เมื่อรถยนต์ไฟฟ้า (EVs) ได้รับการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ผลกระทบของวิธีการชาร์จต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่จึงกลายเป็นความกังวลที่สำคัญสำหรับผู้ใช้ เสาไฟฟ้าชาร์จเร็ว DC เป็นที่นิยมเนื่องจากการเติมพลังงานที่รวดเร็ว แต่ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการชาร์จเร็วต่อแบตเตอรี่ไม่สามารถมองข้ามได้

ในบทความนี้ Maruikel ต้องการพูดคุยรายละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบของการชาร์จเร็วต่อแบตเตอรี่ของรถยนต์พลังงานใหม่ โดยจะครอบคลุมภาพรวมของเทคโนโลยีการชาร์จเร็ว หลักการชาร์จแบตเตอรี่ และแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการชาร์จเร็วอย่างปลอดภัย

เทคโนโลยีการชาร์จเร็วหมายถึงเทคโนโลยีในการชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มในเวลาสั้น ๆ โดยการเพิ่มกระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการชาร์จทั่วไป มันสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จได้อย่างมีนัยสำคัญและลดเวลาที่ต้องรอ ทำให้ผู้ใช้สะดวกสบายมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นต่อโครงสร้างแบตเตอรี่ วัสดุ และประสิทธิภาพ

การชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่เป็นกระบวนการที่ไอออนลิเธียมเคลื่อนที่ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ ในระหว่างการชาร์จ ไอออนลิเธียมจะเคลื่อนที่จากขั้วลบไปยังขั้วบวก; ในระหว่างการคายประจุ พวกมันจะเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม กลไกนี้ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีชื่อเล่นว่า "แบตเตอรี่เก้าอี้โยก" เนื่องจากไอออนลิเธียมจะเคลื่อนที่ไปมาระหว่างขั้วไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง

ในระหว่างการชาร์จเร็ว ลิเทียมไอออนจำนวนมากต้องกลับไปยังชั้นกราไฟต์ของขั้วบวกอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม พื้นที่ผิวที่จำกัดของกราไฟต์ไม่สามารถรองรับไอออนทั้งหมดได้ในเวลาเดียวกัน ส่งผลให้เกิดความแออัด ไอออนลิเทียมบางส่วนไม่สามารถฝังตัวในกราไฟต์ได้และแทนที่จะสะสมเป็นลิเทียมโลหะบนพื้นผิวของขั้วบวก ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่รู้จักกันในอุตสาหกรรมว่า "การเคลือบลิเทียม"

แม้ว่าประจุลิเธียมจะสูญหายไป แต่พวกมันจะไม่หายไปไหน ใกล้กับขั้วลบของแบตเตอรี่ พวกมันจะเปลี่ยนจากประจุลิเธียมเป็นลิเธียมโลหะ และกลายเป็นลิเธียมโลหะสีเงินขาวที่ติดอยู่กับพื้นผิวของขั้วลบ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "การตกตะกอนของลิเธียม" ในอุตสาหกรรม

หากการชาร์จยังคงดำเนินต่อไปที่อุณหภูมิต่ำหรือด้วยกระแสไฟฟ้าสูง สะสมลิเธียมเหล่านี้อาจตกผลึกและเติบโตเป็นโครงสร้างคล้ายต้นไม้ (dendrites) เมื่อเวลาผ่านไป dendrites อาจเจาะผ่านตัวแยกของแบตเตอรี่ ทำให้เกิดการลัดวงจรและอันตรายจากไฟไหม้ ในระดับมหภาค การสูญเสียลิเธียมไอออนที่ใช้งานได้จะลดความจุของแบตเตอรี่ที่มีอยู่ ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อระยะทางของรถยนต์ไฟฟ้า (EV)

รถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันมีระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ซึ่งเป็นตัวควบคุมที่ซับซ้อนที่ตรวจสอบและปรับแต่งประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ในสภาพอากาศหนาวเย็น ความเคลื่อนไหวของลิเธียมไอออนลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้จำนวนไอออนที่เข้าร่วมในรอบการชาร์จ/การปล่อยประจุลดลง เมื่อชาร์จในอุณหภูมิต่ำ BMS จะเปิดใช้งานระบบจัดการความร้อนก่อน:

น้ำหล่อเย็นจะถูกทำให้ร้อนและหมุนเวียนผ่านแบตเตอรี่โดยใช้ปั๊มเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของมัน。

การชาร์จจะเริ่มต้นกระบวนการทำความร้อนนี้แทนที่จะชาร์จแบตเตอรี่โดยตรง

เมื่อแบตเตอรี่มีระดับการชาร์จ (SoC) ประมาณ ~20% มันจะออกจาก "ระยะที่เปราะบาง" อุณหภูมิต่ำ และ BMS จะอนุญาตความเร็วในการชาร์จสูงสุดตามอุณหภูมิแวดล้อม

เมื่อ SoC ใกล้ถึง 80% ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) จะลดกำลังการชาร์จและจำกัดกระแสไฟฟ้าเพื่อลดความเสี่ยงของแบตเตอรี่ โดยให้ความสำคัญกับความปลอดภัยมากกว่าความเร็ว

การชาร์จเร็วทำให้แบตเตอรี่เสียหายจริงหรือ?

แม้ว่าผลข้างเคียงของการชาร์จเร็วจะเป็นสิ่งที่มีอยู่โดยธรรมชาติ แต่ผลกระทบของมันจะค่อยเป็นค่อยไป ต้องใช้การชาร์จเร็วหลายร้อยครั้งจึงจะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ที่สังเกตได้ นอกจากนี้ ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้ายังออกแบบแบตเตอรี่ให้ตรงตามมาตรฐานความทนทานที่เข้มงวด—ตัวอย่างเช่น ประเทศจีนกำหนดให้เซลล์แบตเตอรี่พลังงานต้องทนต่อรอบการชาร์จมากกว่า 1,000 รอบ สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่มีระยะทาง 500 กม. นี่หมายถึงการขับขี่ 500,000 กม. ซึ่งมากกว่าช่วงอายุการใช้งานทั่วไปของรถยนต์ส่วนบุคคลที่อยู่ระหว่าง 200,000–300,000 กม.

ปัจจัยสำคัญคือความถี่ในการใช้งาน: การชาร์จเร็วบ่อยครั้งทำให้เกิดความเสียหายสะสมมากกว่าการชาร์จช้า แต่ข้อเรียกร้องว่า "การชาร์จเร็วทำให้แบตเตอรี่เสียหายเสมอ" เป็นการพูดที่ง่ายเกินไป เพื่อปกป้องสุขภาพของแบตเตอรี่ ควรหลีกเลี่ยงการชาร์จเร็วเมื่อแบตเตอรี่ใกล้จะหมดหรือเต็ม

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการชาร์จเร็วอย่างปลอดภัย

BMS-Driven Smart Regulation:

BMS ปรับพารามิเตอร์การชาร์จเร็วโดยอัตโนมัติ: การชาร์จพลังงานสูงที่ SoC ต่ำและการชาร์จแบบหยดที่ SoC สูงกว่า 80% เพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความปลอดภัย.

พฤติกรรมการชาร์จที่ควรนำไปใช้:

ให้ความสำคัญกับการชาร์จช้าในบ้าน: ติดตั้งที่ชาร์จส่วนตัวเพื่อชาร์จไฟในอัตราที่สม่ำเสมอ เพื่อลดความเครียดต่อแบตเตอรี่

ปรับแต่ง SoC สำหรับการชาร์จเร็ว: เริ่มการชาร์จเร็วเมื่อพลังงานที่เหลืออยู่ที่ 20–30% และหยุดที่ 80% ซึ่งจะหลีกเลี่ยงช่วงการชาร์จแบบหยดที่ไม่มีประสิทธิภาพและลดความเสี่ยงจากการชาร์จเกิน

Please provide the content that you would like to have translated into Thai.

เคล็ดลับการชาร์จที่สำคัญ

หลีกเลี่ยงการชาร์จทันทีหลังจากการสัมผัสแสงแดด:

อุณหภูมิสูงจากแสงแดดที่ส่องตรงเป็นเวลานานจะทำให้อุณหภูมิในช่องแบตเตอรี่สูงขึ้น ซึ่งจะเร่งการเสื่อมสภาพของวงจรหากมีการชาร์จทันที

ชอบสภาพการชาร์จที่เย็นกว่า:

อากาศร้อนทำให้ระบบจัดการความร้อนเครียด; ชาร์จในตอนกลางคืนในฤดูร้อนเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด.

หลีกเลี่ยงพายุฝนฟ้าคะนอง:

อย่าชาร์จไฟในช่วงพายุฟ้าคะนองเพื่อป้องกันอันตรายจากไฟฟ้า。

ไม่มีผู้โดยสารระหว่างการชาร์จ:

แม้จะมีอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นได้ยาก แต่การชาร์จไฟแรงสูงมีความเสี่ยง—ควรออกจากรถทุกครั้งระหว่างการชาร์จ

ข้อสรุป

ด้วยการใช้งานและการบำรุงรักษาที่เหมาะสม ผลกระทบของการชาร์จเร็วต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่สามารถจัดการได้ การลดความถี่ในการชาร์จเร็วและหลีกเลี่ยงการปล่อยประจุลึก (ต่ำกว่า 20% SoC) เป็นสิ่งสำคัญ เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้า การชาร์จเร็วจะปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสะดวกสบายในการเคลื่อนที่ด้วยไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง

โดยการเข้าใจกลไกการชาร์จเร็วและการนำพฤติกรรมการชาร์จอัจฉริยะมาใช้ ผู้ใช้สามารถเพลิดเพลินกับประโยชน์ของการเติมพลังงานอย่างรวดเร็วในขณะที่เพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ให้สูงสุด