ระบบส่งกำลังในยานพาหนะไฟฟ้า หรือแทนแบตเตอรี่กรดตะกั่วใน รถยนต์ (Start-Lighting-Ignition battery) ระบบที่ต้องการกระแส และความทนทานสูง 6 แกรไฟต์ หรือ LMO แกรไฟต์ ระบบสำรองไฟฟ้า ระบบส่งกำลังใน ยานพาหนะไฟฟ้า (Mitsubishi i-MiEV, Honda Fit EV) ตารางเปรียบเทียบสมบัติของแบตเตอรี่แต่ละประเภท วัสดุขั้วบวก หน่วย LCO หรือ NCA NMC LMO LFP วัสดุขั้วลบ แกรไฟต์ แกรไฟต์ แกรไฟต์ LTO แกรไฟต์ ออกแบบโดยเน้น ความจุพลังงาน ความจุพลังงานหรือกำลังไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า จำนวนรอบในการใช้งาน กำลังไฟฟ้า ช่วงแรงดันในการใช้งาน (Operating voltage range) V 2.5-4.2 2.5-4.2 2.5-4.2 1.5-2.8 2.0-3.6 แรงดันเฉลี่ย (Nominal cell voltage) V 3.6-3.7 3.6-3.7 3.7-3.8 2.3 3.3 ความจุพลังงานต่อน้ำหนัก Wh/kg 175-240 (cylindrical) 130-450 (pouch) 100-240 100-150 70 60-110 ความจุพลังงานต่อปริมาตร Wh/L 400-640 (cylindrical) 250-450 (pouch) 250-640 250-350 120 125-250 อัตราการคายประจุอย่างต่อ เนื่อง (Continuous discharge rate) C2 2-3 2-3 สำหรับ แบตเตอรี่ความจุ พลังงานสูง >30 สำหรับ แบตเตอรี่กำลัง ไฟฟ้าสูง >30 10 10-125 อายุการใช้งาน รอบ 500+ 500+ 500+ 4000+ 1000+ ช่วงอุณหภูมิที่สามารถอัด ประจุได้ ºC 0-45 0-45 0-45 -20-45 0-45 ช่วงอุณหภูมิที่สามารถคาย ประจุได้ ºC -20-60 -20-60 -30-60 -30-60 -30-60 ความปลอดภัย 1-4 (4 = ปลอดภัยที่สุด) 2 3 3 4 4 ราคา 1-4 (4 = ราคา ต่ำที่สุด) 3 (LCO) 2 (NCA) 3 3 1 3 ระบบต่างๆภายในรถยนต์ไฟฟ้ารถไฟฟ้าจะเก็บไฟฟ้าในแบตเตอรี่และนำมาใช้ในการขับเคลื่อนมอเตอร์เมื่อต้องการ โดยมีเครื่องควบคุมการทำงานของชุด แบตเตอรี่ นอกจากนยังมีเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น เซลล์เชื้อเพลิง “Fuel cell” ซึ่งได้รับการพัฒนาสำหรับรถไฟฟ้าซึ่งมีหน้าที่สร้างไฟฟ้าผ่านกระบวนการทางเคมี ขณะขับขี่ตามความต้องการของรถไฟฟ้าชนิดนั้นๆ การไหลผ่านของกระแสไฟฟ้าจากที่เก็บอยู่ในแบตเตอรี่ไปยังมอเตอร์จะถูกกำหนดโดยตัวควบคุมเครื่อง (motor controller) ซึ่งเป็นเสมือน “สมอง” ของรถและเป็นองค์ประกอบหลักของระบบพลังงาน ถ้ารถไฟฟ้ามีระบบมอเตอร์แบบกระแสสลับ ระบบพลังงานจะมีส่วนที่เป็นตัวแปลงกลับ (inverter) เพื่อเปลี่ยนกระแสไฟแบบ DC จากแบตเตอรี่เป็นกระแส AC สำหรับมอเตอร์ ส่วนนี้เป็นกล้ามเนื้อของรถไฟฟ้ามอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล ซึ่งถูกส่งไปยังล้อผ่านเพลาเพื่อขับเคลื่อนยานพาหนะ เครื่องชาร์จเปลี่ยนกระแสไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง เพื่อป้อนให้กับแบตเตอรี่ในการเก็บพลังงาน หลังจากได้ใช้ไปจนหมด รถไฟฟ้าบางประเภทมีเครื่องประจุแบตเตอรี่อยู่บนตัวรถ ขณะที่รถไฟฟ้าบางประเภทใช้เครื่องชาร์จติดตั้งภายนอกและทำการชาร์จในบริเวณที่จัดไว้ กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านไปยังรถโดยผ่านเครื่องชาร์จ **โดยในส่วนของตัว Charger ทาง ปตท.ได้นำเข้าเทคโนโลยีสถานีชาร์จไฟฟ้า เพื่อมาศึกษาระบบ Charger โดยตรง ซึ่งเทคโนโลยี Charger สำหรับรถยนต์พลังงานไฟฟ้าแบ่งเป็น บทความนี้ผมจะอธิบายเรื่อง หน่วย Wh และ Ah ซึ่งเป็นหน่วยที่มือใหม่มักจะ งง มากที่สุด แต่ก่อนจะไปถึงตรงนั้นเรามาดูกันก่อนดีกว่าว่าทั้ง Wh และ Ah คืออะไร ทั้งสองหน่วยมีความหมายคล้ายกัน แต่ในการใช้งานมีความแตกต่างกันเล็ก หากเทียบกับน้ำที่เราคุ้นเคยกันแล้วทั้งสองหน่วยหมายถึง ปริมาณน้ำเช่นเดียวกัน เช่นน้ำปริมาณ 1 ลิตร เป็นต้น การใช้หน่วยสองหน่วยนี้แตกต่างกันอย่างไรผมจะอธิบายให้ฟังครับ สารบัญ
บทความต่อไปนี้ ผมสรุปมาจากคลิปด้านล่างครับ ใครขี้เกียจอ่านก็ฟังในคลิปเอานะ ใครอยากฟังใน Youtube ไปที่ “แบตเตอรี่ Wh และ Ah คืออะไรในงานโซล่าเซลล์ off-grid” ถ้าใครคิดว่ามีประโยชน์ อยากสนับสนุน ฟังสาระดีๆ ช่วยกด Like กด Share กด Subscribe “Energy for Dummies” ให้ผมด้วยนะ Wh และ Ah คืออะไรWh คือ W x hours ส่วน Ah ก็คือ Amp x hours ซึ่งทั้งสองหน่วยมันก็คือหน่วยวัดปริมาณไฟฟ้าที่เราใช้นั่นเอง เช่น เราใช้ไฟกระแส 5 Amp เป็นเวลา 10 ชั่วโมง ก็คือเราใช้ไฟฟ้าทั้งหมด 5 Amp x 10 hours = 50Ah นั่นเองครับ แต่เราจะสังเกตุว่าโดยมากเราจะใช้ Ah กับแบตเตอรี่มากกว่า ตัวอย่างเช่น เราต้องการแบตเตอรี่ 1 ชุดที่สามารถจ่ายไฟให้แอร์ขนาด 600W เป็นระยะเวลา 5 ชั่วโมง จะได้ว่าต้องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด 600W x 5 hours = 3,000Wh แต่เราอาจจะเอาเลขนี้มาใช้ทันทีไม่ได้นะ ต้องมีขั้นตอนเพิ่มอีกเล็กน้อยในการคำนวณขนาดแบตเตอรี่ ถ้าใครอยากรู้ว่าทำยังไงโดยละเอียดให้ไปดูที่ “ขั้นตอนการคำนวณ ออกแบบระบบโซล่าเซลล์ off-grid” แต่เอาเป็นว่าเราใช้เลขนี้ก่อนเพื่อความง่ายต่อการเข้าใจ สมมติว่าเราต้องใช้แบตเตอรี่ขนาด 3,000Wh ซึ่งโดยปกติใครที่อยู่ในวงการ หรือไปร้านแบตเตอรี่ เรามักจะไม่ค่อยได้ยินคนพูดว่า “ต้องการซื้อแบต 3,000Wh” เหตุผลเป็นเพราะอะไรกัน? สาเหตุที่คนส่วนมากไม่ค่อยใช้หน่วย Wh สำหรับแบตเตอรี่ เนื่องจากความแตกต่างของ Voltage ของระบบ รวมถึงความแตกต่างของ Voltage ของแบตเตอรี่แต่ละชนิด มีความแตกต่างกันเป็นสาเหตุทำให้ค่า Wh ไม่สามารถบอกอะไรได้มากนัก เราจึงมักจะใช้หน่วย Ah แทน เช่นขอซื้อแบตเตอรี่ 125Ah 8 ก้อน แบบนี้มากกว่า พอเราเอา 8 ก้อนนี้มาต่ออนุกรมกัน ก็จะเรียกแบตเตอรี่แพค (Battery pack) ขนาด 8S 125Ah ถ้าเอามาต่อขนาน เราก็จะเรียกแบตเตอรี่แพคนี้ว่าแบตเตอรี่ 1S 1,000 Ah ซึ่งทั้งสองอย่างมันก็คือแบตเตอรี่ที่มีความจุประมาณ 3,000Wh นั่นแหละ แต่อย่างตัวอย่างแบตลิเธียมฟอสเฟต 1 เซลล์ จะมีค่า Voltage อยู่ที่ประมาณ 3.2V ดังนั้นหากเราต่อแบตเตอรี่แพคขนาด 1S 1000Ah แสดงว่าระบบของเราต้องการแรงดันไม่เกินราวๆ 2.5-3.2V ซึ่งเรามักไม่เห็นระบบไฟฟ้าที่ต้องการแรงดันเท่านี้ซักเท่าไหร่ โดยส่วนมากระบบที่เรามักจะเห็นในงานโซล่าร์ก็จะเป็น 12V (4S) 24V (8S) 48V (16S) หรือมากกว่านั้นขึ้นไป
การคำนวณหา Ah จาก Whมาดูตัวอย่างจริงกันดีกว่าว่า แล้วถ้าเราคำนวณการใช้ไฟฟ้าของเราออกมาได้หน่วยเป็น Wh เราจะแปลงเป็นหน่วย Ah เพื่อเอาไปซื้อแบตเตอรี่ได้ยังไง
ทำไมต้องใช้ Ahจากด้านบนถือว่าเพียงพอต่อการใช้งานจริงแล้วนะครับ แต่หากสงสัยว่าทำไมเค้าไม่เรียกเป็น Wh ทำไมเค้าต้องใช้เป็น Ah ผมจะอธิบายให้ต่อจากนี้นะ ถ้าใครไม่ได้สนใจก็จำวิธีด้านบนแล้วข้ามไปได้เลยนะ กลับมาว่าทำไมเราต้องใช้ Ah สาเหตุเนื่องจากว่า ปกติแบตเตอรี่ทั่วๆไป จะมีสเปคที่แตกต่างกัน อย่างเช่น แบตก้อนนี้สามารถดึงไฟได้ 2C ทีนี้คำถามต่อมาคือตัว C คืออะไรกัน? C ในความหมายตรงนี้คือ “กระแสไฟที่ใช้แล้วทำให้แบตก้อนนั้นๆหมดภายใน 1 ชั่วโมง” ผมขออธิบายด้วยตัวอย่างน่าจะเข้าใจง่ายกว่า
ตัวอย่างของการใช้ค่า C rate เช่น แบตของเรา 8S 125Ah ตัว C ของแบตเตอรี่ทั้งชุดนี้จะเป็น 125A ก็คือหากเราใช้ไฟฟ้าด้วยกระแส 125A แบตเตอรี่ชุดนี้จะหมดภายใน 1 ชั่วโมง (พยายามทำความเข้าใจตรงนี้นะครับ) ดังนั้น สเปคแบตมันบอกว่าเราสามารถดึงไฟออกมาได้ในอัตรา 2C ความหมายคือ เราสามารถดึงไฟออกมาจากแบตเตอรี่ชุดที่เราประกอบขึ้นนี้ได้ 125A x 2 = 250A โดยไม่ทำให้แบตเตอรี่เสียหายนั่นเอง
หากเราประมาณขนาดระบบได้อย่างเหมาะสม เลือกใช้แรงดันที่เหมาะสมกับขนาดการใช้งาน และ กะขนาด inverter อย่างถูกต้องตามบทถัดไป โดยมากกระแสที่เราดึงจากแบตเตอรี่มักจะไม่ค่อยเกิน สเปคของแบตเตอรี่อยู่แล้ว ผมเข้าใจว่าหลายคนก็อาจจะยังกังวลอยู่ แต่ก็ไม่อยากมานั่งวุ่นวายในการประมาณขนาดระบบให้ยุ่งยาก ทางแก้อีกวิธีหนึ่งคือ ให้เราเลือกใช้แบต 8S 125Ah ตามที่คำนวณได้นั่นแหละ แต่เราแค่ใส่ฟิวส์เพิ่มเข้าไปเท่านั้นเอง ซึ่งในการออกแบบตรงนี้จะมีข้อจำกัดตรงที่เราจะต้องดูขนาดฟิวส์ที่เหมาะสมกับขนาดของสายไฟด้วย ดังนั้นการคำนวณขนาดสายไฟจึงเป็นเรื่องที่สำคัญเช่นกัน สรุปจากบทความทั้งหมดเรา เราพอจะทราบว่า Ah คืออะไร ซึ่งหากพูดง่ายๆ Ah ก็เหมือน Wh แต่เรามักใช้ Ah กับแบตเตอรี่เพื่อที่เราจะดูกำลังไฟสูงสุดที่เราดึงได้นั่นเอง เราแค่หาขนาดแบตเตอรี่ Ah ที่เราต้องใช้ และจำนวนแบตเตอรี่ เท่านี้ก็ถือว่าเพียงพอ ทีเหลือก็ให้เราคำนวณขนาดฟิวส์ที่ใส่ในระบบให้ถูกต้องเท่านั้นครับ |
ข้อ ใด ไม่ เกี่ยวข้อง กับ ความจุของแบตเตอรี่
ลิขสิทธิ์ © 2024 toptenid.com Inc.
