คู่มือที่ครอบคลุมเกี่ยวกับแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริด

ปัจจุบันรถยนต์ไฟฟ้าของจีนแบ่งออกเป็นสองประเภท ประเภทหนึ่งคือรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์และประเภทที่สองคือรถยนต์ไฮบริด แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเป็นแกนหลัก เมื่อเทียบกับรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ รถยนต์ไฮบริดมีข้อได้เปรียบมากกว่าเนื่องจากรถยนต์ไฮบริดสามารถเพิ่มเชื้อเพลิงได้ ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานและความสะดวกสบายในการเดินทางอย่างมาก แบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดมีคุณสมบัติอย่างไร แบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดมีอายุการใช้งานนานเท่าใด และแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดของญี่ปุ่นมีข้อได้เปรียบอย่างไร บทความนี้จะตอบโดยละเอียด

ข้อกำหนดและตัวบ่งชี้แบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริด

ในรถยนต์ไฮบริด เนื่องจากการใช้อุปกรณ์กักเก็บพลังงานกำลังสูง (แบตเตอรี่ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ ฯลฯ) ที่สามารถให้พลังงานแก่รถยนต์ได้ในทันที ทำให้ขนาดเครื่องยนต์ลดลง ปรับปรุงประสิทธิภาพ ลดการปล่อยมลพิษและการใช้เชื้อเพลิง และการผลิต สามารถดำเนินการฟื้นฟูพลังงานเมื่อเคลื่อนที่และชะลอความเร็วได้ ดังนั้นแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดจึงมีข้อกำหนดและตัวบ่งชี้ดังต่อไปนี้:

ข้อกำหนดสำหรับแบตเตอรี่

โดยทั่วไปแบตเตอรี่พลังงานหมายถึงแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงและความสามารถในการจ่ายพลังงานเอาท์พุตซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานในการขับเคลื่อนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ โดยทั่วไป แบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดจะมีรอบการชาร์จและคายประจุที่ตื้นและบ่อยครั้ง ในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุ แรงดันและกระแสอาจเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อพิจารณาถึงลักษณะการใช้งานนี้ ระบบไฮบริดจึงมีข้อกำหนดพิเศษสำหรับแบตเตอรี่ดังต่อไปนี้:

• ความสามารถในการชาร์จและการคายประจุกำลังสูง: กำลังเฉพาะมวลและกำลังเฉพาะปริมาตรเป็นตัวบ่งชี้ความสามารถในการชาร์จและการคายประจุอย่างรวดเร็วของแบตเตอรี่ เมื่อเปรียบเทียบกับข้อกำหนดด้านพลังงานเฉพาะ รถยนต์ไฮบริดมีความต้องการพลังงานจำเพาะที่สูงกว่า
• ประสิทธิภาพการชาร์จและคายประจุ: วงจรพลังงานในแบตเตอรี่จะต้องผ่านวงจรการชาร์จ-คายประจุ-ประจุ ประสิทธิภาพการชาร์จและคายประจุสูงมีบทบาทสำคัญในการรับรองประสิทธิภาพของรถยนต์ทั้งหมด
• ความเสถียรสัมพัทธ์: แบตเตอรี่ควรรักษาประสิทธิภาพที่ค่อนข้างเสถียรภายใต้เงื่อนไขของการชาร์จและการคายประจุที่รวดเร็วและสภาพการทำงานที่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุ เพื่อให้สามารถบรรลุจำนวนรอบการชาร์จและคายประจุที่เพียงพอภายใต้เงื่อนไขการใช้งานของระบบไฟฟ้า

ตัวชี้วัดหลักของแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริด

ตัวชี้วัดหลักของเทคโนโลยีแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดมีดังนี้:

• กำลังไฟฟ้าเฉพาะมวล (W/kg): กำลังไฟฟ้าเฉพาะมวลของแบตเตอรี่แสดงถึงกำลังไฟฟ้าที่แบตเตอรี่สามารถให้ได้ต่อมวลกิโลกรัม ขนาดของมันเป็นตัวกำหนดกำลังสูงสุดที่แบตเตอรี่สามารถส่งออกได้ บ่งบอกถึงประสิทธิภาพการเร่งความเร็วและความเร็วสูงสุดของรถยนต์ และมีผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า ในรถยนต์ไฮบริด กำลังเฉพาะของแบตเตอรี่เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุด เนื่องจากแบตเตอรี่สามารถชาร์จใหม่ได้เมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในกำลังทำงาน
• พลังงานจำเพาะมวล (Wh/kg): ระบุความสามารถในการขับขี่ในโหมดไฟฟ้าบริสุทธิ์
• จำนวนรอบ: การทำงานของแบตเตอรี่เป็นกระบวนการแบบวนรอบของการชาร์จ-การคายประจุ-การชาร์จ-การคายประจุอย่างต่อเนื่อง ทุกครั้งที่ชาร์จและคายประจุ สารเคมีในแบตเตอรี่กำลังจะได้รับปฏิกิริยาเคมีแบบย้อนกลับได้

เมื่อจำนวนประจุและการคายประจุเพิ่มขึ้น สารออกฤทธิ์ทางเคมีในแบตเตอรี่จะมีอายุมากขึ้น และค่อยๆ ลดการทำงานของสารเคมีลง ประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ลดลง และในที่สุดจะสูญเสียฟังก์ชันการชาร์จและการคายประจุบางส่วนหรือทั้งหมดในที่สุด จำนวนรอบการทำงานของแบตเตอรี่เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของอายุการใช้งานแบตเตอรี่ และมีผลกระทบโดยตรงต่อการใช้พลังงานแบตเตอรี่

• ต้นทุน: ต้นทุนของแบตเตอรี่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาเทคโนโลยี วัสดุ วิธีการผลิต และขนาดการผลิตของแบตเตอรี่ ปัจจุบัน ต้นทุนของแบตเตอรี่พลังงานที่พัฒนาขึ้นใหม่ซึ่งมีกำลังไฟฟ้าจำเพาะสูงค่อนข้างสูง

แบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดมีอายุการใช้งานเท่าใด

ดังที่เราทราบกันดีว่าความจุแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฮบริดนั้นค่อนข้างน้อย ภายใต้สถานการณ์ปกติ ระยะการใช้ไฟฟ้าบริสุทธิ์จะอยู่ที่ประมาณ 100-200 กม. และแบตเตอรี่ที่ใช้ในรถยนต์ไฮบริดจะแตกต่างจากแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ เจ้าของรถหลายรายบอกว่าแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์มีอายุการใช้งานประมาณ 8 ปี แล้วแบตเตอรี่ก๊าซไฮบริดมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน? เปลี่ยนใหม่ราคาเท่าไหร่

โดยทั่วไปอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฮบริดจะอยู่ที่ประมาณ 3-5 ปี ที่จริงแล้ว อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฮบริดนั้นสัมพันธ์กับการใช้งานแบตเตอรี่ นอกจากนี้ ชุดแบตเตอรี่ของรุ่นไฮบริดจะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิด้วย หากชุดแบตเตอรี่ของรุ่นไฮบริดสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน อายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะลดลง

โหมดการขับขี่ของรถยนต์ไฮบริดจะเปลี่ยนไปตามสภาพแวดล้อมในการขับขี่ เมื่อขับขี่ในเขตเมือง โดยทั่วไปจะใช้ไฟฟ้า และเมื่อวิ่งด้วยความเร็วสูงจะใช้น้ำมันโดยทั่วไป ซึ่งจะส่งผลให้ความถี่ในการเปลี่ยนน้ำมัน-ไฟฟ้าของไฮบริดสูงขึ้น รถยนต์จึงส่งผลต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่

ข้อได้เปรียบของรถยนต์ไฮบริดญี่ปุ่น

ไฮบริดไฟฟ้าน้ำมันเบนซินของญี่ปุ่นเป็นเจ้าแรกที่มีการพัฒนา รถยนต์ไฮบริดมีแบตเตอรี่ 2 ประเภท โมเดลไฮบริดของโตโยต้าส่วนใหญ่ใช้แบตเตอรี่ NiMH และบางรุ่นใช้แบตเตอรี่ลิเธียม รถยนต์ไฮบริดของญี่ปุ่นมีข้อดีในเรื่องแบตเตอรี่หรือไม่ อายุการใช้งานแบตเตอรี่นานเท่าใด

ข้อเสียของแบตเตอรี่ NiMH คือความหนาแน่นพลังงานต่ำ ขนาดใหญ่ ความจุน้อย และอัตราการคายประจุไม่สูงเท่ากับแบตเตอรี่ลิเธียม แนวคิดไฮบริดของ Honda แตกต่างจาก Toyota โดยส่วนใหญ่แล้วรถยนต์ไฮบริดของ Honda คือ ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าและใช้เฉพาะเมื่อเครื่องยนต์ขับเคลื่อนรถยนต์เมื่อเดินทางด้วยความเร็วสูง

รุ่นไฮบริดปัจจุบันออกสู่ตลาดมาสิบปีแล้วและมียอดขายทั่วโลกเกิน 10 ล้านคัน แบตเตอรี่ไม่พบปัญหาสำคัญใด ๆ หัวใจหลักของเทคโนโลยีการจัดการแบตเตอรี่ของโตโยต้าคือการคายประจุแบบตื้นซึ่งใช้แบตเตอรี่เพียง 40% เท่านั้น และความจุที่เหลืออีก 60% คงที่

รถไฮบริดของฮอนด้าทุกรุ่นใช้แบตเตอรี่ลิเธียม และแบตเตอรี่ NiMH เป็นที่รู้กันว่ามีอายุการใช้งานยาวนาน อายุการใช้งานแบตเตอรี่อาจเกินสิบปีหรือนานกว่านั้นภายใต้การชาร์จบ่อยครั้งและโหมดคายประจุแบบตื้น และแบตเตอรี่ NiMH ที่ใช้ในรถยนต์ไฮบริดของ Toyota ก็ทนทานต่อการทดสอบของกาลเวลา

กำลังมอเตอร์ต้องมีขนาดใหญ่เพียงพอ ตัวอย่างเช่น กำลังของมอเตอร์ไฮบริด Honda IMMD สูงถึง 135kw มอเตอร์กำลังสูงดังกล่าวทำให้ความต้องการคายประจุแบตเตอรี่สูงขึ้น มอเตอร์ Honda 135kw ต้องการกระแสไฟสูงกว่ามอเตอร์ Toyota มากสำหรับแบตเตอรี่ที่มีความจุ 1.3kwh เท่าๆ กัน

แบตเตอรี่ลิเธียมอัตราสูงเป็นตัวเลือกแรกสำหรับรถยนต์ไฮบริดของ Honda แบตเตอรี่ลิเธียมมีความหนาแน่นของพลังงานสูง ขนาดเล็กกว่า และน้ำหนักเบา อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียมมีความไม่เสถียรมากกว่าแบตเตอรี่ NiMH และซอฟต์แวร์การจัดการพลังงานจำเป็นต้องมีสมบูรณ์มากกว่านั้น ตามทฤษฎี จำนวนรอบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมากกว่า 2,000 รอบ และจำนวนรอบการคายประจุที่ตื้นจะเพิ่มมากขึ้น

รถยนต์ไฮบริดขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าในระหว่างการขับขี่ปกติ เว้นแต่จะเปลี่ยนมาใช้การขับขี่ด้วยเครื่องยนต์ด้วยความเร็วสูง ซึ่งต้องใช้แบตเตอรี่ลิเธียมของฮอนด้าไฮบริดจึงมีกำลังเพียงพอ แบตเตอรี่มีลักษณะความหนาแน่นสูง กำลังสูง ปริมาตรน้อยกว่า และน้ำหนักเบากว่าแบตเตอรี่ NiMH

แบตเตอรี่ลิเธียมของรถยนต์ไฮบริดของฮอนด้ามีวงจรของแบตเตอรี่อยู่ที่ 1,000 ครั้ง ซึ่งถือว่าไม่มากนัก จริง ๆ แล้วถ้าถึงจำนวนนี้ก็สามารถขับขี่ได้ไกลหลายแสนกิโลเมตร

การรับประกันแบตเตอรี่ลิเธียมของฮอนด้าไฮบริดคือ 10 ปีหรือ 200,000 กิโลเมตร ความเสถียรเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับโตโยต้าไฮบริดไฮบริดของมันสามารถเปรียบเทียบได้กับรุ่นเบนซินเท่านั้นไม่สามารถเปรียบเทียบกับรุ่นอื่นได้

ข้อดีของไฮบริดไฟฟ้าผสมน้ำมันคือสามารถเติมน้ำมันที่ปั๊มน้ำมันได้เหมือนรถเบนซินโดยไม่ต้องเปลี่ยนพฤติกรรมการใช้งานรถ ประหยัดน้ำมันสูง เครื่องยนต์ของรถยนต์ไฮบริดจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงเนื่องจากมีมอเตอร์ไฟฟ้าเข้ามาช่วย จึงสามารถลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงได้

เปลี่ยนแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดราคาเท่าไหร่

ต้นทุนแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดนั้นขึ้นอยู่กับรุ่น ความจุ และยี่ห้อ มาก โมเดลไฮบริดส่วนใหญ่จะมีความจุของแบตเตอรี่น้อยกว่า ดังนั้น ต้นทุนแบตเตอรี่จึงต่ำกว่ารถยนต์ไฟฟ้าล้วนๆ ในระดับเดียวกัน เนื่องจากรถยนต์ แบรนด์ ลูกผสมร่วมทุนบางรุ่น ต้นทุนแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าจะสูงกว่ารุ่นไฮบริดในประเทศส่วนใหญ่

ภายใต้สถานการณ์ปกติ ยิ่งความจุของแบตเตอรี่มากขึ้น ราคาแบตเตอรี่ก็จะสูงขึ้น เมื่อความจุของแบตเตอรี่อยู่ที่ 20-30kwh ค่าแบตเตอรี่จะอยู่ที่ประมาณ 15,000-25,000 บาท หากความจุของแบตเตอรี่สูงกว่า 50kwh โดยทั่วไปราคาแบตเตอรี่จะมากกว่า 48,000 บาท

จากมุมมองปัจจุบัน ราคาชุดแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฮบริดส่วนใหญ่ในจีนเกิน 48,000 บาท แม้ว่าชุดแบตเตอรี่ในรุ่นไฮบริดจะไม่ใช่ส่วนประกอบหลัก แต่รถยนต์ไฮบริดก็สามารถขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม หาก ชุดแบตเตอรี่ชำรุดจะส่งผลต่อการขับขี่ปกติของรถยนต์ไฮบริดอย่างแน่นอน นอกจากนี้ รถยนต์ไฮบริดจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงปัญหาการชาร์จแบตเตอรี่บ่อยครั้ง การชาร์จไฟเกิน และปัญหาการจอดรถในระยะยาว

ในส่วนของแบตเตอรี่การจอดรถระยะยาวจะทำให้เกิดความเสียหายมากขึ้นจุดสำคัญที่สุดคือรถยนต์ไฮบริดจำเป็นต้องได้รับการทดสอบอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดและการชาร์จใช้งานได้ตามปกติ