ในทศวรรษที่ผ่านมา แบตเตอรี่และเครื่องชาร์จของรถยนต์พลังงานใหม่ (EV) ทั่วโลกได้ก้าวไปสู่ระดับการพัฒนาที่สำคัญ ได้รับการพัฒนาในหลายด้าน ได้แก่ ความหนาแน่นของพลังงาน การชาร์จอย่างรวดเร็ว EoL ความคุ้มค่า และความปลอดภัย

รัฐบาลทั่วโลกกำลังใช้วิธี "แครอทกับไม้" เพื่อเร่งการเปลี่ยนผ่านไปสู่รถยนต์ไฟฟ้า โดยมีเป้าหมายเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและยานพาหนะที่มีราคาย่อมเยามากขึ้น นอกจากนี้ พวกเขากำลังเพิ่มโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จสาธารณะเพื่อรองรับการเติบโตนี้

รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV) เป็นหนึ่งในภาคส่วนที่เติบโตเร็วที่สุดในภาคการขนส่งและอุตสาหกรรมยานยนต์ อย่างไรก็ตาม การเจาะตลาดรถ BEV ที่กว้างขึ้นยังคงเผชิญกับความท้าทายมากมาย รวมถึงราคาซื้อเริ่มต้นและระยะการขับขี่ที่จำกัด เพื่อเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้ จึงมีการนำแนวทางใหม่ๆ มาใช้เพื่อปรับปรุงความจุและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ตลอดจนลดต้นทุนของแบตเตอรี่

ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่และเครื่องชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่ทั่วโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา โดยมีการพัฒนาที่สำคัญหลายประการในด้านนี้ สิ่งเหล่านี้รวมถึงการปรับปรุงองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุที่ใช้งานและการเพิ่มประสิทธิภาพของขนาดบรรจุภัณฑ์เพื่อให้แน่ใจว่ามีความหนาแน่นของพลังงานที่เหมาะสมภายในปริมาณที่น้อย

ความหนาแน่นของพลังงานสูงช่วยให้ EV สามารถเก็บไฟฟ้าได้มากขึ้น ซึ่งหมายความว่าสามารถเดินทางได้ไกลขึ้นด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถชาร์จ EV ด้วยต้นทุนที่ต่ำลง ซึ่งทำให้มีราคาไม่แพงมากสำหรับการนำไปใช้จำนวนมาก

ปัจจุบัน รถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างต่ำ (ความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตร) ซึ่งวัดจากพลังงานที่สามารถจัดเก็บได้ต่อหน่วยปริมาตรหรือน้ำหนัก ซึ่งตรงกันข้ามกับแบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ เช่น ตัวเก็บประจุแบบนิกเกิล ซึ่งมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า แต่มีข้อเสียบางประการ เช่น รอบการชาร์จสั้นและประสิทธิภาพการทำงานในสภาพอากาศหนาวเย็นต่ำ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก การปรับปรุงนี้ได้รับแรงผลักดันจากการปรับปรุงองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุที่ออกฤทธิ์ทั้งในแคโทดและแอโนด

ในขณะเดียวกัน เคมีอื่นๆ ก็ได้รับการพัฒนา เช่น ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต ซึ่งต้องการแร่ธาตุน้อยกว่าเคมีแบบดั้งเดิม และเหมาะสำหรับ EV ที่มีพิสัยสั้นกว่า ตราบใดที่การขุดไม่ได้ถูกขัดขวางโดยราคาสินค้าโภคภัณฑ์ที่สูงหรือข้อจำกัดอื่นๆ การเปลี่ยนไปใช้ตัวเลือกที่มีแร่ธาตุน้อยเหล่านี้อาจลดแรงกดดันในการจัดหาแบตเตอรี่ EV

ความหนาแน่นของพลังงานของ EV รุ่นล่าสุดได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมด้วยการพัฒนาแบตเตอรี่รถยนต์ทรงกระบอกขนาดใหญ่ สิ่งเหล่านี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบมากกว่าสองเท่าของขนาดปัจจุบัน ซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งแบตเตอรี่บนตัวรถได้กะทัดรัดมากขึ้น

แนวโน้มการพัฒนาแบตเตอรี่และเครื่องชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่ทั่วโลกได้รับแรงผลักดันจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่รองรับแบตเตอรี่ การเติบโตของรถยนต์ไฟฟ้าได้รับแรงหนุนจากบรรทัดฐานการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เข้มงวด การตระหนักรู้ของผู้บริโภคที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับรถยนต์ประหยัดพลังงาน ตลอดจนสิ่งจูงใจและเงินอุดหนุนจากรัฐบาลสำหรับการซื้อรถยนต์ไฟฟ้า

ประเภทแบตเตอรี่ที่ใช้บ่อยที่สุดใน EV คือแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและลิเธียมไอออน (Li-ion) โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่ Li-ion มีราคาย่อมเยามากกว่าแบตเตอรี่ NiMH และแบตเตอรี่ตะกั่วกรด และมีความจุในการเก็บพลังงานในระยะยาวที่ดีกว่า นอกจากนี้ยังมีน้ำหนักค่อนข้างต่ำและสามารถติดตั้งได้ง่ายใน EV

อย่างไรก็ตาม การใช้แบตเตอรี่ Li-ion ไม่ใช่เรื่องท้าทาย ข้อกังวลหลักประการหนึ่งคือระยะการขับขี่ที่จำกัด นี่เป็นเพราะข้อจำกัดทางเทคโนโลยีหลายประการ เช่น ความต้องการพลังงานสูงและเวลาในการชาร์จที่สูง

วิธีแก้ปัญหานี้คือการนำเทคโนโลยีการชาร์จเร็วมาใช้ การใช้ระบบชาร์จเร็วสามารถช่วยให้ EV ลดเวลาในการชาร์จได้ถึง 2 ชั่วโมง

นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของ EV โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามารถลดต้นทุนด้านพลังงานทั้งหมดได้โดยการลดปริมาณพลังงานที่ใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ของ EV

นอกจากนี้ยังสามารถลดการซีดจางของพลังงานและเพิ่มอายุขัยของแบตเตอรี่ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้ระบบชาร์จเร็วในรถยนต์ไฟฟ้า

ตลาด EV ในอเมริกาเหนือและยุโรปเติบโตอย่างรวดเร็ว ภูมิภาคนี้คาดว่าจะเป็นตลาดรถยนต์ไฟฟ้าที่เติบโตเร็วที่สุดในโลกภายในปี 2564 ในสหรัฐอเมริกา หลายรัฐกำลังกระตุ้นยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าและเพิ่มการใช้รถยนต์ไฟฟ้าโดยให้สิทธิประโยชน์ทางภาษีและเงินอุดหนุนแก่ผู้ซื้อ

แม้ว่าตลาด EV ทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ก็ยังประสบปัญหาและความท้าทายทางเทคนิคหลายประการ หนึ่งในนั้นคือเวลาในการชาร์จแบตเตอรี่ซึ่งเป็นส่วนที่ยาวที่สุดของกระบวนการชาร์จ

เพื่อแก้ปัญหานี้ จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีการชาร์จจำนวนหนึ่ง เทคโนโลยีเหล่านี้บางส่วนรวมถึงเครื่องชาร์จแบบเร็วในตัว เครื่องชาร์จแบบเร็วแบบนอกบอร์ด และเครื่องชาร์จแบบเร็ว DC เพื่อมอบประสบการณ์การชาร์จที่เชื่อถือได้และสม่ำเสมอ จำเป็นอย่างยิ่งที่ EV และเครื่องชาร์จ EV จะต้องสอดคล้องตามมาตรฐานการสื่อสาร

แบตเตอรี่และเครื่องชาร์จในกองยานยนต์พลังงานใหม่ทั่วโลกในปัจจุบันคาดว่าจะมีอายุการใช้งานยาวนานมาก นี่เป็นเพราะแบตเตอรี่ได้รับการออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าตัวรถเอง และผู้ผลิต EV ส่วนใหญ่ให้ความคุ้มครองการรับประกัน 8-10 ปีสำหรับชุดแบตเตอรี่ของตน

แม้ว่าแบตเตอรี่ EV จะมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน แต่คำถามก็ยังคงมีอยู่ว่าเกิดอะไรขึ้นกับแบตเตอรี่เก่าเมื่อแบตเตอรี่หมด แบตเตอรี่ที่ถูกทิ้งเหล่านี้สามารถนำมารีไซเคิลได้และยังสามารถช่วยกักเก็บไฟฟ้า - ทั้งในอาคารแต่ละหลังและสำหรับกริดทั้งหมด

เมื่อแบตเตอรี่หมดอายุการใช้งาน สามารถนำไปซ่อมแซมใหม่และใช้เป็นพลังงานให้กับยานพาหนะได้มากขึ้น สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งหากแบตเตอรี่ของ EV ดั้งเดิมทำจากวัสดุคุณภาพสูง เช่น ลิเธียมไอออน ซึ่งมีแนวโน้มที่จะนำไปรีไซเคิลมากกว่าประเภทอื่นๆ

แบตเตอรี่ยังสามารถนำมาใช้ใหม่เพื่อวัตถุประสงค์อื่นๆ เช่น การเก็บไฟฟ้าหมุนเวียนในระบบขนาดใหญ่ สามารถใช้เพื่อลดความผันผวนของแหล่งจ่ายไฟหมุนเวียนได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อเก็บไฟฟ้าจากอาคารในอัตราคงที่ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในประเทศต่างๆ เช่น สหราชอาณาจักร ซึ่งมีพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์จำนวนมาก

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่จะสูญเสียความจุในอัตราที่ค่อนข้างช้าและไม่เป็นเชิงเส้น โดยค่าเฉลี่ยต่อปีจะลดลงเพียง 2.3 เปอร์เซ็นต์ต่อปี ซึ่งหมายความว่า ในความเป็นจริงแล้ว ผู้ขับขี่จะไม่สังเกตเห็นว่าระยะของ EV ของพวกเขาค่อยๆ ลดลงมากนัก

อุณหภูมิอาจมีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ EV เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบตเตอรี่ที่สัมผัสกับวันที่อากาศร้อนจัดจะเสื่อมคุณภาพเร็วกว่าแบตเตอรี่ในสภาพอากาศปานกลาง นี่เป็นข้อกังวลสำหรับเจ้าของกลุ่มรถที่ใช้รถยนต์ไฟฟ้าเพื่อขนของหนักภายใต้สภาพอากาศที่ร้อนจัดหรือหนาวจัด

แต่ถึงแม้จะเป็นปัญหา แต่ก็เป็นปัญหาที่สามารถหลีกเลี่ยงได้ง่าย ๆ โดยการดูแล EV ของคุณอย่างเหมาะสมและชาร์จให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมกับการใช้งาน ซึ่งรวมถึงการไม่เสียบปลั๊กทิ้งไว้ตลอดวัน และตรวจสอบให้แน่ใจว่าชาร์จเต็มเมื่อจำเป็นเท่านั้น

ต้นทุนของแบตเตอรี่และเครื่องชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่ทั่วโลกเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สาเหตุหลักมาจากต้นทุนวัตถุดิบที่สูงขึ้นและค่าไฟฟ้าที่สูงขึ้น ต้นทุนของส่วนประกอบเหล่านี้เป็นปัจจัยสำคัญต่อราคาโดยรวมของรถยนต์ไฟฟ้า

ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของรถยนต์ไฟฟ้าจะแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ แต่โดยทั่วไปอาจน้อยกว่ารถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) ที่เทียบเท่า ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดแบตเตอรี่และระยะทาง แบตเตอรี่เป็นหนึ่งในชิ้นส่วนที่แพงที่สุดของรถยนต์ ดังนั้นจึงควรพิจารณาเรื่องนี้เมื่อเลือก EV

ปัจจุบัน ราคาแบตเตอรี่โดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 227 ดอลลาร์/กิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งมีราคาถูกกว่าในปี 2010 ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ตาม ยังมีค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานเพื่อรองรับแบตเตอรี่เหล่านี้

ซึ่งจะรวมถึงการสร้างและติดตั้งสถานีชาร์จ ตลอดจนการอัปเกรดโครงข่ายสาธารณูปโภคเพื่อกระจายพลังงานการชาร์จ EV สู่สาธารณะ ค่าใช้จ่ายเหล่านี้คาดว่าจะรวมประมาณ 240 พันล้านยูโรภายในปี 2573 ตามรายงานของ IRENA

นอกจากนี้ ผู้ผลิตแบตเตอรี่กำลังทำงานเพื่อพัฒนาแบตเตอรี่ EV รุ่นใหม่ที่สามารถทนทานและใช้งานได้ยาวนานกว่ารุ่นปัจจุบัน สิ่งนี้จะช่วยให้ EV สามารถผลิตและขายได้มากขึ้นในอนาคต

เมื่อเปรียบเทียบกับรถยนต์ทั่วไปแล้ว รถยนต์ไฟฟ้ามีศักยภาพที่จะมีราคาที่ถูกกว่า และบางประเทศยังเสนอให้เครดิตภาษีสำหรับการซื้อรถยนต์ไฟฟ้าหรือปลั๊กอินไฮบริด นี่เป็นแรงจูงใจที่จะช่วยเร่งการนำรถยนต์ไฟฟ้าไปใช้ทั่วโลก

นอกจากนี้ยังมีสิ่งจูงใจสำหรับกลุ่มยานยนต์ในการติดตั้งสถานีชาร์จ EV ของตนเอง สิ่งนี้สามารถเป็นประโยชน์สำหรับบริษัทที่มีกลุ่มรถ EV ขนาดใหญ่และรถที่จอดอยู่จำนวนมาก

นอกจากนี้ หลายรัฐเสนอเครดิตภาษีสำหรับการขับรถ EV แทนรถที่ใช้น้ำมัน เครดิตนี้มีให้ในระยะเวลาจำกัด และสามารถใช้ซื้อรถยนต์ไฟฟ้าหรือรถไฮบริดได้

นอกเหนือจากการลดมลพิษทางอากาศแล้ว รถยนต์พลังงานใหม่ยังช่วยลดต้นทุนการเดินทางและมีค่าบำรุงรักษาต่ำอีกด้วย สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับธุรกิจและผู้บริโภค