ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងយានយន្តអគ្គិសនី

ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងយានយន្តអគ្គិសនី

ការអភិវឌ្ឍយានយន្តអគ្គិសនី (EVs) ក្នុងរយៈពេលមួយទសវត្សរ៍កន្លងមកនេះ ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងមិនអាចកាត់ផ្តាច់បានទៅនឹងសមាសធាតុសំខាន់មួយគឺ ថ្ម។ ក្នុងចំណោមបច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកថាមពលផ្សេងៗដែលមិនធ្លាប់មានការអភិវឌ្ឍ ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង (Li-ion) បានក្លាយជាជម្រើសលេចធ្លោសម្រាប់រថយន្តអគ្គិសនី ម៉ូតូអគ្គិសនី ឡានក្រុងអគ្គិសនី និងឧបករណ៍ផ្សេងៗដែលគាំទ្រដល់ប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី EV។ នេះមិនមែនគ្រាន់តែជា "និន្នាការ" នោះទេ ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញ ដោយសារតែ Li-ion ផ្តល់នូវការរួមបញ្ចូលគ្នាដែលមិនអាចប្រៀបផ្ទឹមបាន៖ ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ ប្រសិទ្ធភាពល្អ ទម្ងន់ស្រាល និងសមត្ថភាពក្នុងការសាកថ្មម្តងហើយម្តងទៀតជាមួយនឹងការរិចរិលដែលគ្រប់គ្រងកាន់តែខ្លាំងឡើង។

ហេតុអ្វីបានជាថ្ម Lithium-Ion ក្លាយជាស្តង់ដារនៅក្នុងរថយន្ត EV?

យានយន្តអគ្គិសនីត្រូវការប្រភពថាមពលដែលអាចរក្សាទុកអគ្គិសនីបានច្រើន ខណៈពេលដែលនៅតែមានទំហំតូច។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងអាគុយអាស៊ីតសំណដែលធ្លាប់ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ អាគុយ Li-ion មានដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ជាង។ នេះមានន័យថា សម្រាប់បរិមាណថាមពលដូចគ្នា អាគុយ Li-ion អាចមានទំហំតូចជាង និងស្រាលជាង — កត្តាពីរដែលប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ចម្ងាយបើកបរ ប្រសិទ្ធភាពនៃការបង្កើនល្បឿន និងប្រសិទ្ធភាពទាំងមូលរបស់យានយន្ត។

លើសពីនេះ ថ្ម Li-ion មានប្រសិទ្ធភាពសាកថ្ម និងបញ្ចេញខ្ពស់។ កញ្ចប់ថ្មរថយន្តអគ្គិសនីទំនើបៗជាច្រើនអាចសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាពទៅមកដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យថាមពលកាន់តែច្រើនពីឆ្នាំងសាកផ្តល់ថាមពលដល់កង់។ នេះប្រែក្លាយទៅជាការចំណាយប្រតិបត្តិការទាប និងការប្រើប្រាស់ថាមពលកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។

រចនាសម្ព័ន្ធមូលដ្ឋាន និងរបៀបដែលថ្ម Li-ion ដំណើរការ

ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងដំណើរការដោយការរំកិលអ៊ីយ៉ុងលីចូមរវាងអេឡិចត្រូតពីរ៖ អាណូត និងកាតូត។ នៅពេលដែលថ្មបញ្ចេញចរន្តអគ្គិសនី អ៊ីយ៉ុងលីចូមផ្លាស់ទីពីអាណូតទៅកាតូតតាមរយៈអេឡិចត្រូលីត ខណៈពេលដែលអេឡិចត្រុងហូរតាមសៀគ្វីខាងក្រៅដើម្បីផ្តល់ថាមពលដល់ម៉ូទ័រអគ្គិសនី។ នៅពេលសាកថ្ម ដំណើរការនេះត្រូវបានបញ្ច្រាស់៖ អ៊ីយ៉ុងលីចូមត្រូវបានបង្ខំឱ្យត្រឡប់ទៅអាណូតវិញ។

នៅក្នុងបរិបទរថយន្តអគ្គិសនី (EV) ថ្មមិនមានជាកោសិកាតែមួយទេ។ វាត្រូវបានផ្សំឡើងពីកោសិកាជាច្រើនដែលបានផ្គុំជាម៉ូឌុល ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានផ្គុំជាកញ្ចប់មួយ។ ការតភ្ជាប់ស៊េរីបង្កើនវ៉ុល ខណៈពេលដែលការតភ្ជាប់ប៉ារ៉ាឡែលបង្កើនសមត្ថភាព (Ah) និងសមត្ថភាពចរន្ត។ នៅកម្រិតកញ្ចប់ ថ្មត្រូវបានបំពាក់ដោយប្រព័ន្ធសុវត្ថិភាព ប្រព័ន្ធត្រជាក់ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងកុំព្យូទ័រគ្រប់គ្រង ដើម្បីធានាបាននូវដំណើរការ និងសុវត្ថិភាព។

ប្រភេទគីមីវិទ្យាលីចូម-អ៊ីយ៉ុងទូទៅនៅក្នុងយានយន្តអគ្គិសនី

ពាក្យថា "លីចូម-អ៊ីយ៉ុង" តាមពិតទៅ គឺជាពាក្យទូលំទូលាយមួយដែលគ្របដណ្តប់លើការប្រែប្រួលគីមីជាច្រើន។ នៅក្នុងរថយន្តអគ្គិសនី មួយចំនួនដែលពេញនិយមបំផុតគឺ៖

១. NMC (នីកែល ម៉ង់ហ្គាណែស កូបាល់)
ប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ ពីព្រោះវាផ្តល់នូវតុល្យភាពល្អរវាងដង់ស៊ីតេថាមពល អាយុកាល និងដំណើរការ។ មាតិកានីកែលមានទំនោរបង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពល ខណៈពេលដែលម៉ង់ហ្គាណែសរួមចំណែកដល់ស្ថេរភាព។ កូបាល់គាំទ្រដល់ដំណើរការ និងស្ថេរភាព ប៉ុន្តែជារឿយៗត្រូវបានយកចិត្តទុកដាក់ដោយសារតែបញ្ហាថ្លៃដើម និងខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់។

២. NCA (នីកែល កូបល អាលុយមីញ៉ូម)
ដោយត្រូវបានគេស្គាល់ដោយសារដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ និងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងយានយន្តដែលផ្តល់អាទិភាពដល់ចម្ងាយបើកបរ បញ្ហាប្រឈមគឺតម្រូវការសម្រាប់ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រង និងគ្រប់គ្រងកម្ដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។

៣. LFP (លីចូមជាតិដែកផូស្វាត)
វាកំពុងទទួលបានប្រជាប្រិយភាពដោយសារតែស្ថេរភាពកម្ដៅខ្ពស់ អាយុកាលវដ្តវែង និងដំណើរការមានសុវត្ថិភាពជាទូទៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធ្ងន់ធ្ងរ។ ចំណុចអវិជ្ជមានគឺដង់ស៊ីតេថាមពលទាបជាង NMC/NCA ទោះបីជាការច្នៃប្រឌិតរចនាកញ្ចប់កំពុងបង្រួមគម្លាតក៏ដោយ។

ជម្រើសនៃគីមីវិទ្យាថ្មគឺជាការសម្របសម្រួលរវាងចម្ងាយបើកបរ តម្លៃ សុវត្ថិភាព ភាពធន់ និងទីផ្សារគោលដៅ។ រថយន្តអគ្គិសនីក្នុងទីក្រុងដែលសង្កត់ធ្ងន់លើតម្លៃ និងភាពធន់ច្រើនតែប្រើប្រាស់ LFP ខណៈដែលរថយន្តដែលមានចម្ងាយបើកបរឆ្ងាយ និងមានដំណើរការខ្ពស់ច្រើនតែប្រើប្រាស់ NMC ឬ NCA។

កញ្ចប់ថ្ម និងតួនាទីរបស់ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថ្ម (BMS)

កញ្ចប់ថ្មរថយន្ត EV គឺជាប្រព័ន្ធស្មុគស្មាញមួយ។ នេះជាកន្លែងដែលប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថ្ម (BMS) ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។ BMS ត្រួតពិនិត្យវ៉ុល ចរន្ត និងសីតុណ្ហភាពនៃក្រឡានីមួយៗ ឬក្រុមក្រឡា បន្ទាប់មកគ្រប់គ្រងទិដ្ឋភាពផ្សេងៗដូចជា៖

- ការពារការសាកថ្មលើសកម្រិត ការសាកថ្មលើសកម្រិត ការសាកថ្មលើសកម្រិត និងការឡើងកំដៅខ្លាំង
– ធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពរវាងកោសិកា ដើម្បីកុំឱ្យកោសិកាណាមួយពេញ ឬអស់លឿនជាងមុន ដែលអាចបង្កើនល្បឿននៃការរិចរិល។
– ការប៉ាន់ស្មានស្ថានភាពនៃការចោទប្រកាន់ (SoC) និងស្ថានភាពសុខភាព (SoH) ដើម្បីផ្តល់ព័ត៌មានត្រឹមត្រូវដល់អ្នកបើកបរ
– សម្របសម្រួលជាមួយប្រព័ន្ធត្រជាក់/កំដៅ ដើម្បីរក្សាថ្មឱ្យស្ថិតក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការដ៏ល្អ។

បើគ្មាន BMS ដែលអាចទុកចិត្តបានទេ ថ្ម Li-ion មិនត្រឹមតែចុះខ្សោយដំណើរការយ៉ាងឆាប់រហ័សប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏មានហានិភ័យនៃការបរាជ័យផងដែរ។

ការគ្រប់គ្រងកម្ដៅ៖ គន្លឹះនៃអាយុកាលថ្ម និងសុវត្ថិភាព

សីតុណ្ហភាពគឺជាកត្តាចម្បងមួយនៅក្នុងពិភពនៃថ្ម Li-ion។ កំដៅខ្លាំងពេកបង្កើនល្បឿនប្រតិកម្មគីមីដែលមិនចង់បាន បង្កើនល្បឿនការរលួយ ហើយក្នុងករណីធ្ងន់ធ្ងរអាចបង្កឱ្យមានការហូរចេញនៃកម្ដៅ។ ផ្ទុយទៅវិញ សីតុណ្ហភាពទាបពេកកាត់បន្ថយសមត្ថភាពរបស់ថ្មក្នុងការសាកថ្មលឿន និងកាត់បន្ថយទិន្នផលថាមពល។

ដូច្នេះ យានយន្តអគ្គិសនីទំនើបៗប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងកម្ដៅ៖ ត្រជាក់ដោយរាវ ត្រជាក់ដោយខ្យល់ ស្នប់កម្ដៅ ឬការរួមបញ្ចូលគ្នារវាងកំដៅ និងត្រជាក់។ ប្រព័ន្ធទាំងនេះរក្សាថ្មឱ្យស្ថិតក្នុងចន្លោះល្អបំផុត ជាពិសេសក្នុងអំឡុងពេលបង្កើនល្បឿនខ្លាំង ការសាកថ្ម DC លឿន ឬការបើកបរក្នុងអាកាសធាតុអាក្រក់។

ការសាកថ្ម និងផលប៉ះពាល់របស់វាទៅលើការរិចរិល

ក្តីបារម្ភមួយសម្រាប់អ្នកប្រើប្រាស់រថយន្តអគ្គិសនីគឺការថយចុះសមត្ថភាពថ្មតាមពេលវេលា។ ខណៈពេលដែលការថយចុះគុណភាពថ្មមិនអាចជៀសវាងបានទាំងស្រុង វាអាចត្រូវបានបន្ថយល្បឿន។ កត្តាដែលជះឥទ្ធិពលដល់ការថយចុះគុណភាពថ្មរួមមាន៖

– ភាពញឹកញាប់នៃការសាកថ្មលឿន៖ ការសាកថ្មលឿនដោយចរន្តត្រង់ជាទូទៅបង្កើតកំដៅ និងភាពតានតឹងគីមីច្រើនជាងការសាកថ្មដោយចរន្តត្រង់ដែលយឺតជាង។
– ទម្លាប់​សាក​ដល់ 100% ឬ​បញ្ចេញ​ដល់ 0%៖ ថ្ម​មាន​ទំនោរ​ប្រើ​បាន​យូរ​ជាង​មុន​នៅពេល​ដំណើរការ​ក្នុង​ជួរ SoC ជាក់លាក់​មួយ​ក្នុង​ការប្រើប្រាស់​ប្រចាំថ្ងៃ។
– សីតុណ្ហភាព​ព័ទ្ធជុំវិញ៖ កំដៅ​ខ្ពស់​ក្នុង​រយៈពេល​យូរ​ជួយ​ពន្លឿន​ភាពចាស់​នៃ​ថ្ម។
– របៀបបើកបរ និងបន្ទុក៖ ការបង្កើនល្បឿនយ៉ាងខ្លាំង និងបន្ទុកធ្ងន់បង្កើនចរន្ត បង្កើតកំដៅ និងដាក់ភាពតានតឹងបន្ថែមលើកោសិកា។

ក្រុមហ៊ុនផលិតរថយន្តអគ្គិសនី (EV) ជាធម្មតាអនុវត្តយុទ្ធសាស្ត្រ BMS និងសតិបណ្ដោះអាសន្នសមត្ថភាព ដើម្បីការពារថ្ម ដូចជាការកំណត់ការសាកដែលមានប្រសិទ្ធភាពអតិបរមា ឬការកែតម្រូវខ្សែកោងសាកឱ្យមានសុវត្ថិភាពជាងមុន។

សុវត្ថិភាពថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងរថយន្តអគ្គិសនី

បញ្ហាសុវត្ថិភាពត្រូវបានគូសបញ្ជាក់ជាញឹកញាប់ ជាពិសេសទាក់ទងនឹងការឆេះអាគុយ។ តាមស្ថិតិ មូលហេតុអាចមានភាពខុសប្លែកគ្នា៖ ពិការភាពផលិតកម្ម ការខូចខាតរាងកាយពីគ្រោះថ្នាក់ ការបរាជ័យប្រព័ន្ធកម្ដៅ ឬការសាកថ្មមិនត្រឹមត្រូវ។ រថយន្តអគ្គិសនីត្រូវបានរចនាឡើងជាមួយនឹងស្រទាប់ការពារច្រើនស្រទាប់ រួមមាន៖

– រចនាសម្ព័ន្ធ​របាំង​ និង​កញ្ចប់​ដែល​បន្ថយល្បឿន​នៃ​ការសាយភាយ​កំដៅ​រវាង​កោសិកា
- ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហភាព និងចរន្ត ដែលបើកដំណើរការបិទដោយស្វ័យប្រវត្តិ នៅពេលដែលមានភាពមិនប្រក្រតីត្រូវបានរកឃើញ។
– ប្រព័ន្ធ​បំបែក​វ៉ុល​ខ្ពស់ (កុងតាក់) ដែល​ញែក​ថ្ម​ចេញ​ពេល​មាន​ស្ថានភាព​គ្រោះថ្នាក់​កើតឡើង
– ស្តង់ដារធ្វើតេស្តយ៉ាងតឹងរ៉ឹងសម្រាប់ភាពធន់នឹងរំញ័រ សីតុណ្ហភាព ផលប៉ះពាល់ និងភាពធន់នឹងការជ្រៀតចូល

ជាមួយនឹងការរចនាត្រឹមត្រូវ ថ្ម Li-ion អាចដំណើរការបានដោយសុវត្ថិភាព ទោះបីជាវានៅតែតម្រូវឱ្យមានការប្រកាន់ខ្ជាប់នូវនីតិវិធីថែទាំ និងការសាកថ្មក៏ដោយ។

ការកែច្នៃឡើងវិញ ជីវិតទីពីរ និងនិរន្តរភាព

អាគុយរថយន្ត EV មិនបាត់បង់ប្រយោជន៍របស់វាទេ នៅពេលដែលសមត្ថភាពរបស់វាធ្លាក់ចុះក្រោមស្តង់ដាររថយន្ត។ អាគុយជាច្រើននៅតែមានសមត្ថភាពគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់កម្មវិធីផ្សេងទៀត ដូចជាការផ្ទុកថាមពលនៅនឹងកន្លែង (អាយុកាលទីពីរ) សម្រាប់ផ្ទះ អគារ ឬប្រព័ន្ធថាមពលកកើតឡើងវិញ។ នេះជួយពន្យារអាយុកាលប្រើប្រាស់របស់អាគុយមុនពេលវាត្រូវការកែច្នៃឡើងវិញ។

ការកែច្នៃថ្ម Li-ion គឺជាប្រធានបទដ៏សំខាន់មួយ ពីព្រោះវាមានវត្ថុធាតុដើមដ៏មានតម្លៃដូចជា នីកែល កូបាល់ ទង់ដែង និងលីចូម។ ឧស្សាហកម្មកែច្នៃកំពុងរីកចម្រើន ដើម្បីទាញយកវត្ថុធាតុដើមទាំងនេះ ហើយប្រគល់វាទៅខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់វិញ។ ឆ្ពោះទៅមុខ ការកែលម្អប្រសិទ្ធភាពកែច្នៃ និងការរចនាថ្មសម្រាប់ការកែច្នៃឡើងវិញ នឹងក្លាយជាកត្តាសំខាន់ៗក្នុងនិរន្តរភាពនៃប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីរថយន្តអគ្គិសនី។

អនាគត៖ ពីស្ថានភាពរឹងទៅគីមីវិទ្យាជំនួស

ទោះបីជា Li-ion នៅតែលេចធ្លោក៏ដោយ ការស្រាវជ្រាវនៅតែបន្ត។ បេក្ខជនដ៏រឹងមាំមួយគឺថ្មរឹង ដែលជំនួសអេឡិចត្រូលីតរាវជាមួយនឹងថ្មរឹង។ គោលដៅរួមមានការកែលម្អសុវត្ថិភាព ការអនុញ្ញាតឱ្យមានដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ជាងមុន និងការបង្កើនល្បឿនសាកថ្ម។ ទន្ទឹមនឹងនេះ ការអភិវឌ្ឍគីមីវិទ្យា LFP វ៉ារ្យ៉ង់នីកែលខ្ពស់ និងបច្ចេកវិទ្យាអាណូតស៊ីលីកុនក៏កំពុងមានភាពចាស់ទុំផងដែរ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានដំណើរការប្រសើរឡើងដោយមិនធ្វើឱ្យប៉ះពាល់ដល់ថ្លៃដើម និងសុវត្ថិភាព។

នៅទីបំផុត ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង គឺជាបេះដូងនៃយានយន្តអគ្គិសនីសព្វថ្ងៃនេះ៖ ស្មុគស្មាញ ថ្លៃ ប៉ុន្តែមានការកែលម្អឥតឈប់ឈរ។ ជាមួយនឹងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃការច្នៃប្រឌិតគីមី ការរចនាកញ្ចប់ដែលមានប្រសិទ្ធភាពកាន់តែខ្លាំងឡើង ការគ្រប់គ្រងកម្ដៅឆ្លាតវៃ និងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីកែច្នៃឡើងវិញដ៏រីកចម្រើន ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង នឹងនៅតែជាបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ដែលជំរុញការផ្លាស់ប្តូរទៅជាការចល័តដែលស្អាត និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុន។