ทำไม EV ถึงชาร์จช้า? อธิบายขีดจำกัดของแบตเตอรี่ลิเธียม

อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งสำหรับผู้ซื้อรถยนต์ไฟฟ้า (EV) คือความเร็วในการชาร์จ ไม่มีใครอยากอยู่ตามสถานีริมถนนเป็นเวลา 40 นาที เรามาดูกันดีกว่าว่าเหตุใด EV จึงใช้เวลานานมากในการเติมเงิน และสิ่งที่กำลังดำเนินการเพื่อเอาชนะอุปสรรคสำคัญในการนำ EV มาใช้

EV ชาร์จได้นานแค่ไหน?

เวลาที่แน่นอนในการชาร์จแบตเตอรี่ EV จะขึ้นอยู่กับจุดชาร์จ ประจุที่เหลืออยู่ในการเติม EV และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมากมาย ตัวอย่างเช่น Tesla Model 3 ที่หมดสิ้นแล้วซึ่งมีความจุมากที่สุด จะใช้เวลาแปดถึง 12 ชั่วโมง เพื่อชาร์จที่บ้านด้วยหัวต่อกำลังสูง ในขณะเดียวกัน สถานี Supercharger ก็สามารถทำงานเดียวกันได้ภายใน 25 ถึง 30 นาที

EV จำเป็นต้องชาร์จเต็มหรือไม่?

นิสัยประการหนึ่งที่ฝังแน่นในตัวผู้ขับขี่เมื่อพูดถึงน้ำมันเชื้อเพลิงคือการเติมน้ำมันให้สูงถึง 100% สำหรับน้ำมันเบนซิน สิ่งนี้สมเหตุสมผล แต่แบตเตอรี่อาจได้รับความเสียหายอย่างมากเมื่อถูกดันจนสุดขีด

คุณอาจเคยเห็นคุณสมบัติบน แล็ปท็อป ที่ให้ความสำคัญกับสุขภาพแบตเตอรี่โดยจำกัดการชาร์จสูงสุดไว้ที่ 80% เป็นเรื่องปกติที่โทรศัพท์จะกำหนดเวลาการชาร์จเพื่อให้ชาร์จเต็ม 100% เมื่อคุณอยู่ใกล้เท่านั้น ตื่นนอนตอนเช้า ด้วยวิธีนี้ แบตเตอรี่จะได้ไม่เสียเวลามากจนแบตหมด พลัง.

ข้อควรระวังเหล่านี้เกี่ยวข้องกับเคมีของแบตเตอรี่ ตามที่เราอธิบายไว้ใน คำแนะนำเกี่ยวกับแบตเตอรี่ของเราพวกมันทำงานโดยการเคลื่อนย้ายอะตอมลิเธียมจากด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ไปยังอีกด้านหนึ่ง อิเล็กตรอนไม่สามารถมาร่วมเดินทางได้เนื่องจากมีอุปสรรคระหว่างแบตเตอรี่ทั้งสองซีก ดังนั้น อิเล็กตรอนจึงใช้เส้นทางที่สวยงามผ่านวงจรไฟฟ้าที่จ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ของเรา ในที่สุด อิเล็กตรอนก็กลับมารวมตัวกับเพื่อนลิเธียมที่หายไปนานที่อีกด้านหนึ่งของแบตเตอรี่

ที่ด้านใดด้านหนึ่งของแบตเตอรี่จะมีสื่อซึ่งลิเธียมไอออนเหล่านั้นสามารถออกไปเที่ยวได้ในระหว่างนี้ อะตอมลิเธียมเหล่านี้มีความสำคัญต่อเสถียรภาพทางโครงสร้างของตัวกลางที่พวกมันอาศัยอยู่ เมื่อไม่มีลิเธียมที่ปลายทั้งสองข้าง โครงสร้างเหล่านั้นจะได้รับผลกระทบอย่างมาก ซึ่งจะลดความสามารถในการรองรับลิเธียมไอออนในอนาคต และส่งผลกระทบต่อความสามารถในการชาร์จในที่สุด การคายประจุลึกจะทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลง เช่นเดียวกับการชาร์จไฟเกินด้วยเหตุผลเดียวกัน: คุณกำลังสูญเสียด้านใดด้านหนึ่ง แบตเตอรี่ของอะตอมลิเธียม ตัวกลางจำเป็นต้องรองรับโครงสร้างและรองรับลิเธียมได้มากขึ้นในอนาคต

เนื่องจากผลกระทบจากประจุแบตเตอรี่ที่รุนแรงเหล่านี้มีต่ออายุการใช้งานโดยรวม ระบบการจัดการที่ติดตั้งไว้ใน EV จะรายงานประจุจริงต่ำกว่าความเป็นจริงที่ระดับต่ำสุด และรายงานประจุมากเกินไปที่ระดับบน สิ่งนี้จะช่วยปกป้องผู้ใช้จากการทำลายสุขภาพในระยะยาวของแบตเตอรี่เพื่อประโยชน์ของพลังงานที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยในขณะนั้น ดังนั้นแม้ว่า EV จะบอกว่าอยู่ที่ 100% แต่แบตเตอรี่ก็น่าจะยังมีบัฟเฟอร์ว่างอยู่บ้าง ซึ่งช่วยให้แน่ใจว่าคุณจะไม่ทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ในระยะยาวเสียหาย

ทำไม EV ถึงชาร์จช้า?

หากคุณกำลังชาร์จแบตเตอรี่ที่แทบจะหมดประจุ 80% แรกจะใช้เวลาประมาณครึ่งชั่วโมง ในขณะที่ 20% สุดท้ายจะใช้เวลาพอๆ กัน ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น อายุการใช้งานแบตเตอรี่โดยรวมจะลดลงเนื่องจากการชาร์จไฟมากเกินไป ดังนั้นจุดชาร์จจะเริ่มลดเอาต์พุตเมื่อตรวจพบว่าแบตเตอรี่ใกล้เต็ม

นอกจากจะทำให้แบตเตอรี่ EV ของคุณใช้งานได้ยาวนานแล้ว การชะลอตัวลงนี้ยังถือเป็นมาตรการด้านความปลอดภัยอีกด้วย เมื่อแบตเตอรี่ร้อนขึ้น แบตเตอรี่ก็จะระเบิดมากขึ้น ใช่ ชุดแบตเตอรี่มีชั้นระบายความร้อนที่ถักทออยู่ทั่วตัว แต่จะทำได้ไกลเพียงเพื่อต้านความร้อนที่เกิดจากการชาร์จเท่านั้น

EV จะชาร์จเร็วขึ้นได้อย่างไร?

ปัจจุบันวิธีชาร์จ EV ที่เร็วที่สุดคือสถานีชาร์จไฟฟ้ากระแสตรงระดับ 3 Tesla Superchargers เป็นชื่อใหญ่ในประเภทนั้น แต่ก็มีทางเลือกอื่นที่มีความเร็วสูงอื่น ๆ

เมื่อเทคโนโลยีแบตเตอรี่ดีขึ้น เราก็มีแนวโน้มว่าเวลาในการชาร์จจะดีขึ้นเช่นกัน ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์เป็นความก้าวหน้าที่น่าหวัง ซึ่งช่วยให้ยานพาหนะได้รับประจุจำนวนมากอย่างรวดเร็วในขณะที่หยุดรถ แน่นอนว่าขึ้นอยู่กับสถานีชาร์จเฉพาะที่ติดตั้งตามเส้นทาง ตัวเก็บประจุยังมีความจุพลังงานน้อยกว่าแบตเตอรี่ที่เหมาะสม ดังนั้นเราจะพิจารณาระบบไฮบริดเป็นส่วนใหญ่

กราฟีนเป็นวัสดุที่น่าหวังสำหรับเรา เริ่มเห็นในเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่เชี่ยวชาญในการชาร์จอย่างรวดเร็ว การปรับขนาดจนถึงแบตเตอรี่ EV จะช่วยปรับปรุงเวลาในการชาร์จได้อย่างราบรื่นโดยไม่จำเป็นต้องอัพเกรดโครงสร้างพื้นฐาน แม้ว่าจะขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแบตเตอรี่ แต่เทคโนโลยีแบตเตอรี่ขั้นพื้นฐานจะไม่เปลี่ยนแปลงไปมากนักนอกเหนือจากการเปลี่ยนกราฟีนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลัก

แบตเตอรี่โซลิดสเตตเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งยิ่งใหญ่ในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ สิ่งเหล่านี้เป็นเป้าหมายของการวิจัยมาหลายปีแล้ว และถึงแม้ว่าพวกมันจะยังไม่สามารถเจาะตลาดได้จริงๆ แต่คำมั่นสัญญาก็ดีมาก แบตเตอรี่โซลิดสเตตมีน้ำหนักเบาและเสถียร ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่จะสามารถรับการชาร์จที่เร็วขึ้นได้โดยไม่มีอันตรายจากความร้อนสูงเกินไปเหมือนที่เราเห็นในแบตเตอรี่ทั่วไปที่มีอิเล็กโทรไลต์เหลว

หวังว่านั่นจะอธิบายความท้าทายบางประการเกี่ยวกับเวลาในการชาร์จสำหรับ EV การรอนั้นไม่สะดวก แต่จะทำให้แบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้นและมีตาข่ายนิรภัย ในอนาคตอันใกล้นี้ การปรับปรุงแบตเตอรี่มีแนวโน้มที่จะลดเวลาในการชาร์จ EV

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• ที่ชาร์จ EV ในบ้านระดับ 2 ที่ดีที่สุด
• EV เทียบกับ พีเอชอีวี vs. ไฮบริด: อะไรคือความแตกต่าง?
• ศูนย์กลางการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าของ Mercedes EV จะเปิดตัวในอเมริกาเหนือภายในสิ้นทศวรรษนี้
• แอปชาร์จ EV ที่ดีที่สุดช่วยให้คุณค้นหาสถานีที่เหมาะสมสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าทุกคัน
• EV มีราคาแพงกว่ารถยนต์แก๊สหรือไม่? มันซับซ้อน

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร