แบตเตอรี่ชนิดใดที่ใช้ในรถยนต์ไฮบริด?

แบตเตอรี่ชนิดใดที่ใช้ในรถยนต์ไฮบริดในปัจจุบัน? โคบอลต์ไดออกไซด์ นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ หรือลิเธียมไอออนเป็นประเภทที่พบบ่อยที่สุด

นิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์

แบตเตอรี่นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ไฮบริดและโทรศัพท์มือถือ เดิมทีใช้ในการใช้งานด้านอวกาศ มีช่วงชีวิตที่ยาวนานและมีความสามารถด้านพลังงานและพลังงานเฉพาะที่เหมาะสม แม้ว่าแบตเตอรี่จะไม่ทนทานเท่ากับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด แต่ก็ทนต่อการใช้งานที่ไม่เหมาะสมได้สูง อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ไม่สามารถทดแทนแบตเตอรี่อัลคาไลน์ได้ ข้อเสีย ได้แก่ การคายประจุเองสูง ความร้อน และความจุที่จำกัด

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและโพลีเมอร์ที่ใช้ในรถยนต์ไฮบริดนั้นปลอดภัยสำหรับการใช้งานเป็นส่วนใหญ่ การรับประกันแบตเตอรี่ไฮบริดสองปีของโตโยต้าจะครอบคลุมชิ้นส่วนแบตเตอรี่ทั้งหมดเป็นเวลา 120 เดือนหรือ 150,000 ไมล์ เว้นแต่คุณจะใช้งานในทางที่ผิด อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและโพลีเมอร์มีอายุการใช้งานใกล้เคียงกันและไม่น่าเชื่อถือเท่าที่ควร นอกจากนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลไฮไดรด์จะหนักกว่าแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์มาก จึงไม่ทนทานเท่ากับแบตเตอรี่ Ni-MH

แม้ว่าแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์จะไม่ทรงพลังเท่ากับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ก็มีขนาดเล็กกว่าและเบากว่าลิเธียมไอออน ขนาดและน้ำหนักของก้อนแบตเตอรี่เป็นข้อเสียที่สำคัญ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้รุ่นไบโพลาร์เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า เซลล์แบตเตอรี่แบบไบโพลาร์ยังช่วยให้สามารถบรรจุเซลล์ได้มากขึ้นถึง 1.4 เท่าในพื้นที่เดียวกัน

ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างทั้งสองคือความเร็วในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นเร็วกว่าและสามารถรองรับความต้องการพลังงานอย่างกะทันหัน ในขณะที่แบตเตอรี่ NiMH มีเวลาชาร์จนานกว่า อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ทั้งสองประเภทยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ไฮบริดและปลั๊กอินไฮบริด แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์มักเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับรถยนต์ไฮบริด เว้นแต่จะติดตั้งระบบส่งกำลังไฮบริด

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตรถยนต์ไฮบริดหลายรายเปลี่ยนมาใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน พวกเขาเรียกคืนวัสดุนี้เป็นวัตถุดิบอันมีค่าสำหรับมอเตอร์รถยนต์ไฮบริดใหม่ของพวกเขา ในระหว่างนี้ ผู้ผลิตแบตเตอรี่ NiMH ได้เริ่มจัดหาโลหะหายากให้กับผู้ผลิตรถยนต์ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเป็นคนแรกที่รีไซเคิลแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ อย่างไรก็ตาม พวกเขายังห่างไกลจากเป้าหมายสุดท้ายของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ในการรีไซเคิลแบตเตอรี่ 100 เปอร์เซ็นต์

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่ NiMH นั้นต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ในรถยนต์ไฮบริดสามารถช่วยเรื่องน้ำหนักและกำลังได้ แต่แบตเตอรี่ที่หนักเกินไปจะทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้น ในอนาคตแบตเตอรี่ประเภทอื่นอาจได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมยานยนต์มากขึ้น

บริษัทรถยนต์บางแห่งยังจำหน่ายรถยนต์ไฮบริดไม่เพียงพอ แต่เป็นที่ชัดเจนว่าความต้องการรถยนต์ไฮบริดมีการเติบโต แบตเตอรี่นี้เป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมไฮบริด และโตโยต้ากำลังพยายามเพิ่มยอดขายไฮบริด การลงทุนครั้งล่าสุดของบริษัทจะส่งผลให้มีการจ่ายแบตเตอรี่ 200 กิกะวัตต์ต่อชั่วโมง แล้วแบตเตอรี่ชนิดใดดีที่สุดที่จะใช้ในรถยนต์ไฮบริด?

ลิเธียมไอออน

เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังคงมีการพัฒนาอยู่ แต่ประโยชน์บางประการก็ชัดเจน ประโยชน์ประการแรกคืออัตราส่วนพลังงานต่อน้ำหนัก น้ำหนักที่ลดลงยังหมายถึงการควบคุมที่ดีขึ้น ช่วงที่กว้างขึ้น และการจัดการที่ดีขึ้นเมื่อบิดเบี้ยว แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังเหลือเวลาอีกไม่กี่ปีจากการกลายเป็นกระแสหลัก แต่พวกเขากำลังพิสูจน์ตัวเองในการใช้งานรถยนต์ไฮบริด ต่อไปนี้คือเหตุผลบางประการที่ทำให้ความนิยมเพิ่มขึ้น

ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้พลังงานแก่มอเตอร์ไฟฟ้า มันเบากว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า เทคโนโลยีใหม่นี้รับประกันประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังมีอยู่ในรถยนต์รุ่นไฮบริด รวมถึง Honda CR-V ใหม่ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นส่วนสำคัญของรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้า

ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือความสามารถในการชาร์จใหม่ได้รวดเร็ว แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถชาร์จใหม่ได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง คุณสมบัตินี้น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับผู้ขับขี่ที่ใส่ใจเกี่ยวกับรอยเท้าทางสิ่งแวดล้อม แบตเตอรี่เหล่านี้มีน้ำหนักเบา รีไซเคิลได้ และสามารถใช้ไฟฟ้าได้นานถึง 45 ไมล์เพียงอย่างเดียว แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังมีประโยชน์เพิ่มเติมในการเร็วกว่าไฮบริดมาตรฐาน

ในแง่ของความปลอดภัย รถยนต์ไฮบริดมีความปลอดภัยมากเท่ากับรถยนต์ที่ใช้น้ำมัน รถไฮบริดไม่ใช่ปัญหาหลักสำหรับผู้ช่วยเหลือหรือผู้โดยสารที่เกิดอุบัติเหตุต่างจากอุปกรณ์ที่ใช้แก๊ส พวกเขาได้รับการปกป้องโดยกล่องโลหะและมีฉนวนกันความร้อนในระดับสูง โตโยต้าวางชุดแบตเตอรี่ไว้ใกล้กับเพลาล้อหลังเพื่อให้แน่ใจว่ามีการป้องกันอย่างเต็มที่เมื่อเกิดการชน ลูกผสมยังหุ้มสายแบตเตอรี่ในเปลือกสีส้มสดใส

ในขณะที่เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังคงมีการพัฒนา แต่ก็มีความเป็นไปได้ที่จะกลายเป็นส่วนสำคัญต่ออนาคตของการผลิตพลังงาน EPA เพิ่งอนุมัติเงินช่วยเหลือจำนวน $1.5 พันล้านเพื่อช่วยพัฒนาอุตสาหกรรมลิเธียมไอออนในสหรัฐอเมริกา กลยุทธ์ด้านวัตถุดิบลิเธียมใหม่ของคณะกรรมาธิการยุโรปมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มอุปทานลิเธียมในยุโรป 18 เท่าภายในปี 2573 และลดการพึ่งพาประเทศบุคคลที่สาม

ในขณะที่รถยนต์ไฮบริดสามารถประหยัดเชื้อเพลิงได้ แต่ก็สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้เช่นกัน แบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ใช้ในรถยนต์ไฮบริดมีระดับการปล่อยมลพิษสูงสุดและมีราคาแพงที่สุด วัสดุที่เป็นพิษเหล่านี้ยังหนักและทำให้ประสิทธิภาพของรถยนต์ไฮบริดช้าลง เพื่อลดปัญหานี้ ผู้ผลิตจึงเปลี่ยนแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างในด้านประสิทธิภาพระหว่างแบตเตอรี่ไฮบริดแบบตะกั่ว-กรดและลิเธียมไอออน

ในขณะที่แบตเตอรี่โคบอลต์และลิเธียมไอออนกำลังเป็นที่นิยมมากขึ้น ความกังวลเกี่ยวกับความยั่งยืนของอุปทานก็เกิดขึ้น โคบอลต์และลิเธียมที่มีความเข้มข้นทางภูมิรัฐศาสตร์สูง และการขยายขนาดอย่างรวดเร็วของห่วงโซ่อุปทาน ทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับวิธีการผลิตวัสดุอย่างยั่งยืน แต่ทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่คาดหวังได้จากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของตลาด EV สำหรับตอนนี้ เทคโนโลยีเหล่านี้กำลังให้พลังงานเพียงพอสำหรับรถยนต์ไฮบริด