عندما نتحدث عن السيارات الكهربائية، غالبًا ما يتركز الاهتمام على تصميمها، أو استقلاليتها، أو حتى تسارعها. ومع ذلك، هناك عنصر أقل وضوحًا ولكنه بنفس القدر من الأهمية يستحق اهتمامنا: البطارية. بين فوسفات حديد الليثيوم (LFP) والنيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)، هناك اختلافات تحتاج إلى معرفتها.
عندما نتحدث عن السيارات الكهربائية، يتبين أن شحن البطاريات موضوع معقد. بين الخرافات والحقائق، فإن ممارسة شحن سيارتك الكهربائية بنسبة 80% أو 100% متجذرة بعمق في علم بطاريتها.
فهم الفرقبين بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP) وبطاريات النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)ليست مجرد مسألة فضول. إنها ضرورة لأي مالك مهتم بطول عمر وأداء سيارته الكهربائية.
للذهاب أبعد من ذلك
السيارات الكهربائية: فيما يلي تقنيات البطاريات المختلفة (الصوديوم، والصلبة، وLFP، وNMC، وNCA، وما إلى ذلك) ومزاياها
العلم وراء بطاريات LFP وNMC
الفرق الأساسي بين البطارياتLFPوNMC يكمن في تركيبها الكيميائي، سواء على مستوى الكاثود أو الأنود، مما يؤثر بشكل مباشر على إدارة الشحن.
في حين تستخدم بطاريات LFP فوسفات حديد الليثيوم كمادة الكاثود، تستخدم بطاريات NMC سبيكة من النيكل والمنغنيز والكوبالت. وهذا التمييز ليس صغيراً، فهو يؤثر على قدرة البطارية وعمرها ومقاومتها للحرارة.
خارج الكاثود، يلعب تكوين الأنود أيضًا دورًا مهمًا. كلاهما،LFPوNMC، يعتمدان على الليثيوم، لكن تفاعلهما الكيميائي يختلف باختلاف مادة الكاثود، وبالتالي يؤثران على كثافة الطاقة والاستقرار الحراري وطول العمر.
| تكنولوجيا | فوائد | العيوب |
|---|---|---|
| إن إم سي أو إن سي إيه | الطاقة، سرعة الشحن، كثافة الطاقة | السلامة، لا ينصح بالشحن المتكرر بنسبة 100% |
| LFP | العمر الافتراضي، السلامة، الشحن 100%، التكلفة | حساس للبرد، أثقل، أقل قوة |
| صلبة أو شبه صلبة | الأمن والاستقلال | يكلف |
| أيون الصوديوم | التكلفة والأثر البيئي | كثافة الطاقة |
توفر بطاريات LFP استقرارًا حراريًا أفضل وأقل عرضة للتدهور، في حين أن NMCs، على الرغم من وجود كثافة طاقة أعلى، تتطلب مزيدًا من العناية عند الشحن نظرًا لتركيبتها الأكثر تفاعلية.
للذهاب أبعد من ذلك
هل السيارة الكهربائية سيارة نظيفة؟
للحصول على معلومات، تتمتع بطاريات LFP بكثافة طاقة (كيلووات ساعة/كجم) أقل بنسبة 15% تقريبًا من بطاريات NMC. ولذلك، فإن بطارية NMC التي تزن 400 كجم سيكون لها ما يعادل حوالي 500 كجم في إصدار LFP للحصول على سعة طاقة مماثلة.
لماذا هذا الاختلاف في العلاج؟
بطاريات LFP، المعروفة بمتانتها، أقل عرضة للسخونة الزائدة ولها عمر أطول. وهذا يسمح لهم بتحمل حمولة كاملة تصل إلى 100% دون تأثير كبير على صحتهم على المدى الطويل.
من ناحية أخرى، فإن بطاريات NMC، على الرغم من أنها توفر كثافة طاقة أكبر - الترجمة: استقلالية أكبر بشحنة واحدة - إلا أنها أكثر حساسية. يمكن أن يؤدي الشحن إلى 100% إلى تسريع تقادمها بسبب الضغط الإضافي على المواد، ومن هنا التوصية بالتوقف عند 80% للاستخدام اليومي.
الاختلافات لا تتوقف عند هذا الحد. يؤثر الاختيار بين LFP وNMC أيضًا على وزن السيارة وقدرتها على تخزين الطاقة وحتى تكلفتها.
غالبًا ما تكون الطابعات LFP، ذات كثافة الطاقة المنخفضة، أقل تكلفة وتضيف وزنًا أقل إلى السيارة. تعوض الشركات الوطنية العسكرية الأكثر تكلفة بأداء أفضل من حيث الاستقلالية.
ممارسة الشحن الجيد حسب الاستخدام
لماذا تعتبر معرفة كيمياء البطارية أمرًا ضروريًا؟
إن معرفة ما إذا كانت سيارتك مزودة ببطارية LFP أو NMC تسمح لك بشحنها على النحو الأمثل، وبالتالي إطالة عمرها الافتراضي. يعد الشحن اليومي بنسبة 80% لبطارية NMC مثاليًا لمعظم الاستخدامات. ولكن كن حذرا، هذه القاعدة لها استثناءاتها.
استثناءات القاعدة: الرحلات الطويلة والتخزين
هل تخطط لرحلة طويلة؟ يعد شحن بطارية NMC بنسبة 100% أمرًا مقبولًا تمامًا. إن الحاجة إلى عمر أطول للبطارية تفوق خطر تسارع عمر البطارية. وبالمثل، إذا كنت تخطط لعدم استخدام سيارتك لعدة أيام، فاضبط مستوى الشحن وفقًا لنوع البطارية لتجنب تدهورها.
عمر أطول حقًا لبطاريات LFP؟
خلافًا للاعتقاد السائد، فإن عمر بطاريات LFP ليس بالضرورة أطول من عمر بطاريات NMC.
في الواقع، غالبًا ما تُستخدم بطاريات LFP لتجهيز الأنظمة ذات السعة الأصغر، بينما تُستخدم بطاريات NMC للأنظمة ذات السعة الأعلى.
وهذا يعني ذلكسوف تواجه بطاريات LFP المزيد من دورات الشحن/التفريغ، والتي سوف تقصر من عمرهم.
بالإضافة إلى ذلك، تتطلب بطاريات LFP شحنًا منتظمًا بنسبة 100%، مما قد يساهم أيضًا في تآكلها المبكر.
لماذا تحتاج إلى شحن بطارية LFP إلى 100%؟
يوصى بشحن السيارات بالكامل باستخدام بطاريات LFP لمساعدة نظام إدارة البطارية (BMS) على تقدير السعة المتاحة بشكل أكثر دقة.
تحتوي بطاريات LFP على منحنيات جهد شحن/تفريغ مسطحة جدًا، مما يعني أن الجهد الكهربي يتغير بشكل ملحوظ فقط عندما تكون البطارية ممتلئة أو فارغة تقريبًا. وهذا يزيد من صعوبة قيام BMS بتقدير حالة شحن بطارية LFP بشكل صحيح.
يعد ذلك ضروريًا لتجنب الحصول على إشارة خاطئة لمستوى شحن البطارية.
إذن، LFP أو NMC؟
لا ينبغي الاستخفاف بالفرق بين هذه البطاريات عند شراء سيارة كهربائية. يجب أن يكون اختيار نموذج مجهز ببطارية LFP أو NMC قرارًا مستنيرًا، مع الأخذ في الاعتبار المزايا والعيوب الكامنة في كل نوع من أنواع الكيمياء.
توفر بطاريات LFP، على الرغم من أنها أقل كثافة، مزيدًا من الاستقرار والأمان، بينما تتميز بطاريات NMC بقدرتها على توفير قدر أكبر من الاستقلالية.
علاوة على ذلك، تتعايش تقنيات البطاريات في نفس النموذج: خذ على سبيل المثال أتسلا موديل 3أوالموديل Y، أو أفولفو EX30، هناك LFP وNMC.
لاحظ أنه لا يوجد خيار "سيئ" في حد ذاته، بل مسألة مدى الملاءمة بين أولويات المستخدم وميزانيته بشكل واضح وخصائص كل نوع من أنواع البطاريات.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الافتقار إلى المنظور فيما يتعلق بالأداء طويل المدى لهذه التقنيات في سياقات مختلفة يضيف طبقة من التعقيد إلى هذا القرار. تتمتع كل مادة كيميائية بنقاط قوة ونقاط ضعف، مما يؤثر على الأداء وعمر السيارة وحتى البصمة البيئية للمركبة.
وعلاوة على ذلك، هناك أيضاتقنيات أخرى من LFP وNMC. ومرة أخرى، تصل بطاريات الحالة الصلبة وهي تقدم تكنولوجي كبير في عالم بطاريات الليثيوم أيون، ولقد خصصنا مؤخرًا ملفًا كاملاًعلى ما يسمح به هذا للمصنعين.
للذهاب أبعد من ذلك
هل أكبر التحيزات حول السيارات الكهربائية لها ما يبررها؟
