DC Fast Charging ลดความจุแบตเตอรี่ EV ของคุณจริงหรือ

ผู้อ่านเช่นคุณช่วยสนับสนุน MUO เมื่อคุณทำการซื้อโดยใช้ลิงก์บนเว็บไซต์ของเรา เราอาจได้รับค่าคอมมิชชั่นจากพันธมิตร อ่านเพิ่มเติม.

การชาร์จ EV แบบเร็วฟังดูดีมาก เนื่องจากเครื่องชาร์จแบบเร็วขนาด 350 กิโลวัตต์สามารถนำ EV แบตเตอรี่ขนาดใหญ่อย่าง Lucid Air Pure ไปชาร์จที่สถานะ 80 เปอร์เซ็นต์ในเวลา 15 นาที แม้ว่าจะไม่รวดเร็วเท่ากับการเติมน้ำมันรถยนต์แบบดั้งเดิม แต่การชาร์จแบบเร็ว DC ช่วยลดเวลาที่ใช้ในการเติมรถยนต์ไฟฟ้า

---

---

สร้างวิดีโอประจำวัน เลื่อนเพื่อดำเนินการต่อกับเนื้อหา

แต่ความสะดวกสบายในการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าต้องแลกกับการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่หรือไม่? มาดูกันดีกว่า

DC Fast Charging คืออะไร และทำงานอย่างไร?

เพื่อให้เข้าใจอายุการใช้งานแบตเตอรี่ EV ได้ดียิ่งขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าการชาร์จเร็วคืออะไรและทำงานอย่างไร พูดอย่างกว้างๆ แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าสามารถเติมได้โดยใช้วิธีการที่แตกต่างกันสามวิธีที่เรียกว่า การชาร์จระดับ 1, ระดับ 2 และระดับ 3 . สองประเภทแรกใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ในขณะที่การชาร์จระดับ 3 หรือที่เรียกว่าการชาร์จเร็วแบบ DC ต้องใช้กระแสตรง

วิธีเปลี่ยนรหัสผ่านเครือข่าย windows 10

ความแตกต่างที่สำคัญในที่นี้คือที่ชาร์จระดับ 1 และระดับ 2 ใช้ที่ชาร์จในรถเพื่อแปลงกระแสไฟจาก AC เป็น DC เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในรถของคุณไม่สามารถรับกระแสไฟสลับได้โดยตรง

เมื่อพูดถึงเครื่องชาร์จเร็วระดับ 3 พวกเขาสามารถสูบน้ำเข้าสู่แบตเตอรี่ได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้เครื่องชาร์จในตัวเครื่อง ซึ่งช่วยให้การชาร์จแบบ DC สามารถส่งกระแสและแรงดันจำนวนมากไปยังชุดแบตเตอรี่โดยไม่ถูกจำกัดโดยความสามารถของเครื่องชาร์จบนรถ

เหตุใดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงสูญเสียความจุเมื่อเวลาผ่านไป

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า และตามสมมุติฐานแล้ว ปฏิกิริยานี้ควรดำเนินต่อไปตลอดกาล อย่างไรก็ตาม เราทุกคนทราบดีว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่ได้คงอยู่ตลอดไป แต่อะไรคือเหตุผลที่แท้จริงสำหรับการย่อยสลายนี้?

---

---

ปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างเกิดขึ้นภายในเซลล์ลิเธียมไอออนเมื่อมีการชาร์จหรือคายประจุ ปฏิกิริยาบางอย่างทำงานเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ในขณะที่ปฏิกิริยาอื่นๆ ใช้ลิเธียมไอออนซึ่งลดความจุของแบตเตอรี่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในทุกรอบการชาร์จ-ดิสชาร์จ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของ EV จะสูญเสียความจุไปบางส่วน สิ่งนี้เกิดขึ้นจริงและไม่จัดอยู่ในประเภทของ ตำนานการชาร์จ EV .

อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นในอัตราที่แตกต่างกันตามสภาพแวดล้อมต่างๆ และมีขั้นตอนที่คุณสามารถทำได้เพื่อให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

---

---

ดังนั้น ผู้ผลิตแบตเตอรี่ส่วนใหญ่จึงมีช่วงอุณหภูมิที่แบตเตอรี่ทำงานได้ดีที่สุด ช่วงนี้เปลี่ยนแปลงตามคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่ แต่ในกรณีส่วนใหญ่ จะอยู่ระหว่าง -4 ถึง 140 องศาฟาเรนไฮต์สำหรับการคายประจุ และระหว่าง 0 ถึง 45 องศาฟาเรนไฮต์สำหรับการชาร์จ

ช่วงการทำงานนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถชาร์จแบตเตอรี่ในช่วงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าได้ และการชาร์จแบตเตอรี่ในสภาวะที่รุนแรงทั้งเย็นและร้อนอาจทำให้เกิดปัญหาได้เนื่องจากสภาวะเหล่านี้จะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ สิ้นเปลืองลิเธียมไอออนและความจุลดลง

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชาร์จเร็ว

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าทำไมความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงลดลง เราสามารถพยายามทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นภายในแบตเตอรี่เมื่อชาร์จอย่างรวดเร็ว

1. ความเสียหายต่อขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่เนื่องจากกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟสูง

การชาร์จอย่างรวดเร็วใช้กระแสไฟฟ้าแรงสูงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ ลิเธียมไอออนจะถูกดึงออกจากแคโทดด้วยแรงที่มากขึ้น และจะถูกย้ายไปยังแอโนดเมื่อถูกชาร์จ สิ่งนี้ทำให้เกิดรอยร้าวในแคโทดและยังสร้างเดนไดรต์บนอิเล็กโทรดด้วย เนื่องจากรอยแตกและการสะสมตัวของเดนไดรต์ ความจุของเซลล์ลิเธียมไอออนจึงลดลง และเพิ่มความต้านทานของแบตเตอรี่ด้วย

2. การย่อยสลายที่อุณหภูมิสูง

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นเมื่อชาร์จอย่างรวดเร็ว เนื่องจากความต้านทานที่เพิ่มขึ้นนี้และการป้อนกระแสไฟฟ้าที่สูงระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็ว ความร้อนที่มากเกินไปจึงเกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่ อุณหภูมิสูงนี้ลดความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

3. การชุบลิเธียมที่อุณหภูมิต่ำ

เมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชาร์จเร็วโดยใช้กระแสไฟสูงที่อุณหภูมิต่ำ จะเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการชุบลิเธียมที่ขั้วบวก ด้วยเหตุนี้ อะตอมของลิเธียมจะไม่แทรกเข้าไปในแอโนด ส่งผลให้โลหะลิเธียมเฉื่อย (ซึ่งไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้) บนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้า

ทำความเข้าใจกับชุดแบตเตอรี่ EV

เมื่อพิจารณาจากรายการกลไกการเสื่อมสภาพที่ให้ไว้ข้างต้น เห็นได้ชัดว่าการชาร์จอย่างรวดเร็วนั้นมีผลผูกพันต่ออายุการใช้งานของรถยนต์ไฟฟ้า ที่กล่าวว่า ชุดแบตเตอรี่ EV ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันความเสียหายของแบตเตอรี่ ดังนั้น ก่อนที่เราจะสรุปว่าการชาร์จเร็วนั้นไม่ดีสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า เรามาทำความเข้าใจกันก่อนว่าชุดแบตเตอรี่ได้รับการออกแบบมาให้ป้องกันการเสื่อมสภาพได้อย่างไร

ชุดแบตเตอรี่ EV ประกอบด้วยเซลล์ลิเธียมไอออนหลายเซลล์ที่เชื่อมต่อกันเพื่อสร้างโมดูล มีการเชื่อมต่อหลายโมดูลเพื่อสร้างแพ็กและโมดูล สุขภาพของแบตเตอรี่ได้รับการจัดการโดยระบบการจัดการแบตเตอรี่ หรือที่เรียกว่า BMS

BMS นั้นเป็นคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์หลายตัวที่ตรวจสอบแรงดัน กระแส และอุณหภูมิของเซลล์แต่ละเซลล์ จากนั้นจะวิเคราะห์ข้อมูลนี้เพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละเซลล์ทำงานได้อย่างเหมาะสมที่สุด

หากเซลล์ภายในก้อนแบตเตอรี่ร้อนเกินไป BMS จะเพิ่มความเย็นเพื่อลดอุณหภูมิโดยรวมของก้อน หากตรวจพบแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าของเซลล์สูงระหว่างการชาร์จแบบเร็ว DC จะควบคุมพารามิเตอร์ทั้งสองเพื่อป้องกันความเสียหายของแบตเตอรี่

BMS จึงเป็นส่วน EV ที่มีบทบาทมากที่สุดในการลดการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่

การชาร์จอย่างรวดเร็วส่งผลเสียต่อแบตเตอรี่ EV ของคุณมากน้อยเพียงใด

มาดูการศึกษาบางส่วนที่แสดงให้เห็นว่ายานพาหนะเสียหายมากน้อยเพียงใดเนื่องจากการชาร์จเร็ว รถยนต์ไฟฟ้า Nissan Leaf รุ่นปี 2012 จำนวนสี่คันถูกขับในเมืองฟีนิกซ์ รัฐแอริโซนาโดยบริษัท ห้องปฏิบัติการแห่งชาติไอดาโฮ . รถสองคันถูกชาร์จโดยใช้การชาร์จแบบเร็ว DC ในขณะที่อีกสองคันถูกชาร์จโดยใช้การชาร์จแบบ AC ระดับ 2 โดยมีผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

1. การทดสอบความจุสำหรับยานพาหนะทั้งสองชุดได้ดำเนินการหลังจากใช้งานระยะทาง 50,000 ไมล์ และพบว่าความแตกต่างของการสูญเสียความจุระหว่างยานพาหนะที่ชาร์จโดยใช้การชาร์จแบบเร็วและการชาร์จ AC ระดับ 2 อยู่ในช่วง 3 ถึง 9 เปอร์เซ็นต์
2. รถยนต์ที่ชาร์จโดยใช้การชาร์จเร็วเมื่อขับด้วยความเร็วคงที่ 45 ไมล์ต่อชั่วโมงสามารถวิ่งได้ไกล 70 ไมล์ ในขณะที่รถที่ชาร์จโดยใช้ AC ระดับ 2 ให้ระยะทาง 82 ไมล์
3. ในช่วงเริ่มต้นของการทดสอบ ยานพาหนะที่ชาร์จโดยใช้การชาร์จแบบเร็ว DC สามารถให้ระยะทาง 102 ไมล์เมื่อขับเคลื่อนด้วยความเร็วคงที่ 45 ไมล์ต่อชั่วโมง หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบ 63,000 ไมล์ รถคันเดียวกันก็มีระยะทาง 58 ไมล์ แสดงช่วงลดลง 43 เปอร์เซ็นต์ รถยนต์ที่ชาร์จโดยใช้การชาร์จเร็วแบบ AC มีระยะทาง 104 ไมล์ ซึ่งลดลงเหลือ 64 ไมล์หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบ ผ่านการย่อยสลายช่วง 38 เปอร์เซ็นต์

การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่เกิดขึ้นโดยไม่คำนึงถึงวิธีการชาร์จ แต่จะเพิ่มขึ้นในรถยนต์ที่ชาร์จเร็ว ความแตกต่างคือประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์

วิธีซ่อนข้อความใน excel

ผลกระทบของการชาร์จอย่างรวดเร็วในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ในการทดลองที่แยกต่างหากจากข้างต้น ชุดแบตเตอรี่ Nissan Leaf สองชุดได้รับการทดสอบในห้องปฏิบัติการโดย ห้องปฏิบัติการแห่งชาติไอดาโฮ . อันหนึ่งเป็น DC ที่ชาร์จอย่างรวดเร็วในขณะที่อีกอันได้รับการชาร์จด้วย AC เท่านั้น เป้าหมายของการทดสอบนี้คือเพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับทั้งแพ็คเมื่อเทียบกับแต่ละเซลล์เหมือนในการทดลองครั้งก่อน

1. แพ็คที่ชาร์จโดยใช้การชาร์จ AC มีความจุลดลง 23.1 เปอร์เซ็นต์หลังจากเสร็จสิ้นรอบการชาร์จ 780 รอบ แพ็คที่ชาร์จเร็วอย่างเดียวมีความจุลดลง 28.1 เปอร์เซ็นต์
2. พบความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างความจุและอุณหภูมิเมื่อเปรียบเทียบความจุของแพ็คกับความจุของเซลล์ที่อุณหภูมิต่างกัน: ความจุที่ลดลงจะสูงกว่าในเซลล์ที่ทดสอบที่อุณหภูมิสูงกว่า และต่ำกว่าเมื่อเซลล์อยู่ที่อุณหภูมิแวดล้อม 68 องศาฟาเรนไฮต์ (20 องศาฟาเรนไฮต์ เซลเซียส).

ข้อมูลนี้แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่และอุณหภูมิ ซึ่งบ่งชี้ว่าการชาร์จเร็วไม่ได้เป็นปัจจัยสำคัญต่อการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ 6,000 EV บอกอะไรเราเกี่ยวกับสุขภาพแบตเตอรี่ EV

ในการศึกษาอื่น Geotab ซึ่งเป็นบริษัทจัดการยานพาหนะได้รวบรวมข้อมูลสุขภาพของแบตเตอรี่จาก EV 6,000 คัน และสรุปว่าการชาร์จอย่างรวดเร็วจะเพิ่มอัตราการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ การศึกษานี้ก็เช่นเดียวกับงานอื่นๆ แสดงให้เห็นว่าการชาร์จอย่างรวดเร็วเพิ่มอัตราการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในรถยนต์ของคุณ และเน้นย้ำถึงบทบาทที่สำคัญของ BMS ในการรักษาการเสื่อมสภาพให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

DC Fast Charging ไม่ดีต่อรถยนต์ไฟฟ้าของคุณหรือไม่?

แบตเตอรี่ EV ของคุณจะสูญเสียความจุเมื่อเวลาผ่านไป อย่างไรก็ตาม อัตราที่การเสื่อมสภาพนี้เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย และการชาร์จอย่างรวดเร็วก็เป็นปัจจัยหนึ่งที่สามารถเร่งความเร็วได้อย่างแน่นอน

สิ่งที่ควรทราบอีกอย่างก็คือการใช้การชาร์จอย่างรวดเร็วในปริมาณที่พอเหมาะจะไม่ลดระยะของแบตเตอรี่ของคุณอย่างมาก และคุณสามารถใช้มันในการเดินทางไกลเพื่อลดเวลาที่ต้องใช้ในการทำให้รถของคุณเต็มประสิทธิภาพ