รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ใช้เวลานานเท่าไหร่จึงจะชาร์จเต็ม?

รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ใช้เวลานานเท่าไหร่จึงจะชาร์จเต็ม?
มีสูตรคำนวณง่ายๆ สำหรับเวลาในการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่:
เวลาในการชาร์จ = ความจุแบตเตอรี่ / กำลังไฟในการชาร์จ
จากสูตรนี้ เราสามารถคำนวณคร่าวๆ ได้ว่าต้องใช้เวลานานเท่าใดจึงจะชาร์จเต็มได้
นอกจากความจุของแบตเตอรี่และกำลังไฟในการชาร์จ ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับเวลาในการชาร์จแล้ว การชาร์จแบบสมดุลและอุณหภูมิแวดล้อมก็เป็นปัจจัยทั่วไปที่ส่งผลต่อเวลาในการชาร์จเช่นกัน

1. ความจุแบตเตอรี่
ความจุของแบตเตอรี่เป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญในการวัดประสิทธิภาพของรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ กล่าวโดยง่ายคือ ยิ่งความจุของแบตเตอรี่มากเท่าไร ระยะทางการวิ่งด้วยไฟฟ้าล้วนก็จะยิ่งมากขึ้น และเวลาในการชาร์จก็จะยิ่งนานขึ้น ในทางกลับกัน ยิ่งความจุของแบตเตอรี่น้อยเท่าไร ระยะทางการวิ่งด้วยไฟฟ้าล้วนก็จะยิ่งน้อยลง และเวลาในการชาร์จก็จะยิ่งสั้นลง โดยทั่วไปแล้ว ความจุของแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่จะอยู่ระหว่าง 30 kWh ถึง 100 kWh
ตัวอย่าง:
① แบตเตอรี่ของ Chery eQ1 มีความจุ 35 kWh และวิ่งได้ไกล 301 กิโลเมตร
② ความจุแบตเตอรี่ของ Tesla Model X รุ่นประหยัดน้ำมันอยู่ที่ 100 kWh และระยะทางการวิ่งสูงสุดอยู่ที่ 575 กิโลเมตร
ความจุแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฮบริดพลังงานใหม่แบบเสียบปลั๊กนั้นค่อนข้างน้อย โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 10 ถึง 20 กิโลวัตต์ชั่วโมง ดังนั้นระยะทางการวิ่งด้วยไฟฟ้าล้วนจึงต่ำ โดยปกติอยู่ที่ 50 ถึง 100 กิโลเมตร
สำหรับรถรุ่นเดียวกัน เมื่อน้ำหนักรถและกำลังเครื่องยนต์ใกล้เคียงกัน แบตเตอรี่ที่มีความจุสูงกว่าจะมีระยะทางการวิ่งที่ไกลกว่า

แบตเตอรี่ BAIC New Energy EU5 รุ่น R500 มีระยะทางการวิ่ง 416 กิโลเมตร และความจุ 51 กิโลวัตต์ชั่วโมง ส่วนรุ่น R600 มีระยะทางการวิ่ง 501 กิโลเมตร และความจุ 60.2 กิโลวัตต์ชั่วโมง

2. พลังงานในการชาร์จ
กำลังการชาร์จเป็นอีกตัวบ่งชี้สำคัญที่กำหนดเวลาในการชาร์จ สำหรับรถยนต์รุ่นเดียวกัน ยิ่งกำลังการชาร์จสูงเท่าไหร่ เวลาในการชาร์จก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น กำลังการชาร์จจริงของรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ได้รับอิทธิพลจากสองปัจจัย ได้แก่ กำลังสูงสุดของแท่นชาร์จและกำลังสูงสุดของกระแสไฟฟ้าสลับ (AC) ของรถยนต์ไฟฟ้า โดยกำลังการชาร์จจริงจะใช้ค่าที่น้อยกว่าระหว่างสองค่านี้
ก. กำลังสูงสุดของชุดชาร์จ
เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบ AC ทั่วไปมีกำลังไฟ 3.5 กิโลวัตต์และ 7 กิโลวัตต์ โดยกระแสไฟชาร์จสูงสุดของเครื่องชาร์จ 3.5 กิโลวัตต์คือ 16 แอมป์ และกระแสไฟชาร์จสูงสุดของเครื่องชาร์จ 7 กิโลวัตต์คือ 32 แอมป์

ข. กำลังไฟฟ้าสูงสุดในการชาร์จไฟกระแสสลับสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า
ขีดจำกัดกำลังไฟฟ้าสูงสุดของการชาร์จไฟกระแสสลับสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่นั้นสะท้อนให้เห็นได้ในสามด้านหลักๆ
① ช่องเสียบชาร์จไฟ AC
โดยปกติแล้ว ข้อมูลจำเพาะของพอร์ตชาร์จ AC จะระบุไว้บนฉลากพอร์ตของรถยนต์ไฟฟ้า สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าล้วน ส่วนหนึ่งของอินเทอร์เฟซการชาร์จจะมีกระแสไฟ 32A ดังนั้นกำลังไฟในการชาร์จจึงสามารถสูงถึง 7kW นอกจากนี้ยังมีพอร์ตชาร์จสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าล้วนบางรุ่นที่มีกระแสไฟ 16A เช่น Dongfeng Junfeng ER30 ซึ่งมีกระแสไฟชาร์จสูงสุด 16A และกำลังไฟ 3.5kW
เนื่องจากแบตเตอรี่มีความจุน้อย รถยนต์ปลั๊กอินไฮบริดจึงติดตั้งอินเทอร์เฟซการชาร์จ AC ขนาด 16A และกำลังการชาร์จสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 3.5kW ในขณะที่บางรุ่น เช่น BYD Tang DM100 จะติดตั้งอินเทอร์เฟซการชาร์จ AC ขนาด 32A ซึ่งกำลังการชาร์จสูงสุดสามารถสูงถึง 7kW (ประมาณ 5.5kW วัดได้จากผู้ขับขี่)

② ข้อจำกัดด้านกำลังไฟของเครื่องชาร์จในรถยนต์
เมื่อใช้เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC EV Charger) ในการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ หน้าที่หลักของเครื่องชาร์จ AC EV คือการจ่ายไฟและการป้องกัน ส่วนที่ทำหน้าที่แปลงพลังงานและเปลี่ยนกระแสสลับเป็นกระแสตรงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่คือเครื่องชาร์จในตัวรถ ข้อจำกัดด้านกำลังไฟของเครื่องชาร์จในตัวรถจะส่งผลโดยตรงต่อเวลาในการชาร์จ

ตัวอย่างเช่น BYD Song DM ใช้พอร์ตชาร์จ AC 16A แต่กระแสไฟชาร์จสูงสุดทำได้เพียง 13A และกำลังไฟจำกัดอยู่ที่ประมาณ 2.8kW-2.9kW สาเหตุหลักมาจากตัวชาร์จในตัวจำกัดกระแสไฟชาร์จสูงสุดไว้ที่ 13A ดังนั้นแม้จะใช้หัวชาร์จ 16A ในการชาร์จ กระแสไฟชาร์จจริงจึงอยู่ที่ 13A และกำลังไฟอยู่ที่ประมาณ 2.9kW

นอกจากนี้ เพื่อความปลอดภัยและเหตุผลอื่นๆ รถยนต์บางรุ่นสามารถตั้งค่าขีดจำกัดกระแสไฟชาร์จผ่านระบบควบคุมส่วนกลางหรือแอปพลิเคชันบนมือถือได้ เช่น รถยนต์เทสลา สามารถตั้งค่าขีดจำกัดกระแสไฟผ่านระบบควบคุมส่วนกลางได้ เมื่อแท่นชาร์จสามารถจ่ายกระแสไฟสูงสุดได้ 32A แต่ตั้งค่ากระแสไฟชาร์จไว้ที่ 16A ก็จะชาร์จด้วยกระแสไฟ 16A โดยพื้นฐานแล้ว การตั้งค่ากำลังไฟก็คือการตั้งค่าขีดจำกัดกำลังไฟของเครื่องชาร์จในรถยนต์นั่นเอง

สรุปได้ว่า แบตเตอรี่ของรุ่นมาตรฐาน Model 3 มีความจุประมาณ 50 กิโลวัตต์ชั่วโมง เนื่องจากที่ชาร์จในตัวรองรับกระแสไฟชาร์จสูงสุด 32 แอมป์ ดังนั้นส่วนประกอบหลักที่ส่งผลต่อเวลาในการชาร์จคือหัวชาร์จ AC

3. ประจุปรับสมดุล
การชาร์จแบบสมดุลหมายถึงการชาร์จต่อเนื่องอีกระยะหนึ่งหลังจากที่การชาร์จทั่วไปเสร็จสมบูรณ์แล้ว โดยระบบจัดการชุดแบตเตอรี่แรงดันสูงจะปรับสมดุลเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมแต่ละเซลล์ การชาร์จแบบสมดุลจะทำให้แรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์ใกล้เคียงกัน ซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพโดยรวมของชุดแบตเตอรี่แรงดันสูง เวลาในการชาร์จรถยนต์โดยเฉลี่ยอาจอยู่ที่ประมาณ 2 ชั่วโมง

4. อุณหภูมิแวดล้อม
แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่คือแบตเตอรี่ลิเธียมไตรนารีหรือแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต เมื่ออุณหภูมิต่ำ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของไอออนลิเธียมภายในแบตเตอรี่จะลดลง ปฏิกิริยาเคมีช้าลง และประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง ซึ่งจะทำให้เวลาในการชาร์จนานขึ้น รถยนต์บางคันจะให้ความร้อนแก่แบตเตอรี่จนถึงอุณหภูมิที่กำหนดก่อนการชาร์จ ซึ่งจะทำให้เวลาในการชาร์จแบตเตอรี่นานขึ้นเช่นกัน

จากข้อมูลข้างต้น จะเห็นได้ว่าเวลาในการชาร์จที่คำนวณจากความจุแบตเตอรี่/กำลังไฟในการชาร์จนั้น โดยพื้นฐานแล้วจะใกล้เคียงกับเวลาในการชาร์จจริง โดยกำลังไฟในการชาร์จจะเป็นค่าที่น้อยกว่าระหว่างกำลังไฟของหัวชาร์จ AC และกำลังไฟของเครื่องชาร์จในตัวรถ เมื่อพิจารณาถึงสภาวะการชาร์จที่สมดุลและอุณหภูมิแวดล้อมในการชาร์จแล้ว ความคลาดเคลื่อนโดยพื้นฐานแล้วจะอยู่ภายใน 2 ชั่วโมง