รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ต้องใช้เวลานานเท่าใดจึงจะชาร์จเต็ม?

รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ต้องใช้เวลานานเท่าใดจึงจะชาร์จเต็ม?
มีสูตรง่ายๆ สำหรับเวลาในการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่:
เวลาในการชาร์จ = ความจุแบตเตอรี่ / พลังงานในการชาร์จ
จากสูตรนี้ เราสามารถคำนวณได้คร่าวๆ ว่าจะใช้เวลานานเท่าใดในการชาร์จจนเต็ม
นอกเหนือจากความจุแบตเตอรี่และกำลังการชาร์จ ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับเวลาในการชาร์จแล้ว การชาร์จแบบสมดุลและอุณหภูมิโดยรอบยังเป็นปัจจัยทั่วไปที่ส่งผลต่อเวลาในการชาร์จอีกด้วย

1. ความจุของแบตเตอรี่
ความจุของแบตเตอรี่เป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดประสิทธิภาพของรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ กล่าวอย่างง่ายๆ ก็คือ ยิ่งความจุของแบตเตอรี่มีขนาดใหญ่ขึ้น รถก็จะวิ่งได้ระยะทางไกลด้วยพลังงานไฟฟ้าล้วนมากขึ้น และต้องใช้เวลาในการชาร์จนานขึ้น ยิ่งความจุของแบตเตอรี่เล็กลง รถก็จะวิ่งได้ระยะทางไกลด้วยพลังงานไฟฟ้าล้วนน้อยลง และต้องใช้เวลาในการชาร์จสั้นลง ความจุของแบตเตอรี่ของรถยนต์พลังงานใหม่ที่ใช้ไฟฟ้าล้วนมักจะอยู่ระหว่าง 30kWh ถึง 100kWh
ตัวอย่าง:
① ความจุแบตเตอรี่ของ Chery eQ1 คือ 35kWh และอายุการใช้งานแบตเตอรี่คือ 301 กิโลเมตร
② ความจุแบตเตอรี่ของ Tesla Model X รุ่นอายุการใช้งานแบตเตอรี่คือ 100kWh และระยะเดินทางได้ไกลถึง 575 กิโลเมตร
ความจุแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฮบริดพลังงานใหม่แบบปลั๊กอินนั้นค่อนข้างเล็ก โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 10 กิโลวัตต์ชั่วโมงถึง 20 กิโลวัตต์ชั่วโมง ดังนั้นระยะการเดินทางด้วยรถยนต์ไฟฟ้าล้วนจึงต่ำเช่นกัน โดยปกติจะอยู่ที่ 50 ถึง 100 กิโลเมตร
สำหรับรุ่นเดียวกัน เมื่อน้ำหนักรถและกำลังมอเตอร์ใกล้เคียงกัน ยิ่งความจุแบตเตอรี่มากขึ้น ระยะเดินทางไกลก็จะสูงขึ้น

BAIC New Energy รุ่น EU5 R500 มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ 416 กิโลเมตร และความจุแบตเตอรี่ 51 กิโลวัตต์ชั่วโมง ส่วนรุ่น R600 มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ 501 กิโลเมตร และความจุแบตเตอรี่ 60.2 กิโลวัตต์ชั่วโมง

2. กำลังชาร์จ
กำลังชาร์จไฟเป็นอีกตัวบ่งชี้ที่สำคัญซึ่งกำหนดระยะเวลาในการชาร์จ สำหรับรถคันเดียวกัน ยิ่งกำลังชาร์จไฟมาก เวลาในการชาร์จก็จะสั้นลงด้วย กำลังชาร์จไฟจริงของรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่มีปัจจัยที่มีอิทธิพลสองประการ ได้แก่ กำลังสูงสุดของแท่นชาร์จและกำลังสูงสุดของการชาร์จไฟกระแสสลับของรถยนต์ไฟฟ้า โดยกำลังชาร์จไฟจริงจะใช้ค่าที่น้อยกว่าระหว่างสองค่านี้
ก. กำลังสูงสุดของแท่นชาร์จ
กำลังไฟของเครื่องชาร์จ EV AC ทั่วไปคือ 3.5kW และ 7kW กระแสไฟชาร์จสูงสุดของเครื่องชาร์จ EV ขนาด 3.5kW คือ 16A และกระแสไฟชาร์จสูงสุดของเครื่องชาร์จ EV ขนาด 7kW คือ 32A

B. กำลังชาร์จไฟสูงสุดของรถยนต์ไฟฟ้ากระแสสลับ
ขีดจำกัดพลังงานสูงสุดของการชาร์จไฟ AC ของรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่สะท้อนให้เห็นในสามประเด็นหลัก
① พอร์ตชาร์จไฟ AC
ข้อมูลจำเพาะของพอร์ตชาร์จไฟ AC มักจะพบได้ในฉลากพอร์ต EV สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าล้วน อินเทอร์เฟซการชาร์จบางส่วนคือ 32A ดังนั้นพลังงานในการชาร์จจึงสามารถไปถึง 7kW ได้ นอกจากนี้ยังมีพอร์ตชาร์จไฟสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าล้วนบางรุ่นที่มี 16A เช่น Dongfeng Junfeng ER30 ซึ่งมีกระแสชาร์จสูงสุดที่ 16A และกำลังไฟ 3.5kW
เนื่องจากความจุแบตเตอรี่มีขนาดเล็ก รถยนต์ไฮบริดแบบปลั๊กอินจึงติดตั้งอินเทอร์เฟซการชาร์จ AC 16A และกำลังชาร์จสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 3.5kW รุ่นไม่กี่รุ่น เช่น BYD Tang DM100 ติดตั้งอินเทอร์เฟซการชาร์จ AC 32A และกำลังชาร์จสูงสุดสามารถสูงถึง 7kW (ประมาณ 5.5kW เมื่อวัดจากผู้ขับขี่)

② การจำกัดพลังงานของเครื่องชาร์จบนเครื่อง
เมื่อใช้เครื่องชาร์จ EV แบบ AC เพื่อชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ ฟังก์ชันหลักของเครื่องชาร์จ EV แบบ AC คือแหล่งจ่ายไฟและการป้องกัน ส่วนที่ทำการแปลงพลังงานและแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่คือเครื่องชาร์จบนรถ ข้อจำกัดด้านพลังงานของเครื่องชาร์จบนรถจะส่งผลโดยตรงต่อเวลาในการชาร์จ

ตัวอย่างเช่น BYD Song DM ใช้อินเทอร์เฟซการชาร์จ AC 16A แต่กระแสการชาร์จสูงสุดสามารถเข้าถึงได้เพียง 13A และพลังงานถูกจำกัดไว้ที่ประมาณ 2.8kW~2.9kW เหตุผลหลักคือเครื่องชาร์จบนเครื่องจำกัดกระแสการชาร์จสูงสุดไว้ที่ 13A ดังนั้นแม้ว่าจะใช้แท่นชาร์จ 16A เพื่อชาร์จ แต่กระแสการชาร์จจริงคือ 13A และพลังงานอยู่ที่ประมาณ 2.9kW

นอกจากนี้ เพื่อความปลอดภัยและเหตุผลอื่นๆ ยานพาหนะบางคันสามารถตั้งค่าขีดจำกัดกระแสไฟในการชาร์จผ่านระบบควบคุมส่วนกลางหรือแอปบนมือถือได้ เช่น Tesla สามารถตั้งค่าขีดจำกัดกระแสไฟผ่านระบบควบคุมส่วนกลางได้ เมื่อแท่นชาร์จสามารถจ่ายกระแสไฟสูงสุดได้ 32A แต่ตั้งค่ากระแสไฟในการชาร์จไว้ที่ 16A ก็จะชาร์จได้ 16A โดยพื้นฐานแล้ว การตั้งค่าพลังงานจะกำหนดขีดจำกัดกำลังไฟของเครื่องชาร์จบนรถด้วย

สรุป: ความจุแบตเตอรี่ของรุ่นมาตรฐานรุ่น 3 อยู่ที่ประมาณ 50 กิโลวัตต์ชั่วโมง เนื่องจากเครื่องชาร์จบนเครื่องรองรับกระแสไฟชาร์จสูงสุด 32A ส่วนประกอบหลักที่ส่งผลต่อเวลาในการชาร์จคือแท่นชาร์จไฟ AC

3. การปรับสมดุลประจุ
การชาร์จแบบสมดุลหมายถึงการชาร์จอย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลาหนึ่งหลังจากการชาร์จทั่วไปเสร็จสิ้น และระบบจัดการชุดแบตเตอรี่แรงดันสูงจะปรับสมดุลเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมแต่ละเซลล์ การชาร์จแบบสมดุลสามารถทำให้แรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์มีค่าเกือบเท่ากัน จึงรับประกันประสิทธิภาพโดยรวมของชุดแบตเตอรี่แรงดันสูงได้ เวลาในการชาร์จรถยนต์โดยเฉลี่ยอาจอยู่ที่ประมาณ 2 ชั่วโมง

4. อุณหภูมิโดยรอบ
แบตเตอรี่พลังงานของรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่คือแบตเตอรี่ลิเธียมเทอร์นารีหรือแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต เมื่ออุณหภูมิต่ำ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของไอออนลิเธียมภายในแบตเตอรี่จะลดลง ปฏิกิริยาเคมีจะช้าลง และแบตเตอรี่จะมีพลังงานต่ำ ซึ่งจะทำให้เวลาในการชาร์จยาวนานขึ้น รถยนต์บางคันจะทำความร้อนแบตเตอรี่จนถึงอุณหภูมิหนึ่งก่อนชาร์จ ซึ่งจะทำให้เวลาในการชาร์จแบตเตอรี่ยาวนานขึ้นด้วย

จากข้อมูลข้างต้นจะเห็นได้ว่าเวลาในการชาร์จที่ได้จากความจุแบตเตอรี่/กำลังชาร์จนั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเท่ากับเวลาในการชาร์จจริง โดยกำลังชาร์จจะน้อยกว่ากำลังของแท่นชาร์จ AC และกำลังของเครื่องชาร์จบนเครื่อง เมื่อพิจารณาจากการชาร์จสมดุลและอุณหภูมิแวดล้อมในการชาร์จแล้ว ความคลาดเคลื่อนจะอยู่ภายใน 2 ชั่วโมงโดยพื้นฐาน