แบตเตอรี่รถ EV ชาร์จเต็มใน 4 นาที เทคโนโลยีใหม่ในรถแข่งจากนักศึกษาดัตช์

โดยปกติการชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานไฟฟ้า (EV) จะมีช่วงที่ได้กำลังไฟสูงและค่อย ๆ ลดลงตามหลักทางฟิสิกส์ ซึ่งทำให้ใช้เวลาหลักชั่วโมงในการชาร์จจนเต็ม ถึงแม้ว่าการชาร์จจากร้อยละ 0 - 80 ของความจุแบตเตอรี่อาจใช้เวลาไม่ถึง 30 นาที ก็ตาม แต่ว่าทีมนักศึกษาที่สร้างรถแข่งพลังงานไฟฟ้าในเนเธอร์แลนด์ได้คิดค้นวิธีที่ทำให้แบตเตอรี่ชาร์จจนเต็มได้ในเวลาไม่เกิน 4 นาที

หลักการชาร์จแบตเตอรี่รถ EV จนเต็มใน 4 นาที

ทีมนักศึกษาจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีไอโฮเฟ่น (Eindhoven University of Technology: TU/e) สามารถพัฒนาตัวรถแข่งต้นแบบที่มีชื่อว่าแอลเอ็มพีทรี (LMP3) ได้ใน 3 นาที 56 วินาที จากร้อยละ 0 จนเต็มความจุ โดยชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกำลังชาร์จ 322 กิโลวัตต์ (kW) ให้กับตัวแบตเตอรี่ขนาดความจุอยู่ที่ 29.9 กิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) และเมื่อชาร์จเต็มแล้วตัวรถจะวิ่งได้ไกลสุดประมาณ 250 กิโลเมตร

หลักการพื้นฐานที่ทำให้แบตเตอรี่ชาร์จได้เร็วคือการลดความร้อนให้กับตัวแบตเตอรี่ระดับถึงตัวเซลล์แบตเตอรี่แต่ละส่วน เพราะการชาร์จแบตเตอรี่ด้วยความเร็วสูง จะทำให้แบตเตอรี่เกิดความร้อนซึ่งลดความเร็วในการชาร์จเมื่อเวลาผ่านไป เช่นเดียวกับที่พบเห็นได้ในการชาร์จสมาร์ตโฟน 

วิธีการพัฒนาระบบชาร์จแบตเตอรี่รถ EV ใน 4 นาที

ทีมนักศึกษาที่รวมตัวกันสร้างรถแข่งในนามทีมอินโมชัน (InMotion) ได้สร้างระบบหล่อเย็นระหว่างเซลล์ (Cell-level coolant system) แบตเตอรี่ ซึ่งในแบตเตอรี่รถ EV จะมีที่ว่างระหว่างแต่ละเซลล์ให้วางระบบไม่กี่มิลลิเมตรเท่านั้น 

สารทำความเย็น (Coolant) ที่อยู่ในระบบหล่อเย็นจะทำให้กระแสความร้อนจากการชาร์จแบตเตอรี่ไหลผ่านไปสู่ตัวทำความเย็นและระบายออกไป ทำให้การชาร์จไฟสามารถให้กำลังเต็มที่โดยไม่ตกลงเพราะไม่มีความร้อนมาลดกำลัง

ศักยภาพการชาร์จแบตเตอรี่รถ EV ใน 4 นาที ระดับอุตสาหกรรม

แม้ว่าการหล่อเย็นให้กับแบตเตอรี่รถ EV จะไม่ได้เป็นแนวคิดใหม่ แต่ในทางปฏิบัติแล้วผู้ผลิตแบตเตอรี่รถ EV นั้นไม่ได้เน้นการทำระบบทำความเย็นเท่าใดนัก แต่การพัฒนาของทีมอินโมชันได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการใช้ระบบหล่อเย็นนั้น เป็นหนทางที่มีประสิทธิภาพจริง หลังการทดสอบชาร์จกับแอลเอ็มพีทรีกว่า 24 ชั่วโมง

นอกจากนี้ แอลเอ็มพีทรีจะถูกนำไปทดสอบด้วยการลงแข่งในรายการ ทเวนตี้โฟร์ อาวเวอร์ส ออฟ เลอม็อง (24 Hours of Le Mans) รายการแข่งรถทรหด 24 ชั่วโมง ในฝรั่งเศส เพื่อใช้ทดสอบการชาร์จภายใต้สภาพแวดล้อมสุดขั้วต่อไป โดยหวังเป็นจุดเริ่มต้นที่ทำให้ผู้ผลิตรายใหญ่ในวงการรถยนต์ EV หันมาทำแบตเตอรี่ที่ชาร์จเร็วในอนาคต

ที่มาข้อมูล Interesting Engineering

ที่มารูปภาพ Eindhoven University of Technology