ในหลายครั้งที่เทคโนโลยียานยนต์ถูกพัฒนามาจากสนามแข่งรถ อย่างยุคของรถยนต์น้ำมันที่ทำการทดสอบเรื่องคุณภาพของเครื่องยนต์และเทคโนโลยีของแต่ละค่ายรถ จะนำรถมาทดสอบที่สนามแข่ง
เมื่อทดสอบเสร็จเรียบร้อยแล้ว พบว่าผลลัพธ์มีสมรรถนะดี แรงม้าสูง และประหยัดน้ำมัน จากเทคโนโลยีเหล่านี้จะถูกนำมาพัฒนา เพื่อใช้ในรถยนต์ตามชีวิตประจำวัน รวมถึงรถยนต์ไฟฟ้า
ซึ่งมีรถแข่งไฟฟ้าตัวต้นแบบที่สามารถชาร์จได้เร็วที่สุดในโลก ณ เวลานี้
สำหรับคนที่ต้องการใช้รถยนต์ไฟฟ้า จะมีข้อจำกัดในเรื่องของระยะการวิ่งที่จำกัดต่อขนาดแบตเตอรี่
รวมทั้งการเติมพลังงานต้องใช้เวลารอบละ 20 -30 นาที แม้ว่าจะเป็นการชาร์จแบบ Fast Charge ก็ตาม
ถ้าหากสามารถนำเทคโนโลยีการชาร์จจากสนามแข่งรถที่ใช้เวลา 4 นาที และวิ่งได้ในระยะทางถึง 250 กิโลเมตร
จะช่วยได้อย่างมาก
ล่าสุดทีมนักศึกษาจากมหาวิทยาลัย Eindhoven University of Technology ที่ประเทศเนเธอร์แลนด์
มีการพัฒนาตัวต้นแบบรถแข่งไฟฟ้าออกมาได้สำเร็จเรียบร้อยแล้ว ซึ่งในช่วงก่อนหน้าทางทีมนักศึกษา
สร้างทีมชื่อว่า InMotion
โดยตั้งเป้าหมายที่จะสร้างรถยนต์ไฟฟ้าแบบรถแข่งเข้าร่วมรายการ Le Mans Endurance ซึ่งเป็นการนำ
รถยนต์ไฟฟ้ามาวิ่งต่อเนื่องเป็นเวลา 24 ชั่วโมง เพื่อเปรียบเทียบจำนวนการทำรอบของรถที่เข้าร่วมรายการ
ซึ่งในช่วงระหว่างวันจะต้องมีการแวะเติมพลังงาน หรือการชาร์จ ถ้าเป็นรถทามิย่าจะเป็นการเปลี่ยนถ่าน
แต่เมื่อเป็นรถยนต์ไฟฟ้าจะต้องทำการชาร์จ
ในแบบเดิมนั้นจะต้องใช้เวลาในการชาร์จเกือบ 12 นาที จาก 20 – 80% ถือว่ายังใช้เวลานาน จึงจะต้องยกระดับเวลาในการชาร์จให้เร็วมากกว่าเดิม และสามารถลดเวลาในการชาร์จเหลือแค่ 4 นาที ในปัจจุบัน
สิ่งที่ทำขึ้นมา คือ การพัฒนาระบบหล่อความเย็น เพื่อให้แบตเตอรี่สามารถรับกระแสไฟฟ้าได้เพิ่มมากขึ้นและชะลอความเสื่อมสภาพ
การชาร์จแบบ DC Fast Charge หรือการชาร์จอย่างรวดเร็ว อาจจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมอย่างรวดเร็ว
เพราะเกิดความร้อน ทางทีมมีการพัฒนานวัตกรรมการระบายความร้อนที่สามารถระบายความร้อนได้ถึงระดับเซลล์ ส่งผลให้สามารถรองรับการชาร์จ เรียกว่า Super Ultra Fast Charge หรือ การชาร์จที่รวดเร็วอย่างมาก
ทำโดยการเพิ่มระบบหล่อเย็นเข้าไป ทำให้การชาร์จเหลือเพียง 4 นาที เท่านั้น
สเปคแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าต้นแบบรถแข่ง
สเปคแบตเตอรี่แพ็ค : เป็นลิเธียม NMC มีแบตเตอรี่ทั้งหมด 8 โมดูล
แต่ละโมดูล : มี 48 เซลล์ ความจุรวมทั้งหมดอยู่ที่ 29.2 kWh
ให้แรงดันไฟฟ้ารวม : 806 V
เมื่อเป็นรถแข่งไฟฟ้าตัวแบตเตอรี่จะต้องรับภาระค่อนข้างหนัก ตั้งแต่การจ่ายไฟ ซึ่งรถแข่งทำความเร็ว
โดยจะจ่ายกระแสไฟฟ้าสูงอย่างต่อเนื่อง จนเกิดความร้อนสะสม ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมลงอย่างรวดเร็ว
ประกอบกับการชาร์จจะต้องใช้เวลาเติมไฟให้น้อยที่สุด ส่งผลให้แบตเตอรี่จะต้องทำงานอย่างหนัก
ดังนั้นแบตเตอรี่แพ็คจึงมีการออกแบบระบบระบายความร้อนแบบ 2 ลูป แยกเป็นซ้ายขวา ที่ใช้ของเหลวชนิดพิเศษที่สามารถระบายความร้อนได้ถึงระดับเซลล์ ทำให้แบตเตอรี่สามารถทนต่อการชาร์จอย่างรวดเร็วจาก
20 – 80% ภายในไม่เกิน 4 นาที
แบตเตอรี่ที่ใช้เป็นของสตาร์ทอัพ ชื่อว่า DESTEN
เป็นบริษัทที่มีความน่าสนใจ มีแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็วที่สุดเป็น Lithium NMC
ขนาด 20 Ah เป็นเซลล์แบบถุง ชื่อว่า Ultra fast & Discharge pouch cell ในช่วงที่กำลังชาร์จสามารถรับ
กระแสการชาร์จได้มากถึง 5 เท่า หรือ 5 C อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 5 นาที จึงมีความเหมาะสมนำมาใช้กับรถแข่ง
รวมทั้งสามารถ Discharge จ่ายกระแสไฟฟ้าได้มากถึง 20 เท่า หรือ 20 C อย่างต่อเนื่อง ในการปล่อยประจุ
จะเห็นได้ว่าแบตเตอรี่ คือ หัวใจหลักที่สำคัญ ซึ่งค่า C ของแบตเตอรี่จะเป็นปัจจัยที่ทำให้รถแข่งคันนี้
สามารถชาร์จได้อย่างรวดเร็ว ภายในเวลา 3 นาที 56 วินาที โดยชาร์จเร็วที่กำลัง 322 กิโลวัตต์ สามารถวิ่งได้ใน
ระยะทางไกลถึง 250 กิโลเมตร ต่อ 1 การชาร์จ จึงเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้เวลาการชาร์จรวดเร็วมากที่สุดต่ำกว่า 4 นาทีเป็นตัวแรก
สาเหตุที่ค่ายรถรายใหญ่ไม่ทำเหมือนกับรถแข่งไฟฟ้าต้นแบบ
1. เทคโนโลยีของแบตเตอรี่
ที่มีเทคโนโลยีในเรื่องการ Charge และการ Discharge หรือที่เรียกว่าค่า C Rate ที่ค่า C ยิ่งมาก จะสามารถปล่อยกระแสไฟฟ้าออกมาได้จำนวนมาก หรือทำการชาร์จได้อย่างรวดเร็ว แต่จะมีราคาที่สูง นอกจากนี้จะทำให้เกิดความร้อน ส่งผลให้แบตเตอรี่เสื่อมอย่างรวดเร็วขึ้น จำนวนไซเนิลน้อย
อย่างแบตเตอรี่ของโดรนที่มีค่า C Rate สูงกว่ารถยนต์ไฟฟ้า เพื่อให้สามารถบินขึ้นไป จึงต้องจ่ายไฟ
ในช่วงเวลาสั้น ๆ ค่อนข้างมาก ทำให้แบตเตอรี่ของโดรนมีราคาแพงกว่ารถยนต์ไฟฟ้า
2. การระบายความร้อน
เมื่อแบตเตอรี่มีการจ่ายกระแสไฟฟ้าปริมาณมาก หรือมีการชาร์จใช้เวลาอย่างรวดเร็ว จะเกิดความร้อนสะสม
ในแบตเตอรี่ ส่งผลให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง ซึ่งเป็นสิ่งหลายคนให้ความกังวล ถ้าหากจำเป็นที่จะต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ จะต้องจ่ายในราคาที่สูงเท่ากับราคาครึ่งหนึ่งของราคารถยนต์ไฟฟ้า เพราะฉะนั้นเทคโนโลยี
การระบายความร้อน จึงมีความสำคัญที่จะต้องพัฒนาให้มีความเหมาะสม
3. ปัญหาของการชาร์จ
เวลานำรถยนต์ไฟฟ้าที่เข้ามาใหม่มาเสียบชาร์จกับตู้ชาร์จไฟ อาจจะไม่สามารถทำการชาร์จได้ เนื่องจากตู้ชาร์จไม่สามารถสื่อสารกับรถยนต์ไฟฟ้าดังกล่าว หรืออาจจ่ายกระแสไฟฟ้าไม่ตรงตามสเปคของรถยนต์ไฟฟ้าคันนั้น
ดังนั้น โปรโตคอล(Protocol) มีผลต่อระยะเวลาในการชาร์จเช่นกัน
4. แรงดันและกระแสไฟฟ้า
จะต้องดูการออกแบบของรถยนต์ไฟฟ้าที่มีแบตเตอรี่แพ็ค ถ้าเป็นรถยนต์ไฟฟ้า High Performance จะใช้
แรงดันสูงถึง 900 – 1,000 V ส่วนรถยนต์ไฟฟ้าโดยทั่วไปจะใช้แรงดันที่ 800 V ซึ่งมีผลต่อการ Charge และ Discharge ของรถยนต์ไฟฟ้า รวมทั้งมีผลในเรื่องของสมรรถนะของรถยนต์ไฟฟ้า
5. การออกแบบ SOC (State of Charge คือ ค่าของระดับการเก็บประจุหรือการชาร์จไฟของแบตเตอรี่) ของแบตเตอรี่แพ็คในรถยนต์ไฟฟ้าของแต่ละคันและแต่ละยี่ห้อ
ที่ทางค่ายรถจะมีการออกแบบการวางแบตเตอรี่แพ็คในรถยนต์แต่ละคันไม่หมือนกันและแบตเตอรี่ที่ใช้จะเป็นคนละชนิด ทำให้ใช้เวลาในการชาร์จไม่เท่ากัน ถ้ามีการชาร์จแบบ DC Fast Charge ในช่วงที่พลังงานของแบตเตอรี่ใกล้ที่จะหมดโดยเหลือประมาณที่ 20 – 30 % อาจจะมีการจ่ายกระแสไฟฟ้าค่อนข้างมาก แต่พอเพิ่มถึง 30 – 40% การจ่ายกระแสไฟฟ้าจะให้ปริมาณที่น้อยลง และในระดับต่อไป จะจ่ายกระแสไฟฟ้าน้อยลงไปเรื่อย ๆ ซึ่งจะส่งผลต่อระยะเวลาในการชาร์จ โดยการชาร์จไฟที่ 20 – 80% อาจใช้เวลา 20 นาที และจาก 80 – 100% จะใช้เวลาอีก 20 นาที
ดังนั้นการออกแบบ SOC หรือ State of Charge ของแบตเตอรี่แพ็คของรถยนต์ไฟฟ้าแต่ละรุ่น
จะมีการออกแบบที่ไม่เหมือนกัน ซึ่งส่วนใหญ่ค่ายรถจะออกแบบเผื่อให้รักษาแบตเตอรี่ เนื่องจากว่าเมื่อมี
การออกแบบให้แบตเตอรี่สามารถชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็ว แบตเตอรี่จะเกิดการเสื่อม ที่ทางค่ายรถจะต้องรับผิดชอบ
รถยนต์ไฟฟ้าที่สามารถชาร์จไฟรวดเร็วที่สุด
คือ รถรุ่น LUCID AIR
ที่ใช้เวลาในการชาร์จ 20 – 80% อยู่ที่ 15 นาที รถ LUCID AIR ปี 2023 มีขนาดแบตเตอรี่อยู่ที่ 112 kWh และสามารถรองรับการชาร์จด้วยกำลังสูงสุดที่ 350 kWh หรือสามารถรับได้ถึง 3 C หรือ 3 เท่าของแบตเตอรี่แพ็ค
ในการหาค่า C นำค่ากำลังไฟหารด้วยความจุของแบตเตอรี่
ในปัจจุบันเทคโนโลยียังคงอยู่ที่ระดับที่ได้กล่าวมาข้างต้น แต่เนื่องจากว่ายุคของรถยนต์ไฟฟ้าเพิ่งจะเริ่มต้น
จึงสามารถพัฒนาเรื่องของการชาร์จให้มีความรวดเร็วมากยิ่งขึ้น อย่างรถแข่งไฟฟ้าที่เป็นตัวต้นแบบที่ทีมนักศึกษาสามารถทำได้เรียบร้อยแล้ว
และนี้คือเรื่องราวของรถแข่งไฟฟ้าตัวต้นแบบที่มีเทคโนโลยีทั้งแบตเตอรี่และระบบระบายความร้อน
ที่ส่งผลให้รถแข่งไฟฟ้าสามารถวิ่งได้ในระยะทางไกลถึง 250 กิโลเมตรและใช้เวลาชาร์จเพียง 4 นาที
ซึ่งคุณสามารถดูข่าวเรื่องนี้ได้จากคลิปด้านล่าง และถ้าหากคุณชอบคลิปนี้ ขอฝาก กดLIKE กด SHARE
กด SUBSCRIBE ที่ช่องของพวกเราด้วยนะครับ
