รถยนต์ไฟฟ้า (Electronic Vehicle : EV) ใช้กำลังไฟในการวิ่งแบบ 100% หัวใจสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า คือ แบตเตอรี่ เปรียบเสมือนเป็นขุมพลังในการจ่ายไฟให้ระบบการขับขี่ ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถทำงานและวิ่งต่อไปได้อย่างไม่มีสะดุด
แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า มี 7 ประเภท
1.แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า ประเภทแบตเตอรี่ชนิดตะกั่วกรด (Lead Acid Battery)
ข้อมูลแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
-เป็นแบตเตอรี่ที่ใช้มานับตั้งแต่ยุครถยนต์เครื่องสันดาป เพื่อใช้การจุดสตาร์ทเครื่องยนต์ จ่ายกระแสไฟให้กับระบบแอร์ วิทยุ หรือห้องโดยสาร
-ในยุคของรถยนต์ไฟฟ้า Lead-Acid Battery ยังคงทำหน้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้าสตาร์ทมอเตอร์ขับเคลื่อน รวมไปถึงระบบ Infotainment
-ในท้องตลาดมีทั้งหมด 3 ชนิด ได้แก่ แบตเตอรี่น้ำ แบตเตอรี่แห้ง แบตเตอรี่กึ่งแห้ง
-มีราคาไม่แพง มีความปลอดภัย สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ค่อนข้างสูง
ข้อจำกัดของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
-อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ตะกั่วกรดถูกนำมาใช้เป็น แบตเตอรี่สำรอง ในรถยนต์ไฟฟ้าเท่านั้น
-มีอายุการใช้งานสั้น และมีประสิทธิภาพลดลงเมื่อใช้สภาวะอุณหภูมิต่ำ ไม่เหมาะนำมาใช้เป็นพลังงานหลักของรถยนต์ไฟฟ้า
-ต้องได้รับการดูแลที่ค่อนข้างจุกจิก หากนำมาใช้กับรถ EV อาจเกิดค่าใช้จ่าย Maintainance สะสมสูงในระยะยาว
2.แบตเตอรี่ชนิดนิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ (Nickel-metal Hydride Battery / Ni-MH)
ข้อมูลแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์
-ถูกคิดค้นในช่วงทศวรรษที่ 70 และได้รับการพัฒนาจนนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ช่วงต้นศตวรรษที่ 20
-รถยนต์ Hybrid (HEV หรือ PHEV) ที่ใช้ทั้งพลังงานไฟฟ้า / พลังงานน้ำมัน นิยมใช้แบตเตอรี่ชนิดนี้
-มีอายุการใช้งานที่นานกว่าแบตเตอรี่ลิเธียม (Li-Ion) หรือแบตตะกั่วกรด
-มีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาวะอากาศได้ดีกว่าแบตเตอรี่ Li-Ion
ข้อจำกัดของแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์
-ราคาในการผลิตค่อนข้างสูง เนื่องจากใช้วัสดุโลหะจำพวก ไทเทเนียม ในการผลิต
-เมื่อเทียบที่น้ำหนักๆ เท่าๆ กัน Ni-MH เก็บพลังงานไฟฟ้าได้น้อยกว่า Li-On
-มีอัตราการคายประจุสูง (แม้จะไม่ได้มีการใช้งาน) รวมถึงมีการปล่อยพลังงานความร้อนที่สูงด้วยเช่นกัน
3.แบตเตอรี่นิเกิล-แคดเมียม (Nickel-Cadmium Battery / Ni-Cd)
ข้อมูลน่ารู้ของของแบตเตอรี่นิเกิล-แคดเมียม
-เป็นแบตเตอรี่ที่เคยนิยมใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าในช่วงศตววรษที่ 90
-สามารถนำมาอัดไฟใช้ซ้ำได้ ส่วนใหญ่จะนำมาใช้กับโทรศัพท์มือถือ, อุปกรณ์ไฟฟ้า, ถ่านแบบก้อน
-สามารถเก็บกระแสไฟฟ้าได้เยอะ มีรอบการชาร์จ (Charges Cycle) อยู่ที่ประมาณ 500 – 1,000 ครั้ง
ข้อจำกัดของแบตเตอรี่นิเกิล-แคดเมียม
-มีปัญหาเรื่อง Memory Effect ทำให้ต้องใช้พลังงานให้หมดก่อน จึงจะสามารถชาร์จใหม่ได้
-ปัจจุบัน Ni-Cd เป็นแบตเตอรี่ต้องห้าม เนื่องจากมีความเป็นพิษจากสารแคดเมียมรั่วไหลระหว่างขั้นตอนการผลิต
4.แบตเตอรี่ชนิดลิเธียมไอออน (Lithium Ion Battery / Li-ion)
ข้อมูลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
-ถูกเริ่มพัฒนาในช่วงต้นศตวรรษที่ 90
-เป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่นิยมที่สุดในปัจจุบัน ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า EV และเครื่องใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิคส์ อย่างเช่น โทรศัพท์มือถือ กล้องดิจิทัล หรือคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ก
-เก็บประจุไฟฟ้า (Energy Density) ได้มาก มีอายุการใช้งานนานกว่า ชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็ว (รองรับเทคโนโลยี Fast Charge) จ่ายไฟได้เสถียรและคงที่
-สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ (Reuseable) เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
-แม้ชาร์จไม่เต็ม 100% ก็ไม่ทำให้ให้เกิดปัญหาที่เรียกว่า “Memory effect” (อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ที่ลดลง เนื่องจากการชาร์จโดยไม่รอให้แบตฯ พลังงานลดเหลือ 0% เสียก่อน ซึ่งมักเกิดกับแบตเตอรี่ประเภทนิเกิลเมทัล และนิเกิล-แคดเมียม)
-มีรอบการชาร์จ (Charges Cycle) อยู่ที่ประมาณ 500 – 10,000 ครั้ง
ข้อจำกัดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
-แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีต้นทุนการผลิตที่สูงกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่น
-อุณหภูมิของแบตเตอรี่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้งาน ไม่ว่าจะเป็นกรณีอุณหภูมิต่ำเกินไป หรือสูงเกินไป
-ช่วงอุณหภูมิที่แบตเตอรี่สามารถทำงานได้เป็นปกติจะอยู่ในช่วง 20 °C–60 °C (ยกตัวอย่างเช่น หากอุณหภูมิลดลงจาก 25 องศาเซลเซียส เหลือเพียง -15 องศาเซลเซียส ความจุกระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่อาจลดลงได้ถึง 23%)
-มีโอกาสลุกไหม้ หรือระเบิดได้หากอุณหภูมิสูงเกิน 500°C (เนื่องจากแบตเตอรี่ได้รับความเสียหายจนเกิดความร้อนสะสม (เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า Thermal Runaway) อย่างไรก็ตามผู้ผลิตรถยนต์จะติดตั้งระบบหล่อเย็น (Liquid Cooling) ช่วยลดความร้อน
5.แบตเตอรี่ชนิดตัวเก็บประจุไฟฟ้า (Supercapacitors)
ข้อมูล Supercapacitors
-เป็นตัวเก็บประจุไฟฟ้า (ไม่ใช่แบตเตอรี่ซะทีเดียว)
-มีประสิทธิภาพการเก็บไฟฟ้าได้สูงกว่าแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์แบบเหลวทั่วไป ทนทาน อายุการใช้งานยาวนาน
-ชาร์จไฟฟ้าได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ปกติมากๆ (จากการทดสอบเร็วกว่าถึง 1,000 เท่า)
-รอบการชาร์จ (Charges Cycle) อยู่ที่ประมาณ 100,000 – 1,000,000 ครั้ง
ข้อจำกัดของ Supercapacitors
-จ่ายกระแสไฟฟ้าไม่เสถียร ให้กำลังไฟฟ้าลดลงเมื่อใช้ไปนานๆ
-เก็บพลังงานไฟฟ้าค่อนข้างน้อย เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ทั่วไปขนาดเดียวกัน
-คายประจุเมื่อไม่ได้ใช้มากถึง 10 – 20% /วัน ไม่เหมาะกับการใช้เป็นพลังงานสำรอง
-การผลิตค่อนข้างซับซ้อนสูง ส่งผลให้ราคาสูงตามไปด้วย
6.แบตเตอรี่ชนิดโซลิดสเตต (Solid State Battery)
ข้อมูล แบตเตอรี่โซลิดสเตต
-ถูกคิดค้นวิจัยตั้งแต่ต้นทศวรรษ 90 และเริ่มกลับมาเป็นที่ฮือฮาในวงการแบตเตอรี่รถ EV อีกครั้ง หลังจากมีงานวิจัยเกี่ยวกับ Solid State Battery ในช่วงปี 2015 จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเออร์ไวน์
-เป็นแบตเตอรี่ชนิดแข็ง เปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์เหลวให้กลายเป็นอิเล็กโทรไลต์แข็งแทน
-ให้ความจุและประสิทธิภาพได้ดีกว่าแบตเตอรี่ทุกชนิด (Energy Density สูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 10 เท่า)
-มีโอกาสติดไฟต่ำ เนื่องจากไม่มีอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของเหลวซึ่งเป็นส่วนที่ติดไฟได้
-มีความเสถียรสูงกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่น จึงทำให้การชาร์จมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น (ชาร์จได้เร็วขึ้น)
-ปัจจุบัน ได้เริ่มนำมาใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจ, นาฬิกา Smart Watch เป็นต้น
ข้อจำกัดของ แบตเตอรี่โซลิดสเตต
-การผลิตแบตเตอรี่ Solid State มีต้นทุนที่สูงกว่าการผลิตแบตเตอรี่ Li-Ion ถึง 8 เท่า (ราคาอาจมีแนวโน้มลดลง หากมีผู้ผลิตแบตเตอรี่ชนิดนี้รองรับความต้องการมากขึ้นในอนาคต)
-เนื่องจากสสารภายในเซลล์แบตฯ Solid State เป็นของแข็ง เมื่อใช้งานจริงกับรถยนต์ EV บนท้องถนน อาจเสี่ยงได้รับความเสียหาย แตก หัก จากการกระแทกได้ง่าย
-เชื่อว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ชนิดนี้ จะพร้อมใช้งานจริงกับรถยนต์ไฟฟ้าภายในปี ค.ศ. 2030
#แบตเตอรี่ #รถยนต์ไฟฟ้า #