Мільйон кілометрів? Що стоїть за довгим терміном служби акумуляторів LFP?

Купівля більш дешевого електромобіля не обов’язково означає придбання акумулятора з меншою тривалістю служби. Насправді може статися навпаки. Акумулятори на основі літію-фосфату, LFP, поєднують низьку вартість виробництва з високою стійкістю під час експлуатації, що є перевагою, яка допомагає поширювати цю технологію.

Їхнім основним недоліком є енергетична щільність: зазвичай вони зберігають менше енергії на кілограм, ніж акумулятори на основі нікелю, марганцю та кобальту, або NMC. Але для тих, хто шукає доступний автомобіль та планує тримати його протягом багатьох років, відмова від певної частини запасу ходу може мати цікаву компенсацію.

Обидві належать до родини літій-іонних акумуляторів. Різниця полягає у матеріалах, які використовуються у їхніх катодах, і це впливає на ціну, вагу, термічну стабільність та стійкість до старіння. Це також не єдині доступні хімічні формули, проте це дві з найважливіших у електромобілях.

LFP відмовляються від нікелю та кобальту в катоді та використовують залізо та фосфат. Це допомагає знизити витрати та пояснює їхню привабливість для виробників, які прагнуть створювати більш доступні електромобілі. Американське агентство з безпеки дорожнього руху NHTSA підкреслює саме поєднання дешевших матеріалів та подовженого терміну служби при численних циклах зарядки.

Проте LFP не призначені лише для дешевих автомобілів. BYD є одним із головних прихильників цієї технології та використовує її у своїй технології Blade Battery. Їхній досвід демонструє, що ця технологія також може застосовуватися у автомобілях з вищими характеристиками та розмірами, за умови, що конструкція всієї системи компенсує її обмеження щодо щільності енергії.

NMC-акумулятори мають важливі переваги. Їхня вища щільність дозволяє зберігати багато енергії без значного збільшення ваги чи об’єму, що є особливо цінним при прагненні до високої автономності. Вибір тієї чи іншої хімічної формули означає необхідність знаходження балансу між цими характеристиками, а не автоматичне класування акумуляторів як хороших чи поганих.

Більше циклів зарядки, але жодних автоматичних гарантій мільйона кілометрів пробігу

Однією з великих переваг LFP є їхня стійкість до циклів заряджання та розряджання. Дослідження Sandia National Laboratories показують сприятливу тенденцію цієї хімії порівняно з NMC та NCA, хоча результати залежать від умов роботи.

Тому варто обережно ставитися до цифр, які вказують на фіксований термін служби кожної технології. Не всі LFP прослужують однаково довго, і не всі NMC старіють з однаковою швидкістю. На це впливає конкретний склад елементів, температура, глибина розряду та інтенсивність заряджання.

Наприклад, BYD оголошує про понад 5.000 циклів заряджання та розряджання для своєї Blade Battery. Це специфікація виробника, а не гарантія того, що будь-який автомобіль, оснащений нею, зможе пройти певну відстань без втрати ємності.

Крім того, повний еквівалентний цикл не означає підключення автомобіля до зарядного пристрою лише один раз. Витратити та поповнити 50% ємності двічі приблизно дорівнює одному циклу. Невеликі щоденні зарядки не вважаються окремими повними циклами.

Саме звідси походять деякі оцінки, які говорять про мільйон кілометрів. Простий приклад: якщо автомобіль проїде 300 кілометрів за один повний еквівалентний цикл, то 3.000 циклів дасть приблизно 900.000 кілометрів теоретично.

Ця процедура дозволяє оцінити потенціал технології, але не прогнозує термін служби транспортного засобу. Вона не враховує поступову втрату автономності, старіння з часом чи можливі несправності інших компонентів системи. Також вона не визначає, коли акумулятор перестає бути корисним для його власника.

Зарядка до 100% — це ще один аспект, який потребує уточнень. Акумулятори типу LFP зазвичай представляються як такі, що дозволяють повністю зарядитися без турбот про знос. Однак це не означає, що вони невразливі до старіння, коли залишаються сильно зарядженими.

Дослідження, представлене Electrochemical Society та проведене з використанням елементів LFP та графіту, виявило меншу втрату ємності під час їх використання у пристроях із меншим середнім рівнем заряду. Ці матеріали забезпечують хорошу стійкість, але також схильні до певних умов експлуатації.

Рекомендації щодо періодичного повного заряджання можуть бути пов’язані, зокрема, із необхідністю покращити оцінку рівня заряду акумулятора. Крива напруги елементів LFP залишається відносно плоскою протягом більшої частини їхньої роботи, що ускладнює розрахунок кількості залишеної енергії.

Тому доцільно дотримуватися конкретних інструкцій виробника. Повне заряджання для калібрування оцінки системи не слід плутати з можливістю залишати автомобіль протягом багатьох днів на 100%. Так само повне заряджання акумулятора типу NMC перед поїздкою не означає, що він миттєво пошкодиться: важливим є сукупність звичок та умов експлуатації.

Холод також є частиною порівняння. Акумулятори типу LFP можуть мати більш значні обмеження при низьких температурах, особливо під час заряджання. Проте результат сильно залежить від автомобіля: система клімат-контролю, попереднє нагрівання та електронне управління впливають на реальну ефективність.

Щось подібне відбувається і з надшвидким заряджанням. Висока максимальна потужність сама по собі не дозволяє визначити, як довго прослужить акумулятор. Потрібно знати конструкцію елементів акумулятора, спосіб їх охолодження та умови, за яких система може витримувати таку потужність. Для порівняння тривалості служби потрібні еквівалентні тести, а не лише показники заряджання.

На ринку вживаних автомобілів акумулятор типу LFP може бути перевагою, але він не замінює діагностику його стану. Залишкова ємність, історія використання автомобіля та робота теплової системи надають більш корисну інформацію, ніж просто абревіатури.

Висновок для покупця є позитивним: вибір більш доступного електромобіля не означає необхідності відмовлятися від міцної батареї. Аккумулятори типу LFP пропонують привабливе поєднання ціни та довговічності. Їхній потенціал високий, хоча для перетворення його на кількість гарантованих кілометрів потрібно значно більше, ніж просто помножити кількість циклів на автономність руху.