รถยนต์ไฟฟ้าชาร์จเร็ว 800V และแบตเตอรี่ 5C คืออะไร ชาร์จเร็วแค่ไหน ?

ทำความรู้จัก เทคโนโลยีชาร์จเร็ว 800V และแบตเตอรี่ 5C คืออะไร ทำไมรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นใหม่ ๆ ที่รองรับถึงชาร์จได้ไวกว่าเดิม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หากติดตามข่าวรถยนต์ไฟฟ้า (EV) จะพบว่าผู้ผลิตหลายแบรนด์เริ่มพูดถึงคำว่า สถาปัตยกรรมไฟฟ้า 800V และแบตเตอรี่ชาร์จเร็วระดับ 5C มากขึ้น โดยเฉพาะรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นใหม่ที่สามารถชาร์จไฟจาก 10-80% ได้ในเวลาเพียง 10-15 นาที หรือบางรุ่นเพิ่มระยะทางได้หลายร้อยกิโลเมตรในเวลาแค่ดื่มกาแฟหนึ่งแก้ว แต่ตัวเลข 800V และ 5C หมายถึงอะไรกันแน่ และแตกต่างจากรถยนต์ไฟฟ้าทั่วไปอย่างไร วันนี้เราจะพาไปทำความรู้จักแบบเข้าใจง่าย ๆ กัน

800V คือ แรงดันไฟฟ้าของระบบขับเคลื่อนภายในรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งสูงกว่ารถ EV ส่วนใหญ่ในปัจจุบันที่ใช้ระบบประมาณ 400V ซึ่งหลายคนอาจสงสัยว่าแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นแล้วมีข้อดีอะไร แนะนำให้ลองนึกภาพการส่งน้ำผ่านท่อ หากต้องการส่งน้ำในปริมาณเท่ากัน การเพิ่มแรงดันจะทำให้ใช้น้ำไหลผ่านท่อขนาดเล็กลงได้ ในทางไฟฟ้าก็เช่นกัน เมื่อแรงดันสูงขึ้น จะสามารถส่งกำลังไฟเท่าเดิมด้วยกระแสไฟที่ต่ำลง ซึ่งมีข้อดีคือ

• รองรับการชาร์จด้วยกำลังไฟสูงมาก เช่น 300-500 กิโลวัตต์

• ความร้อนสะสมน้อยลงขณะชาร์จ

• สูญเสียพลังงานในระบบน้อยกว่า

• สายไฟมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบาลง

• ช่วยให้ระบบขับเคลื่อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ยกตัวอย่างเช่น หากชาร์จด้วยกำลังไฟ 320 kW ระบบ 400V จะต้องใช้กระแสประมาณ 800 แอมป์ ส่วนระบบ 800V จะใช้เพียงประมาณ 400 แอมป์ ส่งผลให้เมื่อกระแสลดลง ความร้อนและการสูญเสียพลังงานก็จะลดลงตามไปด้วย

ตัวเลข C เป็นหน่วยที่ใช้บอก อัตราการชาร์จของแบตเตอรี่ (Charge Rate) หรืออธิบายให้เข้าใจง่าย ๆ คือ

• 1C = ชาร์จเต็มภายในประมาณ 1 ชั่วโมง

• 2C = ชาร์จเต็มภายในประมาณ 30 นาที

• 3C = ชาร์จเต็มภายในประมาณ 20 นาที

• 5C = ชาร์จเต็มภายในประมาณ 12 นาที (ตามทฤษฎี)

ยกตัวอย่างเช่น รถที่ใช้แบตเตอรี่ขนาด 80 kWh ถ้ารองรับ 1C จะรับกำลังชาร์จได้ประมาณ 80 kW แต่ถ้าหากรองรับ 5C จะรับกำลังชาร์จได้สูงถึงประมาณ 400 kW

อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง รถจะไม่ได้รับกำลังไฟสูงสุดตลอดเวลา เพราะระบบจะค่อย ๆ ลดกำลังชาร์จลงเมื่อแบตเตอรี่ใกล้เต็ม เพื่อรักษาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

หลายคนอาจเข้าใจว่าทั้งสองอย่างคือเทคโนโลยีเดียวกัน แต่จริง ๆ แล้วเป็นคนละเรื่องกัน

• 800V คือ สถาปัตยกรรมระบบไฟฟ้าของรถ

• 5C คือ ความสามารถของแบตเตอรี่ในการรับการชาร์จเร็ว

หากเปรียบเทียบง่าย ๆ 800V ก็เปรียบเหมือนระบบท่อน้ำแรงดันสูง ส่วน 5C เปรียบเหมือนถังน้ำที่รับน้ำได้เร็ว หากมีเพียงแค่อย่างใดอย่างหนึ่ง ก็จะยังชาร์จได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ

รถ EV รุ่นใหม่จำนวนมากเลือกใช้ทั้งสองเทคโนโลยีร่วมกัน เพราะช่วยเสริมประสิทธิภาพซึ่งกันและกัน โดยระบบ 800V จะรองรับกำลังไฟระดับสูง ในขณะที่แบตเตอรี่ 5C สามารถรับกำลังไฟระดับนั้นได้อย่างปลอดภัย ผลลัพธ์คือสามารถชาร์จด้วยกำลังไฟกว่า 350-500 kW ในบางรุ่น ทำให้เติมไฟได้เร็วใกล้เคียงกับการแวะเติมน้ำมัน

รถ EV ทั่วไปในปัจจุบันสามารถชาร์จ 10-80% โดยใช้เวลาประมาณ 25-40 นาที แต่รถที่ใช้ระบบ 800V และแบตเตอรี่ 5C จะชาร์จ 10-80% ได้ในเวลาเพียงประมาณ 10-15 นาทีเท่านั้น โดยในบางรุ่นเติมไฟเพียง 5 นาที ก็สามารถวิ่งต่อได้ประมาณ 250-400 กิโลเมตร (ขึ้นอยู่กับขนาดแบตเตอรี่และมาตรฐานการทดสอบ) ซึ่งแน่นอนว่าตัวเลขเหล่านี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อใช้ สถานีชาร์จ DC กำลังสูง ที่รองรับระดับ 350-500 kW และแบตเตอรี่อยู่ในอุณหภูมิที่เหมาะสม

คำตอบคือ ไม่ เพราะถึงแม้ว่ารถจะรองรับ 800V และ 5C แต่หากนำไปชาร์จกับหัวชาร์จที่จ่ายไฟได้เพียง 120 หรือ 180 kW ความเร็วก็จะถูกจำกัดตามกำลังของเครื่องชาร์จ นอกจากนี้ก็ยังมีปัจจัยอื่น ๆ ที่มีผลต่อความเร็ว เช่น

• อุณหภูมิของแบตเตอรี่

• ระดับแบตเตอรี่คงเหลือ

• ระบบจัดการอุณหภูมิของรถ

• กำลังไฟสูงสุดของสถานีชาร์จ

ในอดีตการชาร์จเร็วเป็นประจำอาจส่งผลต่ออายุแบตเตอรี่มากกว่าการชาร์จแบบ AC แต่ปัจจุบันผู้ผลิตได้พัฒนาแบตเตอรี่ ระบบระบายความร้อน และซอฟต์แวร์ควบคุมการชาร์จให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ซึ่งรถจะคอยควบคุมกำลังชาร์จและอุณหภูมิของแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ เพื่อให้ชาร์จได้เร็วในช่วงที่เหมาะสม และลดกำลังลงเมื่อแบตเตอรี่ใกล้เต็ม จึงช่วยลดผลกระทบต่ออายุการใช้งาน

อย่างไรก็ตาม หากใช้งานทั่วไป การชาร์จแบบ AC ที่บ้านก็ยังเป็นวิธีที่เหมาะสำหรับการชาร์จประจำวัน ส่วนการชาร์จ DC ความเร็วสูงเหมาะสำหรับการเดินทางไกลหรือเมื่อต้องการเติมไฟอย่างรวดเร็ว

ทั้งนี้ คาดว่าในอนาคต เมื่อสถานีชาร์จกำลังสูงแพร่หลายมากขึ้น เทคโนโลยี 800V และแบตเตอรี่ระดับ 5C ก็มีแนวโน้มจะกลายเป็นมาตรฐานใหม่ของรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นต่อ ๆ ไป ไม่ใช่เพียงจุดเด่นของรถระดับพรีเมียมเหมือนในช่วงแรกอีกต่อไป

ขอบคุณข้อมูลจาก : iea.org, arstechnica.com, mesago.com