แบตเตอรี่ ทำหน้าที่ ป้อนกระแสไฟฟ้าให้อุปกรณ์ต่างๆของเครื่องยนต์เพื่อให้ทำงานได้ เช่น มอเตอร์สตาร์ท ระบบจุดระเบิด ในขณะที่สตาร์ทรถยนต์ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ป้อนพลังงานให้กับอุปกรณ์อำนวยความสะดวกหลายๆอย่าง ด้วย เช่น ระบบไฟส่องสว่าง วิทยุ เป็นต้น

  • แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (lead-acid battery) แบตเตอรี่ชนิดนี้จะบรรจุในภาชนะที่ไม่ได้ปิดผนึก (unsealed container) ซึ่งแบตเตอรี่จะต้องอยู่ในตำแหน่งตั้งตลอดเวลาและต้องเป็นพื้นที่ที่ระบายอากาศได้เป็นอย่างดี เพื่อระบายก๊าซ ไฮโดรเจน ที่เกิดจากปฏิกิริยาและแบตเตอรี่ชนิดจะมีน้ำหนักมาก รูปแบบสามัญของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด คือแบตเตอรี่ รถยนต์ ซึ่งสามารถจะให้พลังงานไฟฟ้าได้ถึงประมาณ 10,000 วัตต์ในช่วงเวลาสั้นๆ และมีกระแสตั้งแต่ 450 ถึง 1100 แอมแปร์ สารละลายอิเล็กโตรไลต์ของแบตเตอรี่คือ กรดซัลฟิวริกซึ่งสามารถเป็นอันตรายต่อผิวหนังและตาได้ แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดที่มีราคาแพงมากเรียกว่า แบตเตอรี่เจล (หรือ "เจลเซลล์") ภายในจะบรรจุอิเล็กโตรไลต์ประเภทเซมิ-โซลิด (semi-solid electrolyte) ที่ป้องกันการหกได้ดี
  • แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน จุดเด่นของ แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนคือความจุพลังงานและกำลังไฟฟ้าที่สูงกว่าแบตเตอรี่ตระกูลนิกเกิลและกรดตะกั่ว นอกจากนี้ ยังมีค่าศักย์ไฟฟ้าสูง มีอัตราการสูญเสียประจุระหว่างไม่ใช้งาน (self-discharge rate) ที่ต่ำ ไม่มีปรากฏการณ์ ความจำและมีความปลอดภัยสูงกว่าแบตเตอรี่ที่ใช้โลหะลิเทียมเป็นขั้ว แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ที่ใช้ในปัจจุบันมี 6 ประเภทหลัก โดยทั่วไปจะแบ่งตามวัสดุที่ใช้ทำขั้วบวก ส่วน ขั้วลบทำจากแกรไฟต์เป็นหลัก แต่จะมีประเภท LTO (Lithium Titanate) ที่แตกต่างออกไปคือ มีขั้วลบเป็น ลิเทียมไททาเนต ทั้งนี้ เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนแต่ละประเภทมีสมบัติแตกต่างกัน จึงเหมาะสมต่อ การใช้งานที่แตกต่างกันไปด้วย

ตารางแสดงแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนประเภทต่างๆ วัสดุขั้วลบและขั้วบวก และการใช้งาน

ประเภทที่

วัสดุขั้วบวก

วัสดุขั้วลบ

การใช้งาน

1

Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2 , LCO)

แกรไฟต์

โทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต แล็ปท็อป กล้องดิจิทัล

2

Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4 , LMO)

แกรไฟต์

เครื่องมือไฟฟ้า (Power tools) อุปกรณ์การแพทย์ ระบบส่งกำลังในยาน พาหนะไฟฟ้า

3

Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (Li(Ni,Mn,Co)O2 , NMC,NCM)

แกรไฟต์

จักรยานไฟฟ้า อุปกรณ์การแพทย์ ระบบส่งกำลังในยานพาหนะไฟฟ้า (มักใช้ ในรถไฮบริด) ระบบสำรองไฟฟ้า

4

Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (Li(Ni,Co,Al)O2 , NCA)

แกรไฟต์

อุปกรณ์การแพทย์ ระบบส่งกำลังใน ยานพาหนะไฟฟ้า (เช่นที่พบใน Tesla Model S) ระบบสำรองไฟฟ้า

5

Lithium Iron Phosphate (LiFePO4 ,LFP)

แกรไฟต์

ระบบส่งกำลังในยานพาหนะไฟฟ้า หรือแทนแบตเตอรี่กรดตะกั่วใน รถยนต์ (Start-Lighting-Ignition battery) ระบบที่ต้องการกระแส และความทนทานสูง

6

แกรไฟต์ หรือ LMO

แกรไฟต์

ระบบสำรองไฟฟ้า ระบบส่งกำลังใน ยานพาหนะไฟฟ้า (Mitsubishi i-MiEV, Honda Fit EV)

 

ตารางเปรียบเทียบสมบัติของแบตเตอรี่แต่ละประเภท

วัสดุขั้วบวก

หน่วย

LCO หรือ NCA

NMC

LMO

LFP

วัสดุขั้วลบ

แกรไฟต์

แกรไฟต์

แกรไฟต์

LTO

แกรไฟต์

ออกแบบโดยเน้น

ความจุพลังงาน

ความจุพลังงานหรือกำลังไฟฟ้า

กำลังไฟฟ้า

จำนวนรอบในการใช้งาน

กำลังไฟฟ้า

ช่วงแรงดันในการใช้งาน (Operating voltage range)

V

2.5-4.2

2.5-4.2

2.5-4.2

1.5-2.8

2.0-3.6

แรงดันเฉลี่ย (Nominal cell voltage)

V

3.6-3.7

3.6-3.7

3.7-3.8

2.3

3.3

ความจุพลังงานต่อน้ำหนัก

Wh/kg

175-240 (cylindrical) 130-450 (pouch)

100-240

100-150

70

60-110

ความจุพลังงานต่อปริมาตร

Wh/L

400-640 (cylindrical) 250-450 (pouch)

250-640

250-350

120

125-250

อัตราการคายประจุอย่างต่อ เนื่อง (Continuous discharge rate)

C2

2-3

2-3 สำหรับ แบตเตอรี่ความจุ พลังงานสูง >30 สำหรับ แบตเตอรี่กำลัง ไฟฟ้าสูง

>30

10

10-125

อายุการใช้งาน

รอบ

500+

500+

500+

4000+

1000+

ช่วงอุณหภูมิที่สามารถอัด ประจุได้

ºC

0-45

0-45

0-45

-20-45

 

0-45

ช่วงอุณหภูมิที่สามารถคาย ประจุได้

ºC

-20-60

-20-60

-30-60

-30-60

-30-60

ความปลอดภัย

1-4 (4 = ปลอดภัยที่สุด)

2

3

3

4

4

ราคา

1-4 (4 = ราคา ต่ำที่สุด)

3 (LCO) 2 (NCA)

3

3

1

3

 

ระบบต่างๆภายในรถยนต์ไฟฟ้า

  • ระบบกำลัง

รถไฟฟ้าจะเก็บไฟฟ้าในแบตเตอรี่และนำมาใช้ในการขับเคลื่อนมอเตอร์เมื่อต้องการ โดยมีเครื่องควบคุมการทำงานของชุด แบตเตอรี่ นอกจากนยังมีเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น เซลล์เชื้อเพลิง “Fuel cell” ซึ่งได้รับการพัฒนาสำหรับรถไฟฟ้าซึ่งมีหน้าที่สร้างไฟฟ้าผ่านกระบวนการทางเคมี ขณะขับขี่ตามความต้องการของรถไฟฟ้าชนิดนั้นๆ

  • ระบบพลังงาน

การไหลผ่านของกระแสไฟฟ้าจากที่เก็บอยู่ในแบตเตอรี่ไปยังมอเตอร์จะถูกกำหนดโดยตัวควบคุมเครื่อง (motor controller) ซึ่งเป็นเสมือน “สมอง” ของรถและเป็นองค์ประกอบหลักของระบบพลังงาน ถ้ารถไฟฟ้ามีระบบมอเตอร์แบบกระแสสลับ ระบบพลังงานจะมีส่วนที่เป็นตัวแปลงกลับ (inverter) เพื่อเปลี่ยนกระแสไฟแบบ DC จากแบตเตอรี่เป็นกระแส AC สำหรับมอเตอร์

  • ระบบขับเคลื่อน

ส่วนนี้เป็นกล้ามเนื้อของรถไฟฟ้ามอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล ซึ่งถูกส่งไปยังล้อผ่านเพลาเพื่อขับเคลื่อนยานพาหนะ

  • ระบบการชาร์จ

เครื่องชาร์จเปลี่ยนกระแสไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง เพื่อป้อนให้กับแบตเตอรี่ในการเก็บพลังงาน หลังจากได้ใช้ไปจนหมด รถไฟฟ้าบางประเภทมีเครื่องประจุแบตเตอรี่อยู่บนตัวรถ ขณะที่รถไฟฟ้าบางประเภทใช้เครื่องชาร์จติดตั้งภายนอกและทำการชาร์จในบริเวณที่จัดไว้ กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านไปยังรถโดยผ่านเครื่องชาร์จ

**โดยในส่วนของตัว Charger ทาง ปตท.ได้นำเข้าเทคโนโลยีสถานีชาร์จไฟฟ้า เพื่อมาศึกษาระบบ Charger โดยตรง ซึ่งเทคโนโลยี Charger สำหรับรถยนต์พลังงานไฟฟ้าแบ่งเป็น

1. Home Charge ใช้ไฟบ้าน 220V. ในการชาร์จ ซึ่งใช้เวลาประมาณ 6 – 8 ชม. ในการชาร์จ 1ครั้ง
2. Normal Charge ใช้พลังงานไฟฟ้าที่มีกำลังวัตต์มากขึ้นในการชาร์จ 4 – 6 ชม.
3. Quick Charge หรือการชาร์จเร็ว ซึ่งใช้เวลาเพียง ½ ชม.ในการชาร์จ