แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (Electric Car Battery) คืออะไร?

แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า หรือ Electric Car Battery เป็นส่วนสำคัญที่ใช้ในการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ที่ใช้งานด้วยพลังงานไฟฟ้า ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการให้กำลังไฟฟ้าให้กับระบบต่างๆ ของรถ เป็นเทคโนโลยีที่เป็นที่นิยมในยุคปัจจุบันเนื่องจากช่วยลดการใช้งานน้ำมันและลดมลพิษที่ส่งออกมาจากรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิง ในบทความนี้เราจะได้รับรู้เกี่ยวกับพื้นฐานและการทำงานของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่เป็นเอกลักษณ์และสำคัญในการทำให้รถยนต์ไฟฟ้าเป็นจริงได้และสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (Electric Car Battery) คืออะไร?

แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าคืออุปกรณ์ที่ใช้เก็บพลังงานไฟฟ้าภายในรถยนต์ไฟฟ้า มักใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-ion Battery) ซึ่งมีความสามารถในการเก็บพลังงานได้มากและให้ประสิทธิภาพสูง สามารถชาร์จและใช้งานได้หลายรอบ เป็นที่นิยมในรถยนต์ไฟฟ้าเนื่องจากมีน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพการใช้งานสูง

แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามีกี่ประเภท?

การเลือกใช้แบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากแต่ละชนิดของแบตเตอรี่มีคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน แบตเตอรี่ที่เหมาะกับรถยนต์ไฟฟ้าทั้ง BEV และ PHEV ไม่เหมือนกับแบตเตอรี่ในรถยนต์เครื่องสันดาปเลยซะทีเดียว มาเรียนรู้เกี่ยวกับประเภทและลักษณะของแบตเตอรี่ที่ใช้กับรถยนต์ไฟฟ้ากันดังนี้

1. แบตเตอรี่ชนิดตะกั่วกรด (Lead Acid Battery)

• แบตเตอรี่นี้เป็นที่นิยมในรถยนต์รถยนต์เครื่องสันดาปในยุคก่อนโดยส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการจุดสตาร์ทเครื่องยนต์หรือให้กระแสไฟให้กับระบบอุปกรณ์ในรถ เช่น แอร์ วิทยุ หรือภายในห้องโดยสาร
• ในยุคของรถยนต์ไฟฟ้า Lead-Acid Battery ยังคงทำหน้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้าสตาร์ทมอเตอร์ขับเคลื่อน รวมไปถึงระบบ Infotainment
• ในท้องตลาดมีทั้งหมด 3 ชนิด ได้แก่
  • แบตเตอรี่น้ำ
  • แบตเตอรี่แห้ง
  • แบตเตอรี่กึ่งแห้ง 
• ราคาไม่แพง ความปลอดภัยสูง และสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ค่อนข้างสูง

ข้อจำกัดของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

• อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ตะกั่วกรดถูกนำมาใช้เป็น แบตเตอรี่สำรอง ในรถยนต์ไฟฟ้าเท่านั้น 
• มีอายุการใช้งานสั้น และมีประสิทธิภาพลดลงเมื่อใช้สภาวะอุณหภูมิต่ำ ไม่เหมาะนำมาใช้เป็นพลังงานหลักของรถยนต์ไฟฟ้า
• ต้องได้รับการดูแลที่ค่อนข้างจุกจิก หากนำมาใช้กับรถ EV อาจเกิดค่าใช้จ่าย Maintainance สะสมสูงในระยะยาว

ตัวอย่างรถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ชนิดตะกั่วกรด

• รถยนต์ HEV, PHEV ในท้องตลาดทุกรุ่น รวมไปถึงรถ BEV บางรุ่นอย่างเช่น Tesla Model 3

 2. แบตเตอรี่ชนิดนิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ (Nickel-metal Hydride Battery / Ni-MH)

• 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)

• 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)

แบตเตอรี่ไอออนลิเธียม (Lithium-ion Battery) ที่ได้รับความนิยมอย่างมากในหลายๆ ด้าน เริ่มตั้งแต่การพัฒนาในต้นศตวรรษที่ 90 และยังคงเป็นเทคโนโลยีที่เน้นการใช้งานอย่างกว้างขวางในปัจจุบันด้วยความสามารถที่มีดังนี้:

1. ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า EV และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: แบตเตอรี่ไอออนลิเธียมได้รับการนำมาใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เช่น โทรศัพท์มือถือ กล้องดิจิทัล และคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ก เป็นต้น
2. มี Energy Density สูง: สามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้มากและให้การใช้งานนานนับชั่วโมงได้
3. ชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็ว: สามารถใช้งานระบบ Fast Charge เพื่อชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็วและประหยัดเวลา
4. มีอายุการใช้งานนาน: สามารถใช้งานได้นานโดยไม่มีปัญหาหรือลดความสามารถในการเก็บพลังงาน
5. มีความมั่นคงและเสถียร: สามารถจ่ายไฟได้อย่างเสถียรและคงที่
6. มิตรกับสิ่งแวดล้อม: สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ (Reuseable) ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม
7. ไม่มีปัญหา Memory Effect: การชาร์จไม่เต็ม 100% ก็ไม่ทำให้เกิดปัญหา Memory Effect ซึ่งเป็นปัญหาที่พบได้บ่อยในแบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ
8. มีรอบการชาร์จสูง: สามารถทนรอบการชาร์จได้หลายรอบ โดยมีจำนวนการชาร์จอยู่ที่ประมาณ 500 – 10,000 ครั้ง โดยขึ้นอยู่กับแต่ละรุ่นและการใช้งานโดยเฉลี่ย

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) ช่วยลดความร้อนอยู่แล้วครับ

ตัวอย่างรถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

• ปัจจุบันรถยนต์ไฟฟ้าหรือรถ EV มักใช้แบตเตอรี่ชนิดนี้ซึ่งเป็นที่นิยมอย่างมาก รวมถึงรถจากแบรนด์ชื่อดังหลายราย เช่น TESLA, ORA Good Cat, Toyota bZ4X, Nissan Leaf, MG ZS EV, MG EP, Hyundai IONIQ 5, Mini Cooper SE, BMW i3, BMW i4, BMW iX, BMW iX3, Audi e-tron, Porsche Taycan

5. แบตเตอรี่ชนิดตัวเก็บประจุไฟฟ้า (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

ตัวอย่างรถยนต์ที่ใช้ตัวเก็บประจุไฟฟ้า Ultracapacitors

• ปัจจุบันยังไม่มีการใช้ Supercapacitor เป็นแหล่งพลังงานหลักของรถยนต์ EV แต่มักถูกนำมาใช้เป็นตัวช่วยรีดอัตราเร่งตอนออกสตาร์ท หรือตอนออกโค้งอย่างรวดเร็วของรถยนต์ไฮบริดระดับ Super Car หลากหลายรุ่น เช่น Lamborghini Sián FKP 37 หรือ Lamborghini Aventador เป็นต้น

6. แบตเตอรี่ชนิดโซลิดสเตต (Solid State Battery)

• ถูกคิดค้นวิจัยตั้งแต่ต้นทศวรรษ 90 และเริ่มกลับมาเป็นที่ฮือฮาในวงการแบตเตอรี่รถ EV อีกครั้ง หลังจากมีงานวิจัยเกี่ยวกับ Solid State Battery ในช่วงปี ค.ศ.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

ตัวอย่างรถ EV ที่ใช้แบตเตอรี่โซลิดสเตต

ปัจจุบันยังไม่ได้มีการนำแบตเตอรี่ Solid State มาใช้งานจริง แต่ก็มีค่ายรถยนต์บางแบรนด์ที่กำลังวิจัยเทคโนโลยีแบตเตอรี่ชนิดนี้อยู่ ไม่ว่าจะเป็น Toyota หรือ BMW ที่ได้ประกาศออกมาว่าจะพร้อมทดลองใช้งานแบตเตอรี่ชนิดนี้จริงบนรถ EV ของตนภายในปี 2025

7. แบตเตอรี่ชนิดโซเดียม-ไอออน (Sodium Ion Battery / Na-Ion Battery)

• เรียกกันแบบภาษาพูดทั่วไปในอีกชื่อว่า “แบตเกลือ”
• มีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่า Li-Ion Battery ถึง 3-4 เท่า เนื่องจากสามารถหาแร่ธาตุที่เป็นส่วนประกอบได้ง่ายกว่า
• สามารถชาร์จไฟเกือบเต็ม 100% ได้ภายในเวลาเพียง 20 นาที
• ทนต่อสภาพอุณหภูมิร้อนสูงและหนาวจัด ได้ดีกว่า Li-Ion Battery จึงไม่ต้องกังวลในเรื่องความร้อนที่อาจเกิดขึ้น
• มีอายุการใช้งาน (Cycle time) ได้นานถึง 8,000 – 10,000 ครั้ง

ข้อจำกัดของ แบตเตอรี่โซเดียม-ไอออน

• แบตเตอรี่รถยนต์ Sodium Ion นั้นมี Energy Density ต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน นั่นหมายความว่าเมื่อเทียบน้ำหนักของแบตเตอรี่ทั้งสองชนิดกัน แบตเตอรี่ Sodium Ion จะให้พลังงานได้น้อยกว่านั่นเองครับ
• รถที่ใช้แบตเตอรี่ชนิดนี้จะมีระยะทางการวิ่งสั้นกว่ารถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ชนิดลิเธียมไอออน เนื่องจากต้องใช้พลังงานมากกว่า
• แบตเตอรี่โซเดียมไอออน (Sodium Ion) มีน้ำหนักมากกว่าแบตเตอรี่ชนิดลิเธียมไอออน

ตัวอย่างรถ EV ที่ใช้แบตเตอรี่โซเดียม-ไอออน

• ทาง BYD เริ่มเตรียมใช้แบตเกลือในปี 2023 กับรถยนต์ Mini Car รุ่น Seagull

ข้อดี-ข้อเสียของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามีอะไรบ้าง?

แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเป็นส่วนสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลของรถยนต์ไฟฟ้าอย่างมาก ดังนั้น การทราบข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่เป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยให้เรารู้เท่าทันเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ได้อย่างถูกต้อง

ข้อดี	ข้อจำกัด
เติมไฟฟ้า ถูกกว่าการเติมน้ำมัน	แบตเตอรี่มีราคาสูง
คุ้มทุนกว่าการใช้รถยนต์สันดาป (ในกรณีที่ใช้งานระยะยาว และไม่ได้ชาร์จไฟ DC เป็นประจำ)	จุดชาร์จรถ EV ยังมีจำกัด (โดยเฉพาะจุดชาร์จไฟ DC)
ลดการสร้างมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศ	การชาร์จไฟ AC ใช้เวลานานตั้งแต่ 4-12 ชม.
ใช้งานรถยนต์ได้หลากหลายวัตถุประสงค์	ระยะทางที่ถูกจำกัดด้วยความจุของแบต
ค่าใช้จ่ายการบำรุงรักษาน้อยกว่า (ยกเว้นค่าแบตเตอรี่)	จำนวนอู่ซ่อมรถ EV ยังมีน้อย
	เหมาะกับคนที่มีพื้นที่จอดรถในบ้าน (เพื่อใช้ชาร์จไฟกับ Wallbox ที่ติดตั้งไว้ในบริเวณบ้าน)
	มูลค่ารถเมื่อขายต่ออาจลดลงมากกว่ารถสันดาปในระดับเดียวกัน

ข้อดีของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

• ค่าพลังงานไฟฟ้าถูกกว่า : ค่าไฟฟ้ามักมีราคาที่คงที่และถูกกว่าค่าน้ำมันที่มีการผันผวนสูง
• ค่าใช้จ่ายในระยะยาว : การใช้แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าในระยะยาวมีความคุ้มค่ากว่าการใช้รถยนต์เครื่องยนต์สันดาป (เมื่อไม่ต้องใช้ระบบชาร์จแบบ DC เป็นประจำ)
• มิตรต่อสิ่งแวดล้อม : ลดการสร้างมลพิษและประมูลฝุ่นละอองในสภาพแวดล้อม
• ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา : มีค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาและบำรุงรักษาน้อยกว่ารถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงอิ่มไปด้วย (ยกเว้นค่าแบตเตอรี่)

ข้อเสียหรือข้อจำกัดของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

• ความจำกัดในการเติมพลังงาน : การใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าอาจมีข้อจำกัดในการเติมพลังงานเนื่องจากจำนวนจุดชาร์จที่มีให้บริการไม่มากนักในประเทศไทย และการชาร์จใช้เวลานาน
• ข้อจำกัดในเรื่องระยะทาง : ระยะทางการขับขี่ของรถยนต์ไฟฟ้ามีข้อจำกัดเนื่องจากความจุของแบตเตอรี่ ซึ่งอาจทำให้เป็นข้อจำกัดในการใช้งานในระยะยาวหรือการเดินทางไกล
• อู่ซ่อมรถยนต์ไฟฟ้ายังมีจำนวนน้อย : การใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าอาจมีความยากลำบากในการซ่อมบำรุงในกรณีที่เกิดปัญหาหรือเสียหาย
• จำเป็นต้องมีการจอดรถและชาร์จ : การใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าต้องการพื้นที่จอดรถที่มีการจอดชาร์จเพื่อให้รถพร้อมใช้งานเสมอ
• มูลค่ารถเมื่อขาย : มูลค่ารถยนต์ไฟฟ้าอาจลดลงมากกว่ารถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงอิ่มไปด้วยในระดับเดียวกัน

ติดต่อเรา

• ที่อยู่ : 607 ถ.เพชรเกษม ต.คอหงส์ อ.หาดใหญ่ จ.สงขลา (BD Auto Group)
• Facebook : https://www.facebook.com/bdautogroup.page/
• LINE : @bydbdsongkhla
• เบอร์โทรติดต่อ : 074 805 656
• เว็บไซต์ : www.bydbdautogroup.com