[Тенденции в автомобильных технологиях] Почему аккумуляторы в разных автомобилях отличаются? Часть 2: углубленный анализ В предыдущей статье мы подвели итог, что аккумуляторы в разных автомобилях различаются. В этой статье мы рассмотрим крупные аккумуляторы для электромобилей. Уже серийно производятся два типа аккумуляторов: LFP и NMC. Их различие заключается не в способе изготовления, а в приоритетах. Также в разработке находится твердотельный аккумулятор. Почему именно литий-ионные аккумуляторы используются в электромобилях? Потому что их энергетическая плотность по весу в несколько раз выше, чем у свинцово-кислых аккумуляторов, что позволяет разместить достаточное количество энергии для движения автомобиля. Внутри этого типа аккумуляторов выделяются два направления: LFP ориентирован на цену и срок службы, а NMC — на дальность пробега. Оба типа уже серийно производятся. LFP — это литий-железо-фосфатный (LFP, Lithium Iron Phosphate) аккумулятор, в котором на катоде вместо никеля и кобальта используются железо и фосфат. Согласно данным Международного энергетического агентства (IEA), более половины всех установленных в мире электромобилей в 2025 году будут оснащены аккумуляторами LFP, а их стоимость за киловатт-час будет на 40% ниже, чем у NMC. Срок службы LFP также выше: срок службы ячейки составляет обычно от 3 000 до 5 000 циклов, тогда как у NMC — от 1 000 до 2 500 циклов. Даже при ежедневной зарядке до 100% нагрузка на аккумулятор меньше, а температура воспламенения у LFP составляет около 270 °C, тогда как у NMC — от 150 до 210 °C. Это не означает, что возгорание невозможно, а лишь то, что оно труднее происходит. LFP используются в базовых версиях Tesla Model 3 и Model Y, Ford Mustang Mach-E Standard Range (73 кВт·ч) и Chevrolet Bolt 2027 года (65 кВт·ч). NMC — это никель-марганец-кобальтовый (NMC, Nickel Manganese Cobalt) аккумулятор. Он обладает более высокой энергетической плотностью по сравнению с LFP, поэтому на том же весе обеспечивает больший пробег. Энергетическая плотность по ячейке: у LFP — около 90–205 Вт·ч/кг, у NMC — около 150–300 Вт·ч/кг. Однако NMC дороже, имеет более короткий срок службы и быстрее деградирует при ежедневной зарядке до 100%. Поэтому для автомобилей с NMC обычно рекомендуется ежедневная зарядка до 80%. Именно поэтому длиннобазовые версии используют NMC. Недостатки LFP — это вес и низкая эффективность при низких температурах. Для прохождения того же расстояния требуется более тяжелый или крупный аккумуляторный блок. Разница становится еще более заметной при низких температурах: при минусовых температурах LFP может терять более 30% запаса хода, тогда как NMC — от 15% до 25%. В регионах с долгими зимами, таких как Мичиган, предварительный прогрев аккумулятора и управление температурой перед зарядкой столь же важны, как и сам запас хода. Автомобили с функцией предварительного прогрева аккумулятора перед зарядкой заряжаются значительно быстрее зимой, чем те, у которых такой функции нет. С точки зрения диагностики ключевым моментом является плоская кривая напряжения LFP. В диапазоне заряда от 20% до 80% напряжение ячейки LFP остается на уровне около 3,2–3,3 В. Метод определения оставшегося заряда по напряжению в этом диапазоне практически неприменим. Система управления аккумулятором (BMS, Battery Management System) должна использовать совместно метод кулонометрии (подсчет прошедшего тока) и модель ячейки, а также корректировать показания при полной зарядке и полном разряде. При оценке состояния здоровья аккумулятора необходимо учитывать не только напряжение, но и состояние заряда (SOC, State of Charge), состояние здоровья (SOH, State of Health), температуру и разброс между ячейками. Если напряжение в норме, но запас хода мал — первым делом следует проверить SOC, SOH и разброс между ячейками. Твердотельные аккумуляторы — это следующий этап. Это аккумуляторы с твердым электролитом вместо жидкого. CATL уже создала прототипы твердотельных ячеек на основе сульфидов объемом 20 А·ч и поставила цель достичь энергетической плотности 500 Вт·ч/кг. Это пока лишь целевая планка, а не технические характеристики серийного продукта. CATL планирует начать небольшое производство в 2027 году и серийное — около 2030 года, однако оценивает уровень зрелости этой технологии на уровне 4 из 9 ступеней. Компания Greater Bay Technology (GBT) из Гуанчжоу объявила о начале серийного производства твердотельных ячеек на линии мощностью 1 ГВт·ч 13 октября 2026 года, однако автомобильная платформа для их установки еще не определена, а цена, срок службы и скорость зарядки первых поколений ячеек не были раскрыты. Твердотельные аккумуляторы остаются технологией, находящейся в стадии разработки — пока ее нужно наблюдать.Таким образом, в настоящее время в качестве основного типа аккумуляторов для привода используется LFP; если вы планируете дальние поездки, следует обратить внимание на NMC, а затем — на твердотельные аккумуляторы. Вопросы об аккумуляторах теперь звучат не как «какой аккумулятор лучше?», а как «для каких задач вы устанавливаете аккумулятор?». Для автомобилей с интенсивным городским использованием подходит LFP, для автомобилей с частыми长途 поездками — NMC, а твердотельные аккумуляторы пока остаются технологией без установленной цены. Терминология LFP (литий-железо-фосфат): литий-ионный аккумулятор с катодом на основе железа и фосфата. Дешевый, долговечный, устойчив к высоким температурам, но обладает низкой энергетической плотностью. NMC (никель-марганец-кобальт): литий-ионный аккумулятор с катодом на основе никеля, марганца и кобальта. Обладает высокой энергетической плотностью, но дороже и имеет более короткий срок службы. Твердотельный аккумулятор: аккумулятор, использующий твердый электролит вместо жидкого. Пока не находится на стадии серийного производства. Энергетическая плотность: количество электроэнергии, которое можно хранить на единицу массы или объема. Измеряется в Вт·ч/кг. BMS (Battery Management System, система управления аккумулятором): устройство, отслеживающее напряжение, ток и температуру ячеек и управляющее процессами зарядки и разрядки. SOC (State of Charge, состояние заряда): процент оставшегося заряда аккумулятора. SOH (State of Health, состояние здоровья): показатель текущей производительности аккумулятора по сравнению с новым. Кулонометрия (Coulomb Counting, метод интегрирования тока): метод оценки заряда путем интегрирования тока во времени. IEA (International Energy Agency, Международное энергетическое агентство): международная организация, изучающая энергетическую политику и собирающая статистические данные. Фото: CATL LFP призматическая ячейка Photo: Aeroid, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0