiang Weiran, las celdas de baterías semisólidas especiales desarrolladas por Farasis Energy para drones utilizados en el transporte logístico, la protección fitosanitaria agrícola y otros campos también entrarán en la etapa de producción en masa, liderando así la formación de una matriz de soluciones de energía de baja altitud que cubre múltiples campos dentro de la industria.
Batería de bolsa: una opción clave para aplicaciones de energía de baja altitud
El vuelo a baja altitud tiene altos requisitos de peso. En el caso de las baterías, la actual dirección de I+D es proporcionar una alta energía al tiempo que se reduce su propio peso.
Jiang Weiran señaló que la ventaja de la ligereza de las baterías de bolsa es crucial para la economía de baja altitud: "Al proporcionar la misma cantidad de energía, el diseño más ligero de las baterías de bolsa puede mejorar significativamente la eficiencia energética general. Basándonos en los principios básicos de la industria de baja altitud, creemos que las baterías de bolsa son una opción clave para las aplicaciones de baterías de energía de baja altitud".
Además, al observar los diseños de vuelo a baja altitud tanto a nivel nacional como internacional, existen diferencias significativas en los modelos, tamaños y especificaciones. Las baterías de bolsa ofrecen una excelente flexibilidad, adaptándose a diferentes modelos de aeronaves y coincidiendo con las diversas plataformas de energía y voltaje de los clientes.
Se sabe que, en respuesta al diseño interno de los eVTOL, para mejorar aún más la adaptabilidad, Farasis Energy también ha planificado y diseñado módulos adecuados para aeronaves, compatibles con los requisitos de cabina principal de diferentes aeronaves y capaces de satisfacer rápidamente las necesidades de diferentes clientes de baterías de aviación de alto rendimiento y alta seguridad.
Desde la perspectiva de la evolución de la tecnología de las baterías, las baterías semisólidas y las baterías sólidas son la dirección futura y las baterías clave necesarias para las aeronaves de aviación, como los eVTOL. A juzgar por los enfoques tecnológicos actuales de diversas empresas, las baterías semisólidas y sólidas adoptan principalmente la forma de bolsa.
"Ya se trate de baterías semisólidas, baterías sólidas o baterías de aviación, las baterías de bolsa son la opción preferida", añadió Jiang Weiran. "Nuestros clientes extranjeros de eVTOL realizaron numerosas pruebas al elegir las baterías y finalmente eligieron las baterías de bolsa de Farasis Energy. Esta decisión fue tomada por la empresa basándose en los principios básicos y una consideración integral de varios indicadores de rendimiento requeridos para los eVTOL".
