مقابلة مع صنودا: تسريع صناعة الطائرات الإلكترونية المتحركة، كيف "التنمية المستقبلية" تعالج مشاكل البطارية

الاقتصاد الصيني في المرتفعات المنخفضة يدخل فترة حرجة من التحديثات التكنولوجية المتزامنة والتنفيذ التجاريمع eVTOLs (مركبات الإقلاع والهبوط الرأسي الكهربائية) في القلب، قد تقدمت بشكل كبير نحو المرحلة المحورية من شهادة الجدارة الجوية.(إكس بينغ)ويتوقع القطاع أن يبدأ الإصدار المكثف لـ TCs في عام 2026.

وفي الوقت نفسه، فإن التطبيقات العملية لـ eVTOL تزدهر عبر جبهات متعددة: لقد تولت eVTOLات الشحن زمام المبادرة في التسويق،الركاب eVTOL تتقدم باستمرار مع رحلات التجربة في سيناريوهات محددة مثل السياحة الثقافية، والسيارات الطائرة البرمائية تستكشف قيمتها الفريدة في البيئات المتخصصة. هذه الطائرات منخفضة الارتفاع، التي تستهدف سوق السفر قصيرة إلى متوسطة المدى 50~400 كم،تتبع مسار تنمية واضح بشكل متزايد: من نقل البضائع إلى نقل الركاب، من تلبية الاحتياجات المتخصصة إلى الاندماج في الحياة اليومية، ومن تطبيقات الخدمة العامة إلى العمليات التجارية الكاملة.

في هذه المرحلة، جلس شو تشونغلينغ، عميد معهد صنودا المركزي للبحوث، لإجراء مقابلة متعمقة مع غاوغونغ ليتيم. He emphasized that the high-dimensional demands of the low-altitude economy on power batteries are not limited to breakthroughs in a single performance metric but rather pose a comprehensive challenge balancing energy density، كثافة الطاقة، والسلامة. معايير السلامة للطيران، على وجه الخصوص، تتجاوز بكثير معايير سيارات الركاب.تقديم تحديات فريدة ومقترحات قيمة لبطاريات الطيران الكهربائيةهذا يتطلب من مصنعي البطاريات ليس فقط تسريع البحث والتطوير في الكثافة العالية للطاقة،وتقنيات السلامة العالية ولكن أيضا لتطوير حلول فنية مصممة لسيناريوهات متخصصة متنوعة، وبالتالي رفع مستوى قدرات التخطيط التكنولوجي.

لمواجهة هذه التحديات، تقوم شركات البطارية المحلية الرائدة بتوسيع محفظاتها بنشاط. أطلقت Sunwoda مجموعة من منتجات البطارية المتخصصة للطيران الكهربائي، بما في ذلك:

• بطارية خاصة بـ 320 واط/كيلوغرام eVTOL (وهي بالفعل في الإنتاج الضخم).

• خلية نصف صلبة ذات طاقة خاصة عالية 360 واط/كيلوغرام.

• بطارية أسطوانية كبيرة من سلسلة 46 تتجاوز 350 واط/كيلوغرام.

• خلية كيس عالية الطاقة 230 واط/كيلوغرام لتطبيقات كهربائية هجينة

وبتوجيه من فلسفة "التطوير إلى الأمام" (سونودا) تقود الابتكار التكنولوجي عبر المواد، الخلايا،وأنظمة لمعالجة نقاط الألم في الصناعة ودفع التقدم العام في تكنولوجيا البطارية.

بطاريات الطائرات: أداء فائق، متوازنة، وسلامة لا تنازل
مقارنة بتطبيقات السيارات، الطيران الكهربائي يفرض مطالب أكثر صرامة بكثير على بطاريات الطاقة.ويشير شو تشونغلينغ إلى أن هذه المطالب لا تقتصر على مقاييس أداء واحدة، بل تمثل تحدياً كبيرًا يتطلب توازن كثافة الطاقة.وخصائص الطاقة و السلامة

• كثافة الطاقةهو أمر بالغ الأهمية لتحديد مدى الطائرة وحمولتها. Calculations show that increasing the specific energy of a battery system from 200 Wh/kg to 500 Wh/kg could boost an eVTOL’s effective payload by nearly 25% or extend its cruising range by almost twofold.

• قدرة التفريغ عاليةفي أثناء الإقلاع والهبوط الرأسيين، يجب أن توفر البطاريات طاقة عالية 3 ̊8C في غضون 30 ثانية إلى دقيقة واحدة. حتى في حالة شحن منخفضة بنسبة 20٪ (SOC) أثناء الهبوط،يجب أن يتم تلبية نفس الطلب على الطاقة.

• السلامةهي خط الحياة لبطاريات الطيران الكهربائية. الطيران على ارتفاعات عالية، البيئات ذات الضغط المنخفض، كثافة الطاقة العالية، ومعدل التفريغ العالي يخلق معا تحديات خطيرة للسلامة.تشو يؤكد أن معايير السلامة للطيران تتجاوز بكثير معايير سيارات الركابعلى سبيل المثال، في حالة فشل نظام البطارية، حتى لو كانت الطائرة متضررة، يجب أن تضمن سعة البطارية المتبقية هبوطا آمنا. وهذا يعني أنه حتى لو فشلت نصف البطاريات،الباقي يجب أن يدعم الهبوط الآمن للطائرةبالإضافة إلى ذلك، يجب أن تجتاز البطاريات اختبارات مثل السقوط على ارتفاعات عالية دون إشعال،لا يجب أن تدخل الغازات السامة من الهروب الحراري إلى المقصورة، والتي تفرض فقط وقت الهروب للمشردين.

"التنمية المستقبلية" لشركة "صنودودا": إستراتيجية طريق التكنولوجيا المزدوجة
لتلبية المتطلبات الصارمة لبطاريات الطيران الكهربائية، يشرح شو تشونغلينغ أن سونودا تتبنى استراتيجية "التنمية إلى الأمام"،"البحث عن اليقين وسط عدم اليقين" من خلال متابعة مسارين متوازين للتكنولوجيا: بطاريات كبيرة أسطوانية ومتينة.

• بطاريات أسطوانية كبيرةتقدم مزايا لـ eVTOL ، مثل تحسينات كثافة الطاقة على أساس أنظمة المواد الحالية والسلامة العالية.تسهل توافقهم وتوحيدهم التطوير القائم على المنصة والإنتاج الشامل، مما يجعلها مناسبة للطائرات ذات متطلبات الطاقة الأكبر. ومع ذلك ، فإن كفاءة تكامل النظام منخفضة نسبيًا ، وقد تجد صعوبة في تلبية المتطلبات المخصصة للغاية.

• خلايا كيس، من ناحية أخرى، تتفوق في إطلاق إمكانات كثافة الطاقة للكيماويات البطارية، لا سيما استيعاب قضايا توسع أنود السيليكون،مما يترك مجالاً لمزيد من التحسينات في كثافة الطاقة وطول العمرمع الكيماويات الأكثر أماناً بطبيعتها، وخاصة تقنيات شبه الصلبة والصلبة، يمكن تخفيف عوائق سلامة الخلايا في المستوى الخلوي.الخلايا الكيس ‬ القدرة على التكيف يسمح للأبعاد المخصصة والقدرات، لتحقيق أقصى استغلال للمساحة في تصاميم eVTOL.

يعكس هذا النهج المزدوج المبادلات المكافحة الشاملة لشركة Sunwoda في التطبيقات والتكلفة والسلامة وتكيف التكنولوجيا المستقبلية والتخصيص وكفاءة الفضاء.

في الوقت الحالي، حققت شركة سونودا إنجازات في بطاريات الطيران الكهربائية:

• بطاريته المتخصصة في eVTOL المنتجة بكميات كبيرة ، "Xin·Yunxiao 1.0،" يوفر 320Wh/kg كثافة الطاقة، 3300W/kg كثافة الطاقة المستمرة في درجة حرارة الغرفة، يعمل في -30°C إلى 60°C، يدعم 2000 دورة،وقد اجتاز اختبارات الجدارة للطيران في بيئات شديدة.

• "شين يونشيو 2.0" المُحسن يمتلك كثافة طاقة 360 واط/كيلوغرام، كثافة طاقة 3900 واط/كيلوغرام، تفريغ مستمر 10 درجات مئوية، نطاق عمل من -35 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية، 1800 دورة،ومنع الهروب الحراري على مستوى النظام، اجتاز أكثر من 12 اختباراً صارماً للسلامة بما في ذلك 200 درجة حرارة في الصندوق الساخن و اختراق الأظافر

• بالنسبة للبطاريات الأسطوانية الكبيرة ، تتميز خلايا Sunwoda® من سلسلة 46 بالهياكل المكتملة ذات التبويب ثنائي الاتجاه ، والكيمياء عالية النيكل عالية السيليكون ، والحاويات عالية القوة.المنتجات من الجيل الثاني تصل إلى كثافة طاقة ≥350Wh/kgشحن سريع عند درجة حرارة 3 درجة مئوية أو 10 درجات مئوية في ظل ظروف شديدة و 1000 دورة.

هذه الحلول عالية الطاقة المحددة تلبي احتياجات eVTOLs الكهربائية الخالصة لأحمال فائدة أعلى ومدى أطول ، مناسبة لطائرات الركاب والبضائع على حد سواء.بالنسبة للطائرات الهجينة الكهربائية التي تحتاج إلى إضافة طاقة أثناء الإقلاع والهبوطلقد طورت شركة "سونودا" خلية كيسية بـ 230 واط/كيلوغرام مع إمكانات تفريغ مستمر 20 درجة مئوية و 70 درجة مئوية فوري.

تكمن ميزة Sunwoda في بطاريات الطيران الكهربائية في قدرتها على تلبية احتياجات التطبيقات المتنوعة مع تجاوز معيار كثافة الطاقة في الصناعة 300Wh / kg.من خلال تقديم شحن أسرع وطول عمر الدورة، فهو يساعد شركات OEM على خفض التكاليف التشغيلية وتعزيز الربحية.

الأساس التكنولوجي: الابتكار النظامي لمعالجة نقاط الألم في بطارية eVTOL
وتدعم هذه المزايا الابتكار النظامي لشركة سونودا في تكنولوجيا بطاريات الطيران الكهربائية. ويبرز شو تشونغلينغ أن نقاط الألم في مجال البحث والتطوير في بطاريات eVTOL تظهر أولاً على مستوى المواد.,تركز شركة Sunwoda على كيفية ضمان سلامة عالية وعمر دورة طويلة في حين تسعى إلى مواد نشطة ذات طاقة عالية. وقد واجهت هذه المشكلة من خلال اختراقات منهجية:

• بالنسبة للكاثودات الثلاثية عالية النيكل ، تصل تقنيات الطلاء الدقيق والتعويض إلى طاقة محددة 230 mAh / g مع زيادة درجة حرارة بداية DSC الحرارية الخارجية بنسبة 20 درجة مئوية ،تعزيز السلامة الداخلية والاستقرار الحراري.

• بالنسبة للأنودات ، توفر مواد السيليكون الكربونية المصممة في سبيكة 2700 mAh / g سعة محددة وعمر دورة مزدوجة.يحققون توسعًا قريبًا من الصفر عند 100٪ من عمق التفريغ (DOD)، مما يقلل من إطالة الأقطاب الكهربائية بنسبة 90٪ ويقلل من توسع الأقطاب الكهربائية.

• Custom electrolytes withstand high voltage and the strong oxidation of high-nickel cathodes while enabling high ionic conductivity for high-power discharge and meeting aviation flame-retardancy standards.

• التحسينات المبتكرة للطلاء ذو الجانبين والفاصلات التي لا تتقلص حراريًا تحسن الموثوقية والسلامة في ظل الظروف القاسية.

يكمن تحد كبير آخر للبحث والتطوير في الأقطاب الكهربائية: تحقيق تفريغ مستمر عالي الطاقة دون المساس بكثافة الطاقة أو السلامة.تكنولوجيا بطارية "الحالة الصلبة الناعمة" لشركة Sunwoda® تجمع بين السلامة العالية لأنظمة الحالة الصلبة والقوة العالية للأنظمة السائلةلتحقيق التوازن الأمثل لبطاريات الطاقة للطيران.

Xu notes that eVTOLs’ extreme performance demands and relatively lenient cost environments allow technologies previously shelved in automotive batteries due to cost constraints to find their first applications in eVTOL batteries.

من أجل السلامة ، نظرًا لأن التبريد السائل يضيف وزنًا كبيرًا ، عادةً ما تستخدم بطاريات الطيران الكهربائية تبريد الهواء أو الهواء القسري ، مما يتطلب تفريغًا عاليًا للحرارة وتوحيد درجة الحرارة.لقد طورت (سونودا)، حلول إدارة حرارية فعالة وحماية حرارية متعددة المستويات مع تقنيات الإنذار المبكر الذكية من الخلايا إلى العبوات.

البحث والتطوير في بطارية الطيران
وتشكل ممارسات "التطوير إلى الأمام" لمصنعي البطاريات تطور بطاريات eVTOL ، مع ظهور بطاريات الحالة الصلبة كميدان معركة رئيسي.تنظر Sunwoda إلى البحث والتطوير في بطاريات الاقتصاد المنخفض كمحرك للابتكار لترقية النظام الإيكولوجي الكامل لتكنولوجيا البطاريات، ليس مجرد حل لتطبيقات جديدة. تشدد شو على أن الاختراقات هنا، وخاصة في بطاريات الحالة الصلبة، سوف تعكس وتسريع التقدم في بطاريات المركبات الجديدة للطاقة،الكشف عن التآزر الاستراتيجي وراء تركيز شركة سونودا على الاقتصاد المنخفض.

في الوقت الحاضر، فإن الاقتصاد المنخفض يمر من بدايات مدفوعة بالسياسة إلى مرحلة تتميز بنجاحات البحث والتطوير والطلبات السوقية بالجملة. بحلول نهاية 2024,كان لدى الشركات الرائدة في صناعة الطائرات الإلكترونية مثل Xpeng AeroHT و Eve Air Mobility طلبات تتجاوز 3000 وحدة لكل منهاوبحلول أبريل 2025، شارك العديد من شركات تصنيع المعدات الأولية مع شركات الإيجار المالي والبنوك، وحصلوا على 470 طلبًا.لا تزال التكهربة هي الاتجاه الرئيسي للحفاظ على القدرة التنافسية الطويلة الأجل لـ eVTOLs.

وتشير توقعات السوق إلى أن الطلب التراكمي للاتصالات الإلكترونية الشبكية في الصين سيتجاوز 16000 وحدة بحلول عام 2030، بافتراض أن أسعار بطاريات الطائرات والطائرات تبلغ 200 كيلوواط في الساعة عند 3 ين في الساعة.قد يقترب سوق الشحن الأمامي من 10 مليارات ينالتزامات الطلبات وتعميق اتفاقات التمويل تؤكد يقين النمو في هذا القطاع الناشئ.

أنشأت "سونودا" شراكات عميقة مع شركات العالم الرائدة للاتصالات الإلكترونية عبر الإنترنتتخطط لإطلاق بطاريات طاقة الطيران تزيد عن 400 واط/كيلوغرامنموذجها الأولي الكهربائي الصلب بالكامل 60Ah، 1500 دورة، -30 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية، 400Wh/kg قد اجتاز اختبارات اختراق الأظافر و 200 درجة مئوية.يتنبأ شو بأن تحقيق مثل هذه الكثافة الطاقة دون التضحية بالسلامة أو أداء الطاقة سيؤدي إلى عصر ذهبي لبطاريات الطائرات منخفضة الارتفاع.

وفيما يتعلق بتحديات الإنتاج الضخم، يلاحظ شو أن العمليات السائلة أو شبه الصلبة تختلف قليلاً عن بطاريات الطاقة الحالية، مما يتطلب تحكمًا أكثر صرامة في الرطوبة واكتشاف العيوب على مستوى ppb.بطاريات الحالة الصلبة كلها تقدم عقبات أكثر فريدةسوف تكون المنصة والمعايير حاسمة لخفض التكاليف والنمو المستدام للصناعة.

باختصار ، من تطوير سلسلة التوريد التعاونية إلى الإنتاج الضخم ، تقوم صناعة بطارية eVTOL بإنشاء معايير قابلة للقياس ويمكن تتبعها وعمليات تعاونية.الصعود السريع لاقتصاد المنخفض يمتد حدود تكنولوجيا بطارية الطاقة، ودفع الصناعة بأكملها إلى ارتفاعات جديدة.

مع تجميعها التقني العميق، "التنمية إلى الأمام" الأخلاق، وخريطة الطريق التكنولوجيا المزدوجة،تهدف إلى قيادة التكنولوجيا والتجارية في المحيط الأزرق الواسع لاقتصاد المنخفض.