แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าทำงานอย่างไร?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้พลังงานแก่รถยนต์ไฟฟ้าทุกประเภท จากจุดเริ่มต้น มันได้สร้างตัวเองเป็นเทคโนโลยีอ้างอิงในตลาดรถยนต์ไฟฟ้า มันทำงานอย่างไร? ผู้เชี่ยวชาญของเครือข่าย IZI โดย EDF จะให้ข้อมูลอัปเดตเกี่ยวกับการทำงาน ลักษณะ ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

สรุป

แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าทำงานอย่างไร?

หากหัวรถจักรใช้น้ำมันเบนซินหรือดีเซลเป็นพลังงาน ก็ใช้ไม่ได้กับรถยนต์ไฟฟ้า มีการติดตั้งแบตเตอรี่ที่มีความเป็นอิสระที่แตกต่างกันซึ่งจะต้องชาร์จที่สถานีชาร์จ

รถยนต์ไฟฟ้าทุกคันมีแบตเตอรี่หลายก้อน:

• แบตเตอรี่เสริม;
• และแบตเตอรี่แบบฉุดลาก

บทบาทของพวกเขาคืออะไรและทำงานอย่างไร?

แบตเตอรี่เสริม

เช่นเดียวกับเครื่องถ่ายภาพความร้อน รถยนต์ไฟฟ้ามีแบตเตอรี่เพิ่มเติม แบตเตอรี่ 12V นี้ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ตกแต่งรถยนต์

แบตเตอรี่นี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่ถูกต้องของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ เช่น:

• กระจกไฟฟ้า
• วิทยุ ;
• เซ็นเซอร์ต่างๆ ของรถยนต์ไฟฟ้า

ดังนั้นการทำงานผิดปกติของแบตเตอรี่เสริมของรถยนต์ไฟฟ้าอาจทำให้เกิดการพังได้

แบตเตอรี่ฉุด

องค์ประกอบสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า คือ แบตเตอรี่สำหรับฉุดลาก มีบทบาทสำคัญ อันที่จริง มันเก็บพลังงานที่ชาร์จไว้ในสถานีชาร์จและให้พลังงานแก่มอเตอร์ไฟฟ้าในขณะเดินทาง

การทำงานของแบตเตอรี่แบบฉุดลากค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้นองค์ประกอบนี้จึงเป็นส่วนประกอบที่แพงที่สุดชิ้นหนึ่งของรถยนต์ไฟฟ้า ค่าใช้จ่ายนี้ยังเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าทั่วโลกอีกด้วย ตัวแทนจำหน่ายบางรายเสนอข้อตกลงการเช่าแบตเตอรี่แบบฉุดลากเมื่อซื้อรถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากความทนทาน ประสิทธิภาพ และระดับความปลอดภัย จึงเป็นเทคโนโลยีอ้างอิงสำหรับผู้ผลิตส่วนใหญ่อย่างแท้จริง

อย่างไรก็ตาม มีแบตเตอรี่หลายประเภทสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า:

• แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม
• แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์
• แบตเตอรี่ลิเธียม;
• แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ตารางสรุปประโยชน์ของแบตเตอรี่แบบต่างๆ สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ประเภทต่างๆ	ข้อดี
แคดเมียมนิกเกิล	แบตเตอรี่น้ำหนักเบาพร้อมอายุการใช้งานที่ยอดเยี่ยม
นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์	แบตเตอรี่น้ำหนักเบาที่มีมลพิษต่ำและความจุในการจัดเก็บพลังงานสูง
ลิเธียม	การชาร์จและการคายประจุที่เสถียร แรงดันไฟฟ้าสูง ความหนาแน่นของมวลและปริมาตรที่มีนัยสำคัญ
ลิเธียมไอออน	พลังงานจำเพาะและปริมาตรสูง

ตารางสรุปข้อเสียของแบตเตอรี่แบบต่างๆ สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ประเภทต่างๆ	ข้อ จำกัด
แคดเมียมนิกเกิล	เนื่องจากแคดเมียมมีความเป็นพิษสูงมาก จึงเลิกใช้วัสดุนี้แล้ว
นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์	วัสดุมีราคาแพง ระบบทำความเย็นจำเป็นต้องชดเชยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของน้ำหนักบรรทุก
ลิเธียม	การรีไซเคิลลิเธียมยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ ควรมีการจัดการพลังงานแบบอัตโนมัติ
ลิเธียมไอออน	ปัญหาความไวไฟ

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

กำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าแสดงเป็นกิโลวัตต์ (kW) ในทางกลับกัน กิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) จะวัดพลังงานที่แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าสามารถจ่ายได้

คุณสามารถเปรียบเทียบกำลังของเครื่องยนต์ความร้อน (แสดงเป็นแรงม้า) กับกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าที่แสดงเป็นกิโลวัตต์

อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการลงทุนในรถยนต์ไฟฟ้าที่มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนานที่สุด คุณจะต้องหันไปใช้ระบบวัดแสง kWh

อายุแบตเตอรี่

ระยะเฉลี่ยอยู่ที่ 100 ถึง 500 กม. ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่นของรถยนต์ไฟฟ้าของคุณ อันที่จริง แบตเตอรี่เหลือน้อยก็เพียงพอแล้วสำหรับการใช้ยานพาหนะไฟฟ้าแบบง่ายๆ ในชีวิตประจำวันเพื่อส่งเด็กๆ ไปโรงเรียนหรือไปทำงานในบริเวณใกล้เคียง การขนส่งประเภทนี้มีราคาถูกกว่า

นอกจากรุ่นระดับเริ่มต้นหรือระดับกลางแล้ว ยังมีรุ่นระดับไฮเอนด์ที่มีราคาแพงกว่ามากอีกด้วย ราคาของรถยนต์เหล่านี้ส่วนใหญ่ได้รับอิทธิพลจากประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

อย่างไรก็ตาม รถยนต์ไฟฟ้าประเภทนี้สามารถเดินทางได้ไกลถึง 500 กม. ขึ้นอยู่กับสไตล์การขับขี่ ประเภทของถนน สภาพอากาศ ฯลฯ

เพื่อรักษาความเป็นอิสระของแบตเตอรี่ของคุณในการเดินทางไกล ผู้เชี่ยวชาญของเครือข่าย IZI โดย EDF แนะนำให้คุณเลือกการขับขี่ที่ยืดหยุ่นและหลีกเลี่ยงการเร่งความเร็วที่เร็วเกินไปโดยเฉพาะ

เวลาในการชาร์จแบตเตอรี่

ผู้เชี่ยวชาญของ IZI โดยเครือข่าย EDF จะดูแลโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การติดตั้งสถานีชาร์จสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ... ค้นพบโซลูชันการชาร์จแบตเตอรี่ที่มีอยู่ทั้งหมดสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าของคุณด้วย:

• เต้ารับในครัวเรือน 220 V;
• ซ็อกเก็ตชาร์จเร็วของ Wallbox;
• และสถานีชาร์จเร็ว

เต้ารับไฟฟ้า 220 V

ที่บ้าน คุณสามารถติดตั้งเต้ารับไฟฟ้าสำหรับใช้ในครัวเรือนได้ 220 โวลต์ เวลาในการชาร์จคือ 10 ถึง 13 ชั่วโมง จากนั้นคุณสามารถชาร์จรถของคุณข้ามคืนเพื่อใช้งานได้ตลอดทั้งวัน

ซ็อกเก็ตชาร์จเร็ว Wallbox

หากคุณเลือกซ็อกเก็ตการชาร์จอย่างรวดเร็ว หรือที่เรียกว่า Wallbox เวลาในการชาร์จจะสั้นลง:

• เป็นเวลา 4 ชั่วโมงในเวอร์ชัน 32A;
• เป็นเวลา 8 หรือ 10 ชั่วโมงในเวอร์ชัน 16A

สถานีชาร์จเร็ว

ในที่จอดรถคอนโดมิเนียมหรือในซูเปอร์มาร์เก็ตและที่จอดรถสำหรับธุรกิจ คุณสามารถชาร์จรถยนต์ของคุณที่สถานีชาร์จด่วน ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์นี้แน่นอนว่าสูงที่สุด

อย่างไรก็ตาม เวลาในการชาร์จแบตเตอรี่นั้นเร็วมาก: ใช้เวลา 30 นาที

ตารางสรุปราคาอุปกรณ์ชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

ประเภทอุปกรณ์ชาร์จแบตเตอรี่	ราคา (ไม่รวมค่าติดตั้ง)
ขั้วต่อชาร์จเร็ว	ประมาณ 600 ยูโร
สถานีชาร์จเร็ว	ประมาณ 900 €

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำงานอย่างไร?

หลักการทำงานของแบตเตอรี่ประเภทนี้มีความซับซ้อน อิเล็กตรอนไหลเวียนอยู่ภายในแบตเตอรี่ ทำให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสอง อิเล็กโทรดหนึ่งเป็นลบ อีกขั้วหนึ่งเป็นบวก จุ่มลงในอิเล็กโทรไลต์: ของเหลวที่มีการนำไอออนิก

ระยะการปลดปล่อย

เมื่อแบตเตอรี่ให้พลังงานแก่รถยนต์ อิเล็กโทรดลบจะปล่อยอิเล็กตรอนที่เก็บไว้ จากนั้นจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกผ่านวงจรภายนอก นี่คือขั้นตอนการปลดปล่อย

เฟสการชาร์จ

ผลตรงกันข้ามเกิดขึ้นเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ในสถานีชาร์จหรือเต้ารับไฟฟ้าเสริมที่เข้ากันได้ ดังนั้นพลังงานที่ถ่ายโอนโดยเครื่องชาร์จจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่มีอยู่ในอิเล็กโทรดบวกไปยังอิเล็กโทรดลบ 

แบตเตอรี่ BMS: ความหมายและการใช้งาน

ซอฟต์แวร์ BMS (Battery Management System) จะควบคุมโมดูลและส่วนประกอบต่างๆ ที่ประกอบเป็นแบตเตอรี่แบบฉุดลาก ระบบการจัดการนี้จะตรวจสอบแบตเตอรี่และยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ให้เหมาะสม

เมื่อแบตเตอรี่เสีย BMS ก็เช่นเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิต EV บางรายเสนอบริการ BMS reprogramming ดังนั้นซอฟต์รีเซ็ตสามารถคำนึงถึงสถานะของแบตเตอรี่ในเวลา T

แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเชื่อถือได้แค่ไหน?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีชื่อเสียงในด้านความน่าเชื่อถือ อย่างไรก็ตาม โปรดใช้ความระมัดระวัง โดยเฉพาะโหมดการชาร์จ อาจส่งผลต่อความทนทาน นอกจากนี้ อายุการใช้งานและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะลดลงเมื่อเวลาผ่านไปในทุกกรณี

เมื่อรถยนต์ไฟฟ้าพัง สาเหตุส่วนใหญ่มักเกิดจากแบตเตอรี่ แน่นอน ในฤดูหนาว คุณจะรู้ได้อย่างรวดเร็วว่ารถยนต์ไฟฟ้าของคุณไม่มีปัญหาในการสตาร์ทแม้ว่าจะมีอากาศหนาวเย็น ซึ่งแตกต่างจากรถจักรดีเซล

เหตุใดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป

เมื่อรถยนต์ไฟฟ้าเดินทางเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างช้าๆ จากนั้นจะเห็นปัจจัยสองประการ:

• อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลง
• เวลาชาร์จแบตเตอรี่นานขึ้น

แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามีอายุได้เร็วแค่ไหน?

ปัจจัยต่างๆ อาจส่งผลต่ออัตราการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่:

• สภาพการจัดเก็บสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า (ในโรงรถ บนถนน ฯลฯ)
• สไตล์การขับขี่ (สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า การขับขี่แบบกรีนจะดีกว่า);
• ความถี่ในการชาร์จที่สถานีชาร์จเร็ว
• สภาพอากาศในพื้นที่ที่คุณขับรถบ่อยที่สุด

จะเพิ่มประสิทธิภาพอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าได้อย่างไร?

เมื่อคำนึงถึงปัจจัยที่กล่าวข้างต้น อายุการใช้งานของแบตเตอรี่แบบฉุดลากจะปรับให้เหมาะสมที่สุด ผู้ผลิตหรือบุคคลที่สามที่เชื่อถือได้สามารถวินิจฉัยและวัด SOH (สถานะสุขภาพ) ของแบตเตอรี่ได้ตลอดเวลา การวัดนี้ใช้เพื่อประเมินสภาพของแบตเตอรี่

SOH เปรียบเทียบความจุของแบตเตอรี่สูงสุด ณ เวลาที่ทดสอบกับความจุสูงสุดของแบตเตอรี่เมื่อเป็นของใหม่

การรีไซเคิล: อายุการใช้งานที่สองของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

ในภาคยานยนต์ไฟฟ้า ปัญหาการกำจัดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในรถยนต์ไฟฟ้ายังคงเป็นปัญหาใหญ่ แท้จริงแล้ว หากรถยนต์ไฟฟ้าสะอาดกว่าหัวรถจักรดีเซล (ปัญหาการผลิตไฮโดรคาร์บอน) เพราะใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน ไฟฟ้า ลิเธียมกู้คืน และรีไซเคิลก็เป็นปัญหา

ปัญหาสิ่งแวดล้อม

แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าสามารถบรรจุลิเธียมได้หลายกิโลกรัม ใช้วัสดุอื่นๆ เช่น โคบอลต์และแมงกานีส โลหะสามประเภทที่แตกต่างกันนี้ถูกขุดและแปรรูปเพื่อใช้ในโครงสร้างแบตเตอรี่

ลิเธียม

สองในสามของทรัพยากรลิเธียมที่ใช้ในการพัฒนาแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามาจากทะเลทรายเกลือของอเมริกาใต้ (โบลิเวีย ชิลี และอาร์เจนตินา)

การสกัดและแปรรูปลิเธียมต้องใช้น้ำปริมาณมาก ส่งผลให้:

• การทำให้น้ำบาดาลและแม่น้ำแห้ง
• มลพิษในดิน
• และการหยุดชะงักของสิ่งแวดล้อมเช่นการเพิ่มขึ้นของพิษและโรคร้ายแรงของประชากรในท้องถิ่น

โคบอลต์

การผลิตโคบอลต์มากกว่าครึ่งของโลกมาจากเหมืองในคองโก หลังมีความโดดเด่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในความสัมพันธ์กับ:

• เงื่อนไขความปลอดภัยในการทำเหมือง
• การเอารัดเอาเปรียบเด็กในการสกัดโคบอลต์

ความล่าช้าในภาคการรีไซเคิล: คำอธิบาย

หากมีการขายแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคมาตั้งแต่ปี 1991 ช่องทางการรีไซเคิลสำหรับวัสดุนี้เริ่มพัฒนาขึ้นในภายหลัง

หากลิเธียมไม่ได้รับการรีไซเคิลในขั้นต้น สาเหตุหลักมาจาก:

• เกี่ยวกับความพร้อมใช้งานที่ยอดเยี่ยม
• ต้นทุนต่ำในการสกัด
• อัตราการเก็บยังคงค่อนข้างต่ำ

อย่างไรก็ตาม ด้วยการเพิ่มขึ้นของระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ความต้องการด้านอุปทานจึงเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีช่องทางการหมุนเวียนที่มีประสิทธิภาพ ทุกวันนี้ โดยเฉลี่ยแล้ว 65% ของแบตเตอรี่ลิเธียมถูกรีไซเคิล

โซลูชันการรีไซเคิลลิเธียม

ปัจจุบันมีรถยนต์ไฟฟ้าที่ล้าสมัยเพียงไม่กี่คันเมื่อเทียบกับหัวรถจักรดีเซล ทำให้สามารถถอดประกอบรถยนต์และส่วนประกอบแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วได้เกือบทั้งหมด

ดังนั้น ลิเธียม เช่นเดียวกับอลูมิเนียม โคบอลต์ และทองแดง สามารถรวบรวมและรีไซเคิลได้

แบตเตอรี่ที่ไม่เสียหายจะเป็นไปตามวงจรอื่น อันที่จริง เพียงเพราะบางครั้งอุปกรณ์เหล่านี้ไม่ได้ผลิตพลังงานเพียงพอที่จะให้ประสิทธิภาพและระยะการทำงานที่เหมาะสมสำหรับผู้ขับขี่อีกต่อไป ไม่ได้หมายความว่าอุปกรณ์เหล่านี้จะไม่ทำงานอีกต่อไป ดังนั้นพวกเขาจึงได้รับชีวิตที่สอง จากนั้นจะใช้สำหรับการใช้งานแบบอยู่กับที่:

• สำหรับการจัดเก็บแหล่งพลังงานหมุนเวียน (พลังงานแสงอาทิตย์ ลม ฯลฯ) ในอาคาร
• สำหรับการจ่ายไฟให้กับสถานีชาร์จด่วน

ภาคพลังงานยังไม่ได้คิดค้นสิ่งใหม่ๆ เพื่อหาทางเลือกอื่นแทนวัสดุเหล่านี้หรือเพื่อให้ได้มาในรูปแบบอื่น

การติดตั้งสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า