โลกกำลังเปลี่ยนผ่านเข้าสู่ยุค “รถยนต์ไฟฟ้า” แต่หลายคนยังคงลังเลที่เปลี่ยนไปใช้รถอีวี เนื่องจาก “แบตเตอรี่” มีราคาแพงและยังมีอายุการใช้งานไม่นานมากนัก แต่การวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดพบว่า แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าสามารถใช้งานได้นานกว่าการทดลองในห้องแล็บถึงเกือบ 40% ทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
รายงานดังกล่าวซึ่งตีพิมพ์ใน Nature Energy พบว่า จากการทดลองด้วยการขับรถแบบหยุด-สตาร์ทและการปล่อยพลังงานจากแบตเตอรี่ในอัตราแปรผัน ซึ่งเป็นรูปแบบการขับรถในชีวิตจริง สามารถยืดอายุแบตเตอรี่ได้มากถึง 38% เมื่อเทียบกับการทดสอบแบบเดิม เท่ากับว่ารถอีวีสามารถขับได้ไกลขึ้นกว่า 300,000 กิโลเมตร
ซิโมน่า โอโนริ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์พลังงานและวิศวกรรมศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด และผู้เขียนร่วมของบทความดังกล่าวว่า นี่เป็นข่าวดีสำหรับผู้ขับขี่รถอีวี พร้อมผลดีต่อความพยายามผลักดันให้เกิดการใช้ระบบขนส่งด้วยไฟฟ้า นอกจากนี้ยังอาจลดปริมาณทรัพยากรธรรมชาติที่นำมาใช้ในอุตสาหกรรมรถอีวี ด้วยเหตุผลทั้งหมดนี้อาจทำให้รถไฟฟ้าได้รับการยอมรับมากยิ่งขึ้น นักวิจัยมักประเมินอายุการใช้งานแบตเตอรี่ต่ำเกินไป เนื่องจากในการทดสอบในห้องแล็บ
ไม่ได้จำลองการขับขี่ในโลกแห่งความเป็นจริง เมื่อนักวิจัยทำการทดสอบการเสื่อมสภาพของเซลล์แบตเตอรี่ในห้องแล็บ พวกเขาจะใช้เทคนิควงจรกระแสไฟคงที่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการชาร์จเซลล์อย่างต่อเนื่องในอัตราคงที่ ปล่อยประจุจนเต็ม จากนั้นจึงชาร์จซ้ำอย่างต่อเนื่อง ซึ่งไม่ได้คำนึงการเร่งความเร็ว การเบรก และการจอดรถในช่วงรถติดเข้ามาเกี่ยวข้อง นอกจากนี้ในการใช้งานจริงแบตเตอรี่ไม่ได้ถูกใช้งานต่อเนื่องเหมือนกับการทดลอง
แต่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดเปลี่ยนวิธีทดสอบเป็น “การทดสอบวงจรแบบไดนามิก” โดยเป็นการทดสอบแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าในรูปแบบที่สมจริง เหมือนกับวิธีขับรถของเรา
เพื่อจำลองการใช้งานและรูปแบบการขับขี่ในโลกแห่งความเป็นจริง ทีมงานของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้ออกแบบรูปแบบการคายประจุที่แตกต่างกันสำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า บางรูปแบบอิงจากข้อมูลการขับขี่จริง จากนั้นนักวิจัยได้ทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์ 92 ก้อนเป็นเวลา 2 ปีกว่าในรูปแบบที่แตกต่างกัน
ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า แบตเตอรี่ที่ทดสอบโดยใช้สถานการณ์จริงเสื่อมสภาพช้ากว่าที่คาดไว้มาก และมีอายุแบตเตอรี่ที่สูงกว่าแบตเตอรี่ที่ทดสอบภายใต้สภาวะห้องแล็บ ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งใช้แบตเตอรี่จริงมากเท่าไร แบตเตอรี่ก็จะเสื่อมสภาพช้าลงเท่านั้น
“การขับรถจริงโดยเร่งความเร็วบ่อย ๆ การเบรกเพื่อชาร์จแบตเตอรี่เล็กน้อย การหยุดแวะซื้อของ และการปล่อยให้แบตเตอรี่ได้พักเป็นเวลาหลายชั่วโมง ช่วยให้แบตเตอรี่ใช้งานได้นานกว่าที่คิด” โอโนริกล่าว
การค้นพบนี้ขัดแย้งกับสมมติฐานที่นักวิจัยแบตเตอรี่ยึดถือกันมานาน ว่าการเร่งความเร็วสูงสุดนั้นไม่ดีต่อแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า แต่อเล็กซิส เกสลิน หนึ่งในผู้เขียนหลักของการศึกษานี้อธิบายว่า การเหยียบคันเร่งแรง ๆ ไม่ได้ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็วขึ้น แต่จะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพช้าลง
รายงานในปี 2024 โดยนักวิจัย GEOTAB ได้ใช้การตรวจสอบระยะไกลแบบเทเลเมติก เพื่อรับข้อมูลจาก EV จำนวน 10,000 คัน พบว่าปัจจุบันแบตเตอรี่มีการปรับปรุงคุณภาพที่ดีมากขึ้น ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพช้าลง โดยเฉลี่ยในแต่ละปีแบตเตอรี่รถไฟฟ้าเสื่อมลงประมาณ 1.8% ต่อปี ซึ่งลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับอัตราการเสื่อมสภาพ 2.3% ในปี 2019
อย่างไรก็ตาม มีหลายปัจจัยที่ทำให้อายุแบตเตอรี่เสื่อมอย่างรวดเร็ว นอกเหนือจากรูปแบบการใช้งานในปัจจุบัน หนึ่งในนั้นคือ การเลือกใช้เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ หากใช้เครื่องชาร์จด่วนดีซี (DC fast charger) บ่อยเกินไปจะยิ่งทำให้แบตเตอนี่เสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว และจะยิ่งมีผลกระทบชัดเจนมากขึ้นในช่วงอากาศร้อน แม้ว่าจะมีข้อดีคือสามารถชาร์จแบตเตอรี่จาก 0% ถึง 80% ได้ในเวลา 20-30 นาที
ในทางตรงกันข้าม หากชาร์จด้วยเครื่องชาร์จเลเวล 2 (Level 2) ซึ่งมีความเร็วในการชาร์จปานกลาง (ประมาณ 6-11 kW) จะชาร์จเต็มได้ในเวลา 4-6 ชั่วโมง จะดีต่อกับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ โดยรวมแล้ว นักวิจัยพบว่าวิธีที่ดีที่สุดในการยืดอายุแบตเตอรี่คือ การชาร์จให้เหลือระหว่าง 20-80% ลดการสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงเกินไป และจำกัดการชาร์จด่วน
ขณะที่ ผลวิจัยในปี 2024 อีกฉบับ ที่วิเคราะห์แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า 7,000 คันที่ใช้งานหนักเป็นเวลา 3-5 ปี พบอัตราการเสื่อมสภาพต่ำกว่าที่คาดไว้ แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ยังคงมีความจุมากกว่า 80% แม้จะขับเคลื่อนรถยนต์ไปแล้วกว่า 200,000 กม. ซึ่งเป็นผลมาจากรูปแบบการใช้งาน เคมีเซลล์ที่ถูกพัฒนาให้ดีขึ้น และการจัดการแบตเตอรี่ที่เหมาะสม
ผลการวิจัยเหล่านี้ บ่งชี้ว่าแบตเตอรี่จะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและเชื่อถือได้มากขึ้น ช่วยให้เจ้าของรถอีวีเบาใจได้ว่าแบตเตอรี่รถยนต์จะยังคงใช้ได้นานกว่าที่คาด ไม่ต้องเสียเงินเปลี่ยนแบตที่มีราคาแพงบ่อยเท่าที่คาดการณ์ไว้ นอกจากนี้ การเปลี่ยนแบตเตอรี่น้อยลงหมายความว่ามีแบตเตอรี่ที่ต้องรีไซเคิลน้อยลง ซึ่งดีต่อโลกมากขึ้น
โดยทั่วไป บริษัทผลิตรถยนต์จะรับประกันแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าให้ใช้งานได้ 160,000 กิโลเมตร แบตเตอรี่อาจใช้งานได้นานกว่านี้ แต่สภาพของแบตเตอรี่จะเสื่อมลง นักวิจัยกำลังมองหาวิธีปรับปรุงอายุการใช้งานและระยะทางของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า ด้วยการเคลือบสารเคมี ระบบตรวจสอบแบบไร้สาย และกลยุทธ์อื่น ๆ
ที่มา: IEEE Spectrum, Standford, The Conversation
Source : กรุงเทพธุรกิจ
