แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามีอายุการใช้งานยาวนานกว่าที่คาดไว้

การวิจัยใหม่จาก SLAC-Stanford Battery Center (ความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัย Stanford และ SLAC National Accelerator Laboratory) แสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้ในสภาวะจริง เช่น การจราจรหนาแน่น การเดินทางระยะไกล การเดินทางในเมืองระยะสั้น และการจอดรถเป็นเวลานาน สามารถใช้งานได้นานกว่าที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้ประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์

ซึ่งหมายความว่าเจ้าของรถยนต์ไฟฟ้าอาจไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ราคาแพงหรือซื้อรถใหม่เป็นเวลาหลายปี

วิธีทดสอบแบตเตอรี่ก่อนหน้านี้ไม่แม่นยำ

ก่อนหน้านี้ นักวิจัยมักจะทดสอบอายุการใช้งานแบตเตอรี่ในห้องแล็ปโดยการชาร์จและปล่อยประจุที่อัตราคงที่ซ้ำๆ กัน

อย่างไรก็ตาม การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Energy เมื่อวันที่ 9 ธันวาคม พบว่าการทดสอบดังกล่าวไม่เหมาะสำหรับการคาดการณ์อายุการใช้งานแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าในระหว่างการใช้งานในชีวิตประจำวัน เช่น การเดินทางไปทำงาน การหยุดที่ร้านค้า หรือการจอดรถเป็นเวลานาน

รถยนต์ไฟฟ้า
ในสภาวะแวดล้อมจริง มีหลายปัจจัยที่ช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าได้ ภาพ: Vinfast

ความประหลาดใจที่น่ายินดี

นักวิจัยได้ออกแบบโปรไฟล์การคายประจุแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันสี่แบบ ตั้งแต่แบบคงที่ไปจนถึงแบบไดนามิก โดยอ้างอิงจากข้อมูลการขับขี่จริง พวกเขาได้ทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์ 92 ก้อนเป็นเวลาสองปี และพบว่ายิ่งโปรไฟล์การคายประจุสะท้อนพฤติกรรมการขับขี่จริงได้ใกล้เคียงมากเท่าใด แบตเตอรี่ก็จะยิ่งมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นเท่านั้น

อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูลพบว่าปัจจัยต่างๆ เช่น การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็ว การเบรกอย่างกะทันหัน ซึ่งเป็นการชาร์จแบตเตอรี่บางส่วน และการใช้งานแบตเตอรี่ที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน ล้วนทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพช้า ตัวอย่างเช่น การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาสั้นๆ ไม่ได้ทำให้แบตเตอรี่เสียหายอย่างที่คิดไว้ และอาจช่วยให้แบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้นด้วยซ้ำ

สาเหตุหลักสองประการที่ทำให้แบตเตอรี่สึกหรอ

ทีมงานยังได้แยกความแตกต่างระหว่างการสึกหรออันเนื่องมาจากรอบการชาร์จและการปล่อยประจุหลายรอบและการสึกหรอตามธรรมชาติเมื่อเวลาผ่านไป

เนื่องจากมีการใช้รถยนต์ไฟฟ้าเพื่อเดินทางไปทำงานหรือซื้อของชำทุกวัน เวลาที่ไม่ได้ใช้รถยนต์จึงเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพ มากกว่าจำนวนรอบการชาร์จ-คายประจุ

แอปพลิเคชันและอนาคต

ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าผู้ผลิตรถยนต์สามารถอัปเดตซอฟต์แวร์จัดการแบตเตอรี่เพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ภายใต้เงื่อนไขในโลกแห่งความเป็นจริง และนักวิจัยสามารถพัฒนาการออกแบบแบตเตอรี่ขั้นสูงและอัลกอริทึมควบคุมตามผลการวิจัยดังกล่าวได้

ที่น่าสังเกตคือ การวิจัยนี้เปิดโอกาสให้นำหลักการเดียวกันไปใช้กับอุปกรณ์กักเก็บพลังงานอื่นๆ เช่นเดียวกับวัสดุและอุปกรณ์ทาง วิทยาศาสตร์กายภาพ เช่น พลาสติก แก้ว เซลล์แสงอาทิตย์ และชีววัสดุในชิ้นส่วนปลูกถ่าย ไม่ใช่แค่แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเท่านั้น

“ผลงานนี้เน้นย้ำถึงพลังของการผสมผสานสาขาเฉพาะทาง เช่น วิทยาศาสตร์วัสดุ การสร้างแบบจำลอง และการเรียนรู้ของเครื่องจักร เพื่อขับเคลื่อนการสร้างสรรค์นวัตกรรม” นักวิจัย Simona Onori กล่าว

(ตามรายงานของ Stanford)

เราเรียนรู้อะไรได้บ้างจากประเทศอันดับ 1 ในการซื้อรถยนต์ไฟฟ้าที่ทำให้มหาเศรษฐีอย่างอีลอน มัสก์ ชื่นชม? นอร์เวย์ถือเป็นตัวอย่างที่โดดเด่นของการเปลี่ยนผ่านสู่ระบบขนส่งที่ยั่งยืน อันที่จริง ชาวนอร์เวย์ซื้อรถยนต์เทสลาเป็นจำนวนมากจนอีลอน มัสก์แสดงความชื่นชมต่อประเทศที่สนับสนุนรถยนต์ไฟฟ้า