รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่

ในรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่หรือแบตเตอรี่มีบทบาทชี้ขาด ส่วนประกอบนี้จะกำหนดช่วง เวลาในการชาร์จ น้ำหนักและราคาของรถยนต์ไฟฟ้า ในบทความนี้ เราจะแนะนำทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับแบตเตอรี่

เริ่มจากข้อเท็จจริงที่ว่ารถยนต์ไฟฟ้าใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ประเภทนี้สามารถพบได้ในโทรศัพท์มือถือและแล็ปท็อป มีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลายประเภทที่แปรรูปวัตถุดิบต่างๆ เช่น โคบอลต์ แมงกานีส หรือนิกเกิล ข้อดีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือมีความหนาแน่นของพลังงานสูงและมีอายุการใช้งานยาวนาน ข้อเสียคือใช้ไฟได้ไม่เต็มที่ การคายประจุแบตเตอรี่จนหมดถือเป็นอันตราย ประเด็นเหล่านี้จะได้รับความสนใจมากขึ้นในย่อหน้าต่อไปนี้

ต่างจากโทรศัพท์หรือแล็ปท็อป รถยนต์ไฟฟ้ามีแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งประกอบด้วยชุดเซลล์ เซลล์เหล่านี้สร้างคลัสเตอร์ที่สามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนานได้ แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ใช้พื้นที่มากและมีน้ำหนักมาก เพื่อกระจายน้ำหนักให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ให้ใส่แบตเตอรี่ไว้ที่แผ่นด้านล่าง

ความจุ

ความจุของแบตเตอรี่เป็นปัจจัยสำคัญในการทำงานของรถยนต์ไฟฟ้า ความจุระบุเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) ตัวอย่างเช่น Tesla Model 3 Long Range มีแบตเตอรี่ 75 kWh ในขณะที่ Volkswagen e-Up มีแบตเตอรี่ 36,8 kWh ตัวเลขนี้หมายถึงอะไรกันแน่?

วัตต์ - และกิโลวัตต์ - หมายถึงพลังงานที่แบตเตอรี่สามารถผลิตได้ ถ้าแบตเตอรี่ให้พลังงาน 1 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง เท่ากับ 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง พลังงาน. ความจุคือปริมาณพลังงานที่แบตเตอรี่สามารถเก็บได้ วัตต์ชั่วโมงคำนวณโดยการคูณจำนวนแอมป์ชั่วโมง (ประจุไฟฟ้า) ด้วยจำนวนโวลต์ (แรงดันไฟฟ้า)

ในทางปฏิบัติ คุณจะไม่มีความจุของแบตเตอรี่เต็มเลย แบตเตอรี่ที่คายประจุจนหมด - และด้วยเหตุนี้จึงใช้ความจุ 100% - เป็นอันตรายต่ออายุการใช้งาน หากแรงดันไฟฟ้าต่ำเกินไป ส่วนประกอบต่างๆ อาจเสียหายได้ เพื่อป้องกันสิ่งนี้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะทิ้งบัฟเฟอร์ไว้เสมอ การชาร์จเต็มไม่ได้ทำให้แบตเตอรี่หมด ทางที่ดีควรชาร์จแบตเตอรี่จาก 20% ถึง 80% หรือระหว่างนั้น เมื่อเราพูดถึงแบตเตอรี่ 75kWh นั่นคือความจุเต็ม ดังนั้น ในทางปฏิบัติ คุณจะต้องจัดการกับความจุที่ใช้งานน้อยลงเสมอ

อุณหภูมิ

อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่เย็นทำให้ความจุลดลงอย่างมาก นี่เป็นเพราะเคมีในแบตเตอรี่ทำงานได้ไม่ดีนักที่อุณหภูมิต่ำ เป็นผลให้ในฤดูหนาวคุณต้องจัดการกับช่วงที่เล็กลง อุณหภูมิสูงยังส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการทำงาน แต่ในระดับที่น้อยกว่า ความร้อนมีผลเสียอย่างมากต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ดังนั้น ความเย็นมีผลระยะสั้น ในขณะที่ความร้อนมีผลระยะยาว

รถยนต์ไฟฟ้าจำนวนมากมีระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ที่ตรวจสอบอุณหภูมิ และอื่นๆ ระบบมักจะแทรกแซงอย่างแข็งขันผ่านการให้ความร้อน ความเย็น และ/หรือการระบายอากาศ

อายุขัย

หลายคนสงสัยว่าอายุแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าอยู่ที่เท่าไร เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้ายังค่อนข้างใหม่ จึงยังไม่มีคำตอบที่แน่ชัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงแบตเตอรี่รุ่นล่าสุด แน่นอนว่าสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับรถด้วย

อายุการใช้งานส่วนหนึ่งพิจารณาจากจำนวนรอบการชาร์จ กล่าวอีกนัยหนึ่ง: ความถี่ในการชาร์จแบตเตอรี่จากแบตเตอรี่หมดจนเต็ม ดังนั้น รอบการชาร์จสามารถแบ่งออกเป็นหลายประจุ ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ เป็นการดีที่สุดที่จะชาร์จระหว่าง 20% ถึง 80% ในแต่ละครั้งเพื่อยืดอายุแบตเตอรี่

การชาร์จเร็วเกินไปไม่เอื้อต่อการยืดอายุแบตเตอรี่ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็วอุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างมาก ตามที่ได้กล่าวไปแล้ว อุณหภูมิที่สูงจะส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ตามหลักการแล้ว รถยนต์ที่มีระบบทำความเย็นแบบแอคทีฟสามารถต่อต้านสิ่งนี้ได้ โดยทั่วไป ขอแนะนำให้สลับการชาร์จอย่างรวดเร็วและการชาร์จปกติ ไม่ใช่ว่าการชาร์จเร็วนั้นไม่ดี

รถยนต์ไฟฟ้าเข้าสู่ตลาดมาระยะหนึ่งแล้ว ดังนั้นสำหรับรถยนต์เหล่านี้ คุณจะเห็นได้ว่าความจุของแบตเตอรี่ลดลงเท่าใด ผลผลิตมักจะลดลงประมาณ 2,3% ต่อปี อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ไม่หยุดนิ่ง ดังนั้นระดับการเสื่อมสภาพจึงลดลงเท่านั้น

สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่เดินทางเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร กำลังที่ลดลงก็ไม่ได้แย่ขนาดนั้น Teslas ซึ่งขับมาแล้วกว่า 250.000 90 กม. บางครั้งมีความจุแบตเตอรี่เหลือมากกว่า XNUMX% ในทางกลับกัน ยังมีเทสลาที่เปลี่ยนแบตเตอรี่ทั้งหมดด้วยระยะทางที่น้อยกว่า

การผลิต

การผลิตแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้ายังทำให้เกิดคำถามว่า การผลิตแบตเตอรี่ดังกล่าวเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพียงใด? มีสิ่งไม่พึงประสงค์เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตหรือไม่? ปัญหาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของแบตเตอรี่ เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้าใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ลิเธียมจึงเป็นวัตถุดิบที่สำคัญอยู่แล้ว อย่างไรก็ตาม ยังใช้วัตถุดิบอื่นๆ อีกหลายอย่าง โคบอลต์ นิกเกิล แมงกานีส และ/หรือไอรอน ฟอสเฟต ยังใช้ตามประเภทของแบตเตอรี่

สิ่งแวดล้อม

การสกัดวัตถุดิบเหล่านี้เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและทำลายภูมิทัศน์ นอกจากนี้ มักไม่ใช้พลังงานสีเขียวในการผลิต ดังนั้น รถยนต์ไฟฟ้าก็มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเช่นกัน เป็นความจริงที่วัตถุดิบแบตเตอรี่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สูง แบตเตอรี่ที่ใช้แล้วจากยานพาหนะไฟฟ้าสามารถนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้เช่นกัน อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ในบทความเกี่ยวกับรถยนต์ไฟฟ้าที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร

สภาพการทำงาน

จากมุมมองของสภาพการทำงาน โคบอลต์เป็นวัตถุดิบที่มีปัญหามากที่สุด มีความกังวลเกี่ยวกับสิทธิมนุษยชนระหว่างการทำเหมืองในคองโก พวกเขาพูดถึงการแสวงประโยชน์และการใช้แรงงานเด็ก อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับรถยนต์ไฟฟ้าเท่านั้น ปัญหานี้ยังส่งผลต่อแบตเตอรี่โทรศัพท์และแล็ปท็อปด้วย

รายจ่าย

แบตเตอรี่ประกอบด้วยวัตถุดิบราคาแพง ตัวอย่างเช่น ความต้องการโคบอลต์และราคาโคบอลต์พุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว นิกเกิลยังเป็นวัตถุดิบที่มีราคาแพง นั่นหมายถึงต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่ค่อนข้างสูง นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีราคาแพงกว่าเมื่อเทียบกับน้ำมันเบนซินหรือดีเซล นอกจากนี้ยังหมายความว่ารถยนต์ไฟฟ้ารุ่นต่างๆ ที่มีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ขึ้นมักจะมีราคาแพงกว่ามากในทันที ข่าวดีก็คือแบตเตอรี่มีราคาถูกกว่าในเชิงโครงสร้าง

ดาวน์โหลด

แอคคิวเพอเซนเทจ

รถยนต์ไฟฟ้าจะระบุเปอร์เซ็นต์ของประจุแบตเตอรี่เสมอ เรียกอีกอย่างว่า สถานะการชาร์จ เรียกว่า. วิธีการวัดทางเลือกคือ ความลึกของการปล่อย... นี่แสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่หมดไปแค่ไหน ไม่ใช่ว่าแบตเตอรี่เต็มแค่ไหน เช่นเดียวกับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินหรือดีเซล ค่านี้มักจะแปลเป็นค่าประมาณของระยะทางคงเหลือ

รถไม่สามารถบอกได้แน่ชัดว่ามีการชาร์จแบตเตอรี่กี่เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ลองเสี่ยงโชค เมื่อแบตเตอรี่ใกล้หมด สินค้าฟุ่มเฟือยที่ไม่จำเป็น เช่น เครื่องทำความร้อนและเครื่องปรับอากาศจะถูกปิด หากสถานการณ์เลวร้ายจริงๆ รถจะวิ่งได้ช้าเท่านั้น 0% ไม่ได้หมายความว่าแบตเตอรี่หมดเนื่องจากบัฟเฟอร์ดังกล่าว

ขีดความสามารถ

เวลาในการชาร์จขึ้นอยู่กับทั้งรถยนต์และวิธีการชาร์จ ในตัวรถ ความจุของแบตเตอรี่และความสามารถในการชาร์จนั้นสำคัญไฉน ความจุของแบตเตอรี่ได้รับการกล่าวถึงมาก่อนแล้ว เมื่อแสดงพลังงานเป็นกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) ความจุในการชาร์จจะแสดงเป็นกิโลวัตต์ (kW) คำนวณโดยการคูณแรงดัน (เป็นแอมแปร์) กับกระแส (โวลต์) ยิ่งความจุในการชาร์จสูง รถก็จะยิ่งชาร์จเร็วขึ้น

สถานีชาร์จสาธารณะทั่วไปจะชาร์จด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ 11 กิโลวัตต์หรือ 22 กิโลวัตต์ อย่างไรก็ตาม รถยนต์ไฟฟ้าบางรุ่นอาจไม่เหมาะสำหรับการชาร์จ 22 กิโลวัตต์ เครื่องชาร์จแบบชาร์จเร็วจะถูกชาร์จด้วยกระแสไฟคงที่ เป็นไปได้ด้วยความสามารถในการยกที่สูงขึ้นมาก Tesla Superchargers ชาร์จ 120kW และ Fast Chargers 50kW 175kW รถยนต์ไฟฟ้าบางรุ่นไม่เหมาะสำหรับการชาร์จอย่างรวดเร็วด้วยกำลังสูง 120 หรือ 175 กิโลวัตต์

สถานีชาร์จสาธารณะ

สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าการชาร์จเป็นกระบวนการที่ไม่ใช่เชิงเส้น การชาร์จที่ 20% สุดท้ายนั้นช้ากว่ามาก นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมเวลาในการชาร์จจึงมักเรียกว่าการชาร์จถึง 80%

เวลาในการโหลดขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ปัจจัยหนึ่งคือคุณใช้การชาร์จแบบเฟสเดียวหรือสามเฟส การชาร์จแบบสามเฟสเป็นวิธีที่เร็วที่สุด แต่ไม่ใช่ว่ารถยนต์ไฟฟ้าทุกคันจะเหมาะสำหรับสิ่งนี้ นอกจากนี้ บ้านบางหลังใช้การเชื่อมต่อแบบเฟสเดียวแทนแบบสามเฟส

สถานีชาร์จสาธารณะทั่วไปเป็นแบบสามเฟสและมีให้เลือกใช้แบบ 16 และ 32 แอมป์ การชาร์จ (0% ถึง 80%) ของรถยนต์ไฟฟ้าที่มีแบตเตอรี่ขนาด 50 kWh ใช้เวลาประมาณ 16 ชั่วโมงที่สถานีชาร์จแบบกอง 11 A หรือ 3,6 kW จะใช้เวลา 32 ชั่วโมงกับสถานีชาร์จ 22 แอมป์ (เสา 1,8 กิโลวัตต์)

อย่างไรก็ตาม สามารถทำได้เร็วกว่านี้ ด้วยเครื่องชาร์จเร็วขนาด 50 กิโลวัตต์ ใช้เวลาเพียงไม่ถึง 50 นาที ทุกวันนี้ยังมีเครื่องชาร์จเร็ว 175 kW ซึ่งสามารถชาร์จแบตเตอรี่ 50 kWh ได้มากถึง 80% ในเวลา XNUMX นาที สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสถานีชาร์จสาธารณะ โปรดดูบทความเกี่ยวกับสถานีชาร์จในเนเธอร์แลนด์

ชาร์จที่บ้าน

นอกจากนี้ยังสามารถชาร์จที่บ้านได้อีกด้วย บ้านที่มีอายุมากกว่าเล็กน้อยมักไม่มีการเชื่อมต่อสามเฟส เวลาในการชาร์จขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสไฟฟ้า ที่กระแส 16 แอมแปร์ รถยนต์ไฟฟ้าที่มีแบตเตอรี่ 50 กิโลวัตต์ชั่วโมงจะชาร์จ 10,8% ใน 80 ชั่วโมง ที่กระแส 25 แอมแปร์ นี่คือ 6,9 ชั่วโมง และที่ 35 แอมแปร์ 5 ชั่วโมง บทความเกี่ยวกับการหาสถานีชาร์จของคุณเองมีรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการชาร์จที่บ้าน คุณอาจถาม: แบตเตอรี่เต็มราคาเท่าไหร่ คำถามนี้จะได้รับคำตอบในบทความเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายในการขับขี่ด้วยไฟฟ้า

ข้อสรุปถึง

แบตเตอรี่เป็นส่วนสำคัญที่สุดของรถยนต์ไฟฟ้า ข้อเสียหลายประการของรถยนต์ไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบนี้ แบตเตอรี่ยังคงมีราคาแพง น้ำหนักมาก ไวต่ออุณหภูมิและไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน การเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไปก็ไม่ได้เลวร้ายอะไร ยิ่งไปกว่านั้น แบตเตอรี่มีราคาถูกลงมาก เบาขึ้น และมีประสิทธิภาพมากกว่าที่เคยเป็น ผู้ผลิตกำลังทำงานอย่างหนักเพื่อพัฒนาแบตเตอรี่ต่อไป ดังนั้นสถานการณ์จะดีขึ้นเท่านั้น