ชุดแบตเตอรี่ไฮบริดประกอบด้วยเซลล์แบตเตอรี่ชนิด Ni-MH ความจุไฟฟ้าสูงต่อเชื่อมกันแบบอนุกรมเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าสูงขนาด 200-300 V
เพื่อให้เหมาะสมกับพื้นที่จำกัดในรถยนต์ และง่ายต่อการซ่อมบำรุง ชุดเซลล์แบตเตอรี่จะต่อกันเป็นชุดๆ 5-10 เซลล์ต่อชุด เราเรียกชุดนี้ว่าโมดูล ดังนั้นในชุดแบตเตอรี่ (Battery pack) จะประกอบด้วยโมดูลจำนวนหนึ่งต่อเชื่อมกันแบบอนุกรมเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ดังแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1: ชุดแบตเตอรี่ไฮบริด (Battery pack)
แบตเตอรี่ไฮบริดนั้นมีการเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน โดยความจุของแบตเตอรี่ (Capacity) จะลดน้อยลงและมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบไฮบริด เช่น อัตราความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเพิ่มมากขึ้น อัตราเร่งลดลง ระยะทางที่วิ่งด้วยโหมด EV สั้นลง และหากแบตเตอรี่เสื่อมสภาพถึงจุดหนึ่งจนกระทั่งแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่โมดูลมีความแตกต่างจากโมดูลอื่นในชุดแบตเตอรี่ หรือค่าแรงดันไฟฟ้าของโมดูลสวิงเกินเกณฑ์ที่กำหนด ECU ของชุดแบตเตอรี่ไฮบริดจะส่ง Diagnostic Trouble Code (DTC) ขึ้นเตือนที่ Dashboard
การตรวจวิเคราะห์สุขภาพของแบตเตอรี่ (State of Health, SOH) นั้นการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้ต่อโหลด (Open Circuit Voltage, OCV) เพียงอย่างเดียวยังไม่สามารถบอกได้ชัดเจน แต่การตรวจสอบความจุ (Capacity) ความต้านทานภายใน (Internal Resistance) และการคายประจุเอง
(Self-Discharge) ของแต่ละโมดูลจะสามารถชี้ชัดได้ว่าโมดูลไหนผิดปกติ
การทำ Capacity Test นั้นเราต้องทำการตั้งค่า Battery Parameter ที่เครื่อง Charger/Analyzer ให้ถูกต้อง เช่น ค่าอัตราประจุต่อชั่วโมงของแบตเตอรี่ (AH) อัตราประจุในการชาร์จและคายประจุ
(C-Rate) จำนวนเซลล์ใน 1 โมดูล เวลาในการชาร์จ เป็นต้น จากนั้นก็ทำการชาร์จประจุแต่ละโมดูลให้เต็ม แล้วต่อด้วยการทดสอบการคายประจุในเวลาที่กำหนด (Capacity Test) ค่าที่ได้จากการทดสอบการคายประจุนี้จะมีหน่วยเป็น Ampere Hour (Ah) หรือเปอร์เซ็นต์ ดังแสดงในรูปที่ 2 ซึ่งแสดงค่าความจุของโมดูลในชุดแบตเตอรี่
รูปที่ 2: กราฟแสดงค่าความจุของแต่ละโมดูลในชุดแบตเตอรี่
สิ่งที่ควรระวังในขณะที่ชาร์จแบตเตอรี่ไฮบริดชนิด Ni-MH นั้น เมื่อแบตใกล้จะชาร์จเต็ม เซลล์แบตเตอรี่จะมีอุณหภูมิสูงขึ้น และมีแรงดันภายในเซลล์เพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงต้องระบายความร้อนให้ดี และบีบอัดโมดูลไว้ใน Case ของแบตเตอรี่เสมอ
เมื่อได้ค่าความจุ (Capacity) ของแต่ละโมดูลเรียบร้อยแล้ว เราก็จะสามารถวิเคราะห์ได้ว่าโมดูลไหนในชุดแบตเตอรี่ของเรามีประจุต่ำกว่าปกติที่ควรจะเป็น มีจำนวนเท่าไร และเราก็สามารถหาทางเลือกที่เหมาะสมในการแก้ไข ว่าควรทำการฟื้นฟูสภาพ (Recondition) หรือไม่? หรือควรทำการซ่อม (Repair) โมดูลที่มีค่าความจุต่ำด้วยโมดูลที่มีค่าความจุที่เหมาะสม? หรือควรจะเปลี่ยนชุดแบตเตอรี่ใหม่ (Replacement) ด้วยชุดแบตเตอรี่ rebuilt หรือด้วยชุดแบตเตอรี่ brand new ?
หากเลือกแก้ไขปัญหาด้วยการซ่อม (Repair) โมดูลที่มีค่าความจุต่ำด้วยโมดูลที่มีค่าความจุที่เหมาะสม จะต้องพิจารณาสิ่งเหล่านี้
Minimum Capacity: โดยทั่วไปรถยนต์ไฮบริดจะมีความลึกในการคายประจุ (Depth Of Discharge, DOD) ไม่เกิน 60% โดยทำการชาร์จแบตเตอรี่ไฮบริดเต็มที่สูงสุดที่ 80% ของความจุ และใช้งานแบตเตอรี่ถึงแค่ระยะ 20% ของความจุเท่านั้นเพื่อให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานได้ยาวนาน ดังนั้นหากจะทำการซ่อมหรือ Rebuilt ชุดแบตเตอรี่ไฮบริดก็ควรให้แต่ละโมดูลมีค่าความจุไม่น้อยกว่า 60% ประสิทธิภาพของชุดแบตเตอรี่นั้นไม่ใช่ประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยของทุกโมดูล หรือประสิทธิภาพของโมดูลที่ดีที่สุด แต่ประสิทธิภาพที่แท้จริงนั้นอยู่ที่โมดูลที่อ่อนแอที่สุดในชุดแบตเตอรี่นั้น ๆ
Capacity Matching: นอกจากนั้นชุดแบตเตอรี่ที่เราทำการซ่อมหรือ Rebuilt จะต้องจัดให้มีค่าความจุของแต่ละโมดูลให้ใกล้เคียงกันมากที่สุด การจับคู่เซลล์ที่ไม่เหมาะสมเป็นสาเหตุของความล้มเหลว เซลล์ที่อ่อนแอซึ่งจับคู่กับเซลล์ที่แข็งแรงกว่าในแบตเตอรี่แพ็ค เซลล์ที่อ่อนแอมีความจุของประจุน้อยกว่าและคายประจุออกไปเร็วกว่าเซลล์ที่แข็งแรง เซลล์ที่อ่อนแอจะหมดประจุก่อนทำให้เซลล์ที่แข็งแรงรับภาระต่อไปจนถึงจุดที่ภาระสูงนี้สามารถผลักเซลล์ที่อ่อนแอเกิด Reverse Polarity อันเป็นสาเหตุให้เซลล์นั้นเสียถาวรได้ ดังแสดงในรูปที่ 3
รูปที่ 3: ผลของความจุที่แตกต่างระหว่างเซลล์
Ni-MH สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับได้แค่ลบ 0.2V ที่ไม่กี่มิลลิแอมป์ แต่หากเกินกว่านี้จะทำให้เซลล์เสียถาวร ขณะชาร์จเซลล์ที่อ่อนแอจะชาร์จเต็มก่อนจากนั้นจะเกิดการสะสมความร้อนในช่วงที่เกิดการ Overcharge ในขณะที่เซลล์ที่แข็งแกร่งยังคงรับประจุในการชาร์จและยังอยู่ในสภาพเย็น เซลล์ที่อ่อนแอจะมีข้อเสียทั้งในด้านการรับประจุและการคายประจุ มันจะอ่อนแอลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งหมดสภาพในที่สุด
Internat Resistance Matching: โมดูลที่นำมาประกอบในชุดแบตเตอรี่ควรต้องมีค่าความต้านทานภายใน (Internal Resistance) ใกล้เคียงกันเพื่อประสิทธิภาพในการจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ใกล้เคียงกัน
Self-Discharge Matching: โมดูลที่จะนำมาประกอบในชุดแบตเตอรี่ควรต้องมีอัตราการคายประจุเอง (Self-Discharge)ใกล้เคียงกัน ทำการทดสอบอัตราการคายประจุเองของแต่ละโมดูลด้วยการชาร์จประจุจนเต็มแล้วทิ้งไว้ 24 ชั่วโมงแล้ววัดค่าแรงดันไฟฟ้าอีกครั้งหนึ่ง อัตราการคายประจุของแต่ละโมดูลจะต้องใกล้เคียงกัน Ni-MH โดยทั่วไปมีอัตราการคายประจุเองอยู่ที่ 10-15% ใน 24 ชั่วโมงแรกเมื่อชาร์จเสร็จ โมดูลที่มีอัตราการคายประจุเองเกิน 30% ใน 24 ชั่วโมงแรกไม่ควรนำมาใช้ในชุดแบตเตอรี่
Balancing: โมดูลในชุดแบตเตอรี่ไฮบริดจะต้องมีค่าแรงดันไฟฟ้าที่ใกล้เคียงกันมากที่สุด ดังนั้นเมื่อซ่อมหรือ Rebuilt ชุดแบตเตอรี่แล้วควรทำ Top Balancing ให้ค่า Voltage ในแต่ละโมดูลเท่ากัน
สิ่งที่ต้องพิจารณาอันดับสุดท้ายคือ ความคุ้มค่าของการซ่อมกับค่าใช้จ่ายที่เสียไป ค่าใช้จ่ายในการซ่อมทั้งหมดไม่ควรเกิน 60% ของมูลค่าชุดแบตเตอรี่ใหม่ แบตเตอรี่ใหม่โดยทั่วไปให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า
AEC Hybrid Plus ให้บริการตรวจเช็คแบตเตอรี่ไฮบริด (Hybrid battery testing) ซ่อมแบตเตอรี่ไฮบริด (Hybrid battery repair) ฟื้นฟูสภาพแบตเตอรี่ (Hybrid battery reconditioning) และเปลี่ยนชุดแบตเตอรี่ไฮบริด(Hybrid battery rebuild/replacement) ด้วยเครื่องมือที่ทันสมัย อะไหล่ที่มีคุณภาพและทีมงานที่เชี่ยวชาญ พร้อมใบรับประกัน
Comentários