Хоча на перший погляд це здається перебільшенням, насправді, якщо у вас є електромобіль або плагін-гібрид, ви маєте знати, яким типом акумулятора він оснащений. Ба більше, ви маєте чітко розуміти, як про нього дбати, адже поводження, якого не любить акумулятор, побудований на елементах NMC, є буквально необхідним для акумулятора LFP — і навпаки. Отже, розберімося з цим.
Які акумулятори дешевші: LFP чи NMC?
Хоча акумулятори LFP (літій-залізо-фосфатні) винайшли раніше за NMC (нікель-марганець-кобальтові), LFP відносно нещодавно модернізували настільки, щоб їх можна було використовувати в тягових батареях автомобілів. При цьому, хоч у назві другого типу елементів (NMC) немає літію, це також один з типів літій-іонних акумуляторів.
Виробники елементів, акумуляторів та автомобілів були дуже мотивовані розвивати технологію LFP, оскільки елементи, виконані за цією технологією, не містять, зокрема, кобальту — одного з мінералів, доступ до якого критично обмежений і коштує дорого.
Тому акумулятори LFP значно дешевші у виробництві, і саме з цієї причини — якщо в якійсь моделі автомобіля ми можемо обирати між акумуляторами NMC або LFP — версія з LFP майже завжди дешевша. Версія з LFP також зазвичай має меншу ємність, що трансформується в коротший запас ходу автомобіля. Однак це не означає, що акумулятор на елементах LFP за всіма параметрами гірший.
Яка різниця в ємності між акумуляторами LFP та NMC?
Насправді йдеться про параметр, який називається щільністю енергії, бо ємність акумулятора є другорядною річчю — що більше елементів, то більша ємність, і елементи теоретично можна додавати нескінченно. На практиці обмеженням є маса акумулятора та його об’єм — він не може бути занадто важким і занадто великим, бо просто не поміститься в автомобіль. Щільність енергії є ключовою, адже йдеться про те, яку ємність вдається отримати в перерахунку на кілограм маси:
- Типова щільність енергії акумуляторів LFP: 150–180 Вт-год на кілограм маси акумулятора;
- Типова щільність енергії акумуляторів NMC: 200–250 Вт-год/кг, у виняткових випадках — більше.
Різниця на користь акумуляторів NMC полягає також в об’ємі. Це означає, що якщо виробник хоче отримати максимальний запас ходу автомобіля, то в більшості випадків (із цього правила є поодинокі винятки) він зробить вибір на користь акумулятора NMC, який, утім, є дорогим. У кожному разі технологія NMC дозволяє збільшити запас ходу автомобіля, оскільки в тому ж об’ємі та масі акумулятора вдається розмістити більше енергії.
Яка довговічність акумуляторів LFP та NMC?
Що стосується довговічності елементів, з яких побудований акумулятор, то елементи NMC поступаються LFP:
- NMC витримують приблизно до 2000 циклів заряджання, причому це скоріше максимальне значення, а на практиці воно значно нижче, оскільки значною мірою залежить від навантаження та способу заряджання;
- LFP витримують приблизно 6000 циклів заряджання.
Який тип акумулятора швидше заряджається?
Тут різниця полягає насамперед у тому, як змінюється максимальний струм заряджання зі зміною рівня заряду батареї:
У випадку елементів NMC ми маємо справу з «піковим» заряджанням. Це означає, що якщо ми починаємо заряджати повністю розряджений автомобіль, то спочатку струм заряджання буде дуже низьким, згодом швидко зросте, досягши дуже високих значень, але це високе значення утримуватиметься коротко й далі швидко впаде. Останні 20% заряджання проходитимуть дуже повільно.
У випадку елементів LFP крива заряджання є досить пласкою. Зазвичай піковий струм заряджання нижчий, ніж у NMC, але це не означає, що заряджання від 0 до 100% триває довше, оскільки батарея LFP не сповільнюється так сильно, як NMC.
З цієї причини не варто звертати надмірної уваги на максимальну потужність заряджання автомобіля, який ви плануєте придбати. Значно важливішим є час, необхідний для заряджання, наприклад, від 10 до 80%.
Самий лише тип акумулятора не визначає остаточно, як швидко заряджається автомобіль. Це залежить від багатьох речей, наприклад, від якості системи охолодження. Не останнє значення має й стратегія виробника з огляду на життєвий цикл автомобіля. Виробники, які мають кращий доступ до акумуляторів і можуть дозволити собі більше рекламацій, або ті, хто не обов’язково розраховує на експлуатацію своїх автомобілів протягом багатьох років, можуть ризикнути максимальним скороченням часу заряджання.
Які акумулятори слід заряджати до 100%, а які цього не люблять?
З точки зору власника автомобіля це, ймовірно, і є ключовою відмінністю між технологіями LFP та NMC. Саме тому потрібно знати, який акумулятор встановлено у вашому авто:
- Акумулятор NMC: ці елементи не люблять залишатися зарядженими до 100%. Оптимальна експлуатація автомобіля з елементами NMC полягає в тому, що на щодень ми заряджаємо акумулятор до 80–90%, не більше. Заряджати до повного має сенс тільки перед виїздом у далеку дорогу, коли нам важливий запас ходу і ми впевнені, що невдовзі після заряджання акумулятор автомобіля розряджатиметься. У дорозі ми найчастіше уникаємо заряджання до 100% з практичних міркувань: останні кільканадцять відсотків ємності акумулятора поповнюються так повільно, що часто це просто не має сенсу. У міських умовах відмова від заряджання акумулятора NMC до 100% не є великою проблемою, оскільки зазвичай запас ходу такого авто й так перевищує щоденні потреби.
- Акумулятор LFP: ці елементи мусять регулярно (що не означає, що кожного разу) заряджатися до повного. Якщо їх регулярно (у циклі кількох днів) не заряджати повністю, швидше прогресує їхня деградація. А це означає, що якщо ми заряджаємо автомобіль удома, ми можемо кожного разу дозволяти йому заряджатися до 100%, і акумулятору це точно не зашкодить.
Увага для власників плагін-гібридів із батареями LFP: якщо ми купуємо такий автомобіль, бо нам подобаються його характеристики, але ми не плануємо ніколи (або лише зрідка) заряджати його від зовнішнього джерела енергії, це дуже погана ідея. Такий спосіб експлуатації швидко призведе до деградації акумулятора й навіть до його виходу з ладу.
З іншого боку, якщо ми хочемо наш плагін-гібрид щодня заряджати до повного, автомобіль із батареєю LFP є ідеальним вибором — на відміну від NMC.
Які акумулятори безпечніші — LFP чи NMC?
Це ще одна важлива перевага акумуляторів LFP над NMC: технологія LFP є безпечнішою, оскільки акумулятори LFP значно стабільніші та стійкіші до самозаймання. Більшість пожеж електромобілів (хоч це й не стовідсоткове правило) стосується моделей, оснащених акумулятором NMC або виконаних за старішою технологією NCA (нікель-кобальт-алюмінієві акумулятори, які характеризуються найвищою можливою щільністю енергії).
Водночас безпечніша характеристика акумуляторів LFP дозволяє автовиробникам додатково економити: системи моніторингу та захисту акумулятора можуть бути значно менш складними.
Які акумулятори кращі для зимової експлуатації?
У цьому напрямі значно кращими є акумулятори NMC — технологія LFP має величезну проблему з роботою за низьких температур. На практиці це означає, що за температури -20°C акумулятор LFP втрачає навіть понад 50% своєї ємності. На додачу, при мінусових температурах процес заряджання LFP проходить повільно і дуже йому шкодить. Для порівняння: падіння ємності акумулятора NMC залежно від температури становить від кількох відсотків до приблизно 30%.
У випадку деяких плагін-гібридів, чиї силові установки дуже сильно загібридизовані та базуються переважно на електроприводі, мороз рівня -20°C є істотною експлуатаційною проблемою.
Звісно, автомобілі, оснащені акумуляторами LFP, мають на борту системи підігріву батареї, які, однак, за низьких температур (що критично, якщо автомобіль тримати не в гаражі) витрачають купу енергії на забезпечення належних робочих умов батареї. А цієї енергії за низьких температур і так небагато, бо ємність акумулятора падає разом зі зниженням температури.
Кому варто шукати автомобіль з акумулятором LFP, а кому — з NMC?
LFP: Якщо вам важлива низька ціна, тривалий термін служби батареї та ви їздите переважно містом, а на додачу вам найпростіше завжди заряджати акумулятор автомобіля до повного — технологія LFP створена саме для вас.
NMC: Якщо ви прагнете високої динаміки та хороших характеристик незалежно від температурних умов (спека, мороз), хочете мати дещо легше авто з великим запасом ходу, бо регулярно виїжджаєте на далекі відстані, кращим для вас буде автомобіль з акумулятором NMC.
У випадку гібридів — особливо якщо ви не плануєте регулярно заряджати авто від зовнішнього джерела енергії — акумулятор LFP є прямим протипоказанням. Якщо ж ви плануєте інтенсивно використовувати плагін-гібрид, заряджаючи його щодня, машина з акумулятором LFP стане найкращим вибором.
Слід також пам’ятати, що технології та стратегії різних автовиробників відрізняються: з’являється дедалі більше автомобілів з батареями LFP, які мають чудові характеристики в усіх відношеннях, хоча це зазвичай має певні мінуси — наприклад, нижчий запас ходу або високу масу, яка дещо обмежує задоволення від керування чи вантажність автомобіля.
