การจัดเก็บพลังงานของยานพาหนะพลังงานเคลื่อนที่มีการใช้งานอย่างไร

การจัดเก็บพลังงานของ ยานพาหนะพลังงานเคลื่อนที่ ส่วนใหญ่จะรับรู้ผ่านแบตเตอรี่ แบตเตอรี่คืออุปกรณ์ที่แปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งแบตเตอรี่ที่พบมากที่สุดคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ในยานพาหนะพลังงานเคลื่อนที่โดยทั่วไปจะประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ แต่ละเซลล์เชื่อมต่อกันด้วยตัวคั่นที่ห่อด้วยวัสดุที่เป็นบวกและลบ โดยทั่วไปวัสดุแคโทดจะใช้ออกไซด์ เช่น ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ ลิเธียมแมงกาเนต ฯลฯ และวัสดุขั้วลบมักใช้กราไฟท์

กระบวนการกักเก็บพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนง่ายๆ ได้แก่ การชาร์จและการคายประจุ เมื่อทำการชาร์จ แหล่งพลังงานจะส่งกระแสไฟฟ้าผ่านขั้วบวกของแบตเตอรี่ ทำให้ลิเธียมไอออนส่งผ่านระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ ในเวลานี้ ลิเธียมไอออนแยกออกจากอิเล็กโทรดบวก ถูกส่งไปยังอิเล็กโทรดลบผ่านไอออนในอิเล็กโทรไลต์ และฝังอยู่ในกราไฟท์ของวัสดุอิเล็กโทรดลบ ในเวลาเดียวกัน ไอออนบวกในอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่จะเคลื่อนที่เพื่อรักษาความเป็นกลางทางไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดด้วย

เมื่อต้องการพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ กระแสจะเข้าสู่อุปกรณ์จากอิเล็กโทรดลบ และลิเธียมไอออนจะเคลื่อนที่กลับกันจากอิเล็กโทรดลบไปยังอิเล็กโทรไลต์ระหว่างอิเล็กโทรดบวก จากนั้นจึงกลับไปยังวัสดุอิเล็กโทรดบวก ในระหว่างกระบวนการนี้ การเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนจะทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าและปล่อยพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ออกมา

การจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ของยานพาหนะพลังงานเคลื่อนที่ยังต้องพิจารณาตัวบ่งชี้สำคัญบางประการ เช่น ความจุและแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ความจุหมายถึงพลังงานไฟฟ้าที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถจัดเก็บและปล่อยออกมาได้ โดยทั่วไปจะวัดเป็นแอมแปร์-ชั่วโมง (Ah) แรงดันไฟฟ้าคือความต่างศักย์ของพลังงานไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยทั่วไปจะใช้แรงดันไฟ DC เช่น 3.7V, 7.4V เป็นต้น

ในยานพาหนะพลังงานเคลื่อนที่ เพื่อให้เกิดการจัดเก็บและคายพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีการสนับสนุนจากระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ด้วย BMS เป็นอุปกรณ์ที่รับผิดชอบในการตรวจสอบและจัดการชุดแบตเตอรี่ ซึ่งสามารถรับประกันความปลอดภัยของแบตเตอรี่ ยืดอายุการใช้งาน และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

BMS ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิ เซ็นเซอร์กระแส เซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้า และชิปควบคุม เซ็นเซอร์อุณหภูมิใช้เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของก้อนแบตเตอรี่เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปหรือเย็นเกินไป เซ็นเซอร์ปัจจุบันใช้ในการตรวจจับกระแสประจุและกระแสคายประจุของชุดแบตเตอรี่เพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไฟอยู่ในช่วงที่ปลอดภัย เซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้าใช้เพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของก้อนแบตเตอรี่เพื่อให้แน่ใจว่าไม่ได้ชาร์จเกินหรือเกินจนเกินไป ชิปควบคุมมีหน้าที่รวบรวมข้อมูลเซ็นเซอร์และจัดการและควบคุมแบตเตอรี่ผ่านอัลกอริธึม

นอกจากนี้ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน จำเป็นต้องมีการควบคุมการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่อย่างเหมาะสมที่สุดด้วย ตัวอย่างเช่น สามารถใช้การชาร์จกระแสคงที่และการชาร์จแรงดันไฟฟ้าคงที่ในระหว่างการชาร์จ และกระแสคายประจุและแรงดันไฟฟ้าสามารถปรับได้ตามความต้องการในระหว่างการคายประจุ ด้วยการควบคุมกระบวนการชาร์จและคายประจุอย่างสมเหตุสมผล ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของแบตเตอรี่ให้สูงสุดและยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้

โดยทั่วไปแล้ว การจัดเก็บพลังงานของยานพาหนะพลังงานเคลื่อนที่ทำได้โดยใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่เหล่านี้เก็บพลังงานไฟฟ้าและปล่อยออกมาเมื่อจำเป็น ด้วยการสนับสนุนของระบบจัดการแบตเตอรี่ ทำให้สามารถมั่นใจในความปลอดภัยและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ได้ ในเวลาเดียวกัน ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมการชาร์จและการคายประจุ จะสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงานและยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้ การพัฒนาและนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานจะช่วยส่งเสริมการพัฒนาและการประยุกต์ใช้อุปกรณ์เคลื่อนที่ต่อไป