Trong lĩnh vực hàng không tầm thấp tập trung vào eVTOL, các công ty pin đã có động thái sớm hơn so với các tín hiệu chính sách. Đáng chú ý là pin điện cho máy bay tầm thấp có yêu cầu toàn diện về hiệu suất pin, với mức độ khó cao hơn nhiều so với pin cho xe điện. Do đó, hợp tác và lắp đặt trong các lĩnh vực như eVTOL có thể thể hiện tốt hơn năng lực nghiên cứu và phát triển cũng như sản xuất của một công ty.
"Pin eVTOL của Farasis Energy đã trải qua hơn 10.000 lần thử nghiệm và xác minh thực tế, và đã bước vào giai đoạn chứng nhận an toàn hàng không giai đoạn IV của Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA)." Gần đây, tại Hội thảo Hàng không điện và Công nghệ Pin Thế hệ tiếp theo (CIBF2025 Thâm Quyến) do Chi nhánh Ứng dụng Pin Động lực và Mạng lưới Pin Trung Quốc đồng tổ chức, ông Giang Viễn Nhân, Phó chủ tịch R&D và Hiệu trưởng Viện R&D của Công ty TNHH Farasis Energy (Cán Châu) cho biết.
Mười ba năm bố trí: Pin eVTOL sẽ được cung cấp với số lượng lớn
Là một trong những công ty tiên phong trong sản xuất pin điện hàng không xanh toàn cầu, Farasis Energy đã bắt đầu bố trí R&D cho pin điện eVTOL vào năm 2012, hoàn thành việc cung cấp mẫu vào năm 2020, đạt được sản xuất hàng loạt và lắp đặt sản phẩm thế hệ đầu tiên và xác minh hệ thống sản phẩm thế hệ thứ hai vào năm 2022, và hỗ trợ khách hàng của mình trở thành công ty eVTOL đầu tiên nhận được chứng nhận khả năng bay của FAA.
"Năm 2022, chúng tôi đã hợp tác với các công ty máy bay tầm thấp ở Trung Quốc, Châu Âu, Đông Nam Á và Nam Mỹ để xác minh hệ thống pin hàng không thế hệ thứ hai của chúng tôi, và vào năm 2023, chúng tôi đã trở thành công ty pin đầu tiên trên thế giới giao sản phẩm eVTOL cho khách hàng cuối cùng." Ông Giang Viễn Nhân cho biết vào năm 2024, pin eVTOL của Farasis Energy đã được giao cho năm khách hàng hàng đầu trong nước là các nhà sản xuất máy bay hoàn chỉnh. Hiện tại, sản phẩm cũng đã nhận được đơn đặt hàng từ các viện nghiên cứu nổi tiếng trong nước, AeroHT Technology và một số doanh nghiệp hàng không tầm thấp hàng đầu khác trong nước.
Hiệu suất nổi bật của pin điện của Farasis Energy cho lĩnh vực hàng không tầm thấp, đặc biệt là trong lĩnh vực eVTOL, cũng đã thu hút sự chú ý rộng rãi trong ngành công nghiệp xe bay. Vào tháng 3 năm nay, Farasis Energy đã nhận được thông báo phát triển đề cử từ một doanh nghiệp xe bay hàng đầu trong nước. Theo các nguồn tin, sau khi phân tích toàn diện hệ thống đảm bảo chất lượng, nghiên cứu và phát triển công nghệ, năng lực tổ chức sản xuất và các yếu tố khác của Farasis Energy, doanh nghiệp nghiên cứu và phát triển xe bay đã quyết định chọn Farasis Energy làm nhà cung cấp pin điện áp cao, đầu nối điện áp cao và đầu nối điện áp thấp cho các mẫu thử nguyên lý thế hệ tiếp theo của mình.
Trong bài phát biểu, ông Giang Viễn Nhàn cũng tiết lộ rằng năm nay, Farasis Energy sẽ cung cấp pin với số lượng lớn cho các khách hàng eVTOL hàng đầu toàn cầu.
Tối đa hóa hiệu suất: Farasis Energy tạo ra pin điện áp thấp công nghệ “6H”
“Chúng tôi hiện cảm thấy rằng sự cạnh tranh trong lĩnh vực pin điện cho xe điện rất khốc liệt, với nhiều yêu cầu. Tuy nhiên, trong các lĩnh vực như eVTOL, không chỉ có nhiều yêu cầu mà còn cần nhiều hơn thế nữa. Có thể nói, tất cả các hiệu suất quan trọng đều cần được tối đa hóa.” Ông Giang Viễn Nhàn cho biết pin điện áp thấp phải đáp ứng các yêu cầu cao hơn so với pin điện cho xe điện về hiệu suất an toàn, mật độ năng lượng, tuổi thọ chu kỳ, hiệu suất nhiệt độ thấp, sạc, công suất cao và lắp ráp linh hoạt. “Đây không phải là về việc đạt được một ngưỡng nhất định cho một chỉ số duy nhất; mà là tất cả các chỉ số phải đáp ứng các yêu cầu rất cao.”
Lấy pin eVTOL có mật độ năng lượng sản xuất hàng loạt là 350Wh/kg làm ví dụ, khi tăng cường mật độ năng lượng, nó cũng đạt được hơn 10.000 chu kỳ thử nghiệm thực tế trong điều kiện bay eVTOL, với hiệu suất nhiệt độ thấp và tốc độ sạc-xả tuyệt vời. Nó hỗ trợ xả xung dài liên tục 8C trong 60 giây ở mức SOC 30% và sạc nhanh trong 15 phút đáp ứng nhu cầu bổ sung năng lượng nhanh cho hành khách lên và xuống máy bay, cho phép nó xử lý các điều kiện vận hành eVTOL cường độ cao và vượt qua chứng nhận an toàn hàng không của Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA).
Dựa trên sự hiểu biết sâu sắc về pin điện áp thấp và các kịch bản ứng dụng, Farasis Energy đã đề xuất hệ thống pin điện áp thấp 6H với đặc điểm “an toàn cao, mật độ năng lượng cao, tốc độ sạc-xả cao, hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng, tuổi thọ chu kỳ dài và tiêu chuẩn chất lượng cao”:
An toàn cao: “Khi bay trên bầu trời, pin không thể có bất kỳ sự cố nào. "Chúng tôi không dung thứ cho bất kỳ rủi ro nào liên quan đến an toàn pin, do đó, các yêu cầu về an toàn pin, dù là an toàn nội tại hay an toàn lắp ráp, đều vô cùng cao." Theo Jiang Weiran, Farasis Energy đã thiết kế một quy trình sản xuất sản phẩm rất nghiêm ngặt về an toàn hệ thống vật liệu, an toàn nội tại của tế bào pin, an toàn lắp ráp và an toàn điều khiển phần mềm. Hiện tại, pin eVTOL của công ty đã đạt được các chứng nhận an toàn tại các thị trường quốc tế lớn như Trung Quốc, Mỹ và Châu Âu, đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn pin quốc tế. Sau khi trải qua thử nghiệm đâm đinh, các tế bào pin không có sự thay đổi đáng kể về điện áp và nhiệt độ, và không có lửa sau 24 giờ. Bằng cách áp dụng công nghệ vật liệu biến đổi pha mới, nhiệt độ bề mặt của các tế bào pin bị mất kiểm soát nhiệt có thể được kiềm chế liên tục dưới 100°C trong hơn 5 phút. Hệ thống BMS áp dụng thiết kế kiến trúc kép dự phòng, đảm bảo tính toàn vẹn của mạch xả và an toàn, độ tin cậy cấp hệ thống ngay cả khi có sự cố đơn điểm.
Mật độ năng lượng cao: Các tế bào pin bán rắn eVTOL thế hệ thứ hai của Farasis Energy dự kiến sẽ sớm bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt nhỏ, với mật độ năng lượng tăng lên 320Wh/kg và công suất xung dài đạt tới 10C. Theo Jiang Weiran, các eVTOL được trang bị pin thế hệ thứ hai của Farasis Energy có trọng lượng cất cánh tối đa hơn 2,4 tấn, tải trọng gần nửa tấn và có thể chở được 5 hành khách.
Ngoài ra, phiên bản Plus thế hệ thứ hai của các tế bào pin bán rắn eVTOL dự kiến sẽ bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt vào năm 2026, với mật độ năng lượng lớn hơn 350 Wh/kg. Farasis Energy đang thúc đẩy một cách có hệ thống công tác nghiên cứu và phát triển các tế bào pin bán rắn và toàn rắn thế hệ thứ ba, nhắm đến mật độ năng lượng 400Wh/kg, với nhiều công tác thử nghiệm đang được tiến hành ổn định.
Tốc độ sạc-xả cao: Nó có đặc tính sạc-xả hiệu suất cực cao, hoàn toàn thích ứng với nhu cầu vận hành của eVTOL trong mọi điều kiện. Ở nhiệt độ môi trường 25°C, nó hỗ trợ xả liên tục ở tốc độ C cao 8C, với tỷ lệ giữ công suất >94% và nhiệt độ tế bào pin tăng <25°C. Thời gian sạc từ 10% SOC lên 80% SOC dưới 15 phút, giảm đáng kể thời gian sạc lại. Mật độ công suất cực cao của nó đáp ứng các yêu cầu về công suất cất và hạ cánh thẳng đứng trong điều kiện khắc nghiệt như hạ cánh khẩn cấp.
Hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng: Nó có thể hoạt động ổn định và hiệu quả trong phạm vi nhiệt độ từ -40°C đến 60°C, với tỷ lệ duy trì dung lượng ≥90% ở -20°C. Nó hoàn toàn tương thích với các điều kiện vận hành phức tạp trong nhiều mùa, độ cao bay và khu vực địa lý (không gian - thời gian). Với khả năng sạc nhanh, nó có thể đáp ứng hiệu quả với các điều kiện thời tiết đột ngột, đảm bảo cất và hạ cánh an toàn của máy bay.
Tuổi thọ chu kỳ dài: Bằng cách xây dựng cấu trúc cực ổn định, tối ưu hóa thiết kế cân bằng động học của cực dương và cực âm, và dành đủ không gian giãn nở cho các hạt silicon, tuổi thọ chu kỳ cực dài của pin đơn được đạt được.
Tiêu chuẩn chất lượng cao: Thông qua kiểm soát chất lượng sản xuất cấp độ PPM, kiểm soát toàn diện các yếu tố môi trường và kiểm soát độ chính xác quy trình cấp độ PPB, một hệ thống sản xuất cấp độ PPB được thiết lập để đảm bảo các chỉ số về hiệu suất, an toàn và tuổi thọ của các sản phẩm pin đáp ứng toàn diện các mức chuẩn mực của ngành.
Jiang Weiran chỉ ra rằng pin cho nền kinh tế tầm thấp phải đạt được mức không có lỗi. Điều này không chỉ đòi hỏi kiểm soát sản xuất cấp độ PPB mà còn phải có các biện pháp nghiêm ngặt hơn. Đối với dây chuyền sản xuất pin eVTOL, Farasis Energy đã thực hiện các nâng cấp rất nghiêm ngặt. Mỗi phân đoạn sản xuất không chỉ trải qua kiểm tra định kỳ mà còn được trang bị phát hiện CT và kiểm tra toàn diện pin trước khi chúng rời khỏi dây chuyền sản xuất, đảm bảo rằng mỗi pin đơn đều không có lỗi.
Dựa trên triết lý phát triển, thiết kế và sản xuất 6H, Farasis Energy không chỉ nhận được sự công nhận từ các khách hàng hàng không trong và ngoài nước hàng đầu trong lĩnh vực pin eVTOL mà còn giữ được lợi thế dẫn đầu trong các kịch bản ứng dụng khác nhau cho pin tầm thấp của mình, bao gồm vận tải logistics, bảo vệ thực vật nông nghiệp, đo đạc và lập bản đồ, và các mục đích đặc biệt. Theo Jiang Weiran, các pin bán rắn chuyên dụng của Farasis Energy được phát triển cho máy bay không người lái được sử dụng trong vận tải logistics, bảo vệ thực vật nông nghiệp và các lĩnh vực khác cũng sẽ bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt, từ đó dẫn đầu trong việc hình thành một ma trận giải pháp năng lượng tầm thấp bao gồm nhiều lĩnh vực trong ngành.
Pin túi: Lựa chọn quan trọng cho các ứng dụng năng lượng bay thấp
Bay thấp có yêu cầu về trọng lượng cao. Đối với pin, hướng nghiên cứu và phát triển hiện nay là cung cấp năng lượng cao trong khi giảm trọng lượng của chính chúng.
Jiang Weiran chỉ ra rằng lợi thế nhẹ của pin túi rất quan trọng đối với nền kinh tế bay thấp: “Khi cung cấp cùng một lượng năng lượng, thiết kế nhẹ hơn của pin túi có thể cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng tổng thể. Dựa trên các nguyên lý cơ bản của ngành công nghiệp bay thấp, chúng tôi tin rằng pin túi là lựa chọn quan trọng cho các ứng dụng pin điện bay thấp.”
Ngoài ra, khi xem xét các thiết kế bay thấp trong và ngoài nước, có sự khác biệt đáng kể về kiểu dáng, kích thước và thông số kỹ thuật. Pin túi có tính linh hoạt tuyệt vời, thích nghi với các kiểu máy bay khác nhau và phù hợp với các nền tảng điện áp và công suất khác nhau của khách hàng.
Được biết, để đáp ứng với thiết kế nội bộ của eVTOL, để nâng cao hơn nữa khả năng thích ứng, Farasis Energy cũng đã lên kế hoạch và thiết kế các mô-đun phù hợp với máy bay, tương thích với các yêu cầu cabin chính của các máy bay khác nhau và có khả năng đáp ứng nhanh chóng nhu cầu của các khách hàng khác nhau về pin hàng không hiệu suất cao, an toàn cao.
Từ góc độ phát triển công nghệ pin, pin bán rắn và pin rắn là hướng đi trong tương lai và là loại pin quan trọng cần thiết cho các máy bay hàng không như eVTOL. Đánh giá từ các phương pháp công nghệ hiện tại của các công ty khác nhau, pin bán rắn và pin rắn chủ yếu áp dụng dạng túi.
“Cho dù đó là pin bán rắn, pin rắn hay pin hàng không, pin túi là lựa chọn ưu tiên”, Jiang Weiran nói thêm. “Các khách hàng eVTOL ở nước ngoài của chúng tôi đã tiến hành nhiều thử nghiệm khi lựa chọn pin và cuối cùng đã chọn pin túi của Farasis Energy. Quyết định này được đưa ra bởi công ty dựa trên các nguyên lý cơ bản và xem xét toàn diện các chỉ số hiệu suất khác nhau cần thiết cho eVTOL.”
