เทคโนโลยีการชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้า รูปแบบและประเภทการชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้า มีกี่แบบ กี่ประเภท

เทคโนโลยีการชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้า EV Charging

รูปแบบการชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้า

ปัจจุบันเทคโนโลยีการชาร์จประจุไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า EV Charging สามารถแบ่งได้เป็น 2ประเภทหลัก ได้แก่ 1. การชาร์จประจุไฟฟ้าผ่านตัวนำ (Conductive Charging) และ 2. การชาร์จไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ (Inductive Charging) หรือการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบไร้สาย (Wireless Charging)

1. การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าผ่านตัวนำ (Conductive Charging)

เป็นการชาร์จไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไปยังรถยนต์ไฟฟ้าโดยใช้สายชาร์จเคเบิล เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงและมีความซับซ้อนน้อย ทำให้การชาร์จประจุไฟฟ้าผ่านตัวนำเป็นวิธีการที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน สำหรับการชาร์จไฟฟ้าผ่านตัวนำนั้น สามารถแบ่งย่อยได้เป็น 2 .ประเภท แสดงดังรูปที่ 1ดังนี้

1.1 การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าแบบปกติ (Normal Charge)

ซึ่งเป็นการชาร์จประจุไฟฟ้าด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Charger) ผ่านอุปกรณ์อัดประจุไฟฟ้าที่ติดตั้งภายในรถยนต์ไฟฟ้า (On-Board Charger) จะมีขนาด 4.3 kW และ 6.6 kW สำหรับการชาร์จประจุไฟฟ้าแบบ 1 เฟส ไปจนถึง 11 kW และ 22 kW สำหรับระบบการชาร์จไฟฟ้าแบบ 3 เฟส ซึ่งการชาร์จประจุไฟฟ้ากระแสสลับที่ 22 kW จะเรียกว่าการชาร์จประจุไฟฟ้ากระแสสลับแบบกึ่งเร็ว (AC Semi-Quick Charge) และผ่านอุปกรณ์ Inverter เพื่อเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อชาร์จประจุในแบตเตอรี่ต่อไป ซึ่งโดยทั่วไปจะรองรับกระแสไฟฟ้าได้เพียง 16-32A ดังนั้น การชาร์จไฟฟ้าในรูปแบบนี้เหมาะสำหรับการชาร์จประจุไฟฟ้าที่ สำนักงาน หรือที่จอดรถสาธารณะที่เปิดให้จอดรถยนต์ได้เป็นระยะเวลานาน (มากกว่า 1-2ชั่วโมง)

1.2 การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าแบบเร็ว (Quick Charge)

ซึ่งเป็นการชาร์จประจุไฟฟ้ากระแสตรง (DC Charger) เข้าสู่แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าโดยตรง โดยมีระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ (Battery Manage-ment System: BMS) ทำหน้าที่ควมคุมการชาร์จประจุ การชาร์จประจุไฟฟ้าแบบเร็วสามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าในการชาร์จไฟฟ้าได้สูงเนื่องจากไม่มีข้อจำกัดเรื่อง On-Board Charger โดยทั่วไปสามารถชาร์จประจุไฟฟ้าครึ่งหนึ่งของความจุแบตเตอรี่ได้ภายในระยะเวลาเพียง 10-15 นาทีและเนื่องจากเป็นการชาร์จประจุไฟฟ้าที่ใช้กำลังไฟฟ้าสูง จึงต้องการแหล่งจ่ายไฟฟ้า 3เฟส ที่มีพิกัดกระแสสูง การชาร์จไฟฟ้ากระแสตรงมักเป็นการใช้งานในแหล่งสาธารณะซึ่งต้องการความรวดเร็วในการชาร์จประจุไฟฟ้า 
การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าแบบปกติและแบบเร็ว
รูปที่ 1 การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าผ่านตัวนำ
นอกเหนือจากเทคโนโลยีการชาร์จประจุไฟฟ้าดังกล่าวข้างต้น International Electro-technical Commission หรือ IEC ได้กำหนดรูปแบบการเชื่อมต่อสำหรับการชาร์จประจุไฟฟ้าตามมาตรฐาน IEC 62196 ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 โหมด ดังแสดงในรูปที่ 2 ได้แก่
การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าโหมด 1 (Mode 1) รถยนต์ไฟฟ้าจะถูกเชื่อมต่อเข้ากับระบบไฟฟ้าโดยตรงผ่านเต้ารับที่ติดตั้งทั่วไปในที่อยู่อาศัย และเป็นการชาร์จด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ทั้งนี้ในการชาร์จประจุไฟฟ้าในโหมด 1 นั้นระบบไฟฟ้าภายในที่อยู่อาศัยจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยและมีการติดตั้งสายดิน อุปกรณ์ตัดไฟ และอุปกรณ์ป้องกันกระแสรั่ว นอกจากนี้แล้วการชาร์จประจุไฟฟ้าในโหมด 1 เป็นระยะเวลานานอาจทำให้เกิดความร้อนขึ้นบริเวณเต้ารับและสายไฟ ซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายได้ และหากมีการใช้ไฟฟ้าเกินขนาดของเต้ารับและสายไฟฟ้าจะทำให้เบรกเกอร์ตัดการจ่ายไฟฟ้าเนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าเกิน
การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าโหมด 2 (Mode 2) รถยนต์ไฟฟ้าถูกเชื่อมต่อเข้ากับระบบไฟฟ้าโดยตรงผ่านเต้ารับที่ติดตั้งทั่วไปในที่อยู่อาศัยและทำการชาร์จประจุไฟฟ้าด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ 1 เฟส หรือ 3 เฟส ด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) อย่างไรก็ตามในการชาร์จประจุไฟฟ้าในโหมด 2 จะมีอุปกรณ์ป้องกันเพื่อควบคุมการชาร์จประจุไฟฟ้าติดตั้งพร้อมสายชาร์จเคเบิ้ลด้วย ซึ่งทำให้การชาร์จประจุไฟฟ้าในโหมด 2 มีค่าใช่จ่ายที่สูงกว่าในโหมด 1 แต่มีความปลอดภัยมากขึ้นด้วย
การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าโหมด 3 (Mode 3)
รถยนต์ไฟฟ้าถูกเชื่อมต่อเข้ากับระบบไฟฟ้าผ่านเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า AC ขนาดเล็กซึ่งมีแผงวงจรในการควบคุการชาร์จประจุไฟฟ้าและควบคุมความปลอดภัย ด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ส่งผลให้การชาร์จประจุไฟฟ้าในโหมดนี้มีความปลอดภัยมากกว่าการชาร์จประจุไฟฟ้าใน โหมด 1 และ 2 แต่ก็มีค่าใช้จ่ายที่สูงกว่าด้วยเช่นเดียวกัน
การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าโหมด 4 (Mode 4)
รถยนต์ไฟฟ้าถูกเชื่อมต่อเข้ากับระบบไฟฟ้าผ่านเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า DC ซึ่งจะชาร์จไฟฟ้าด้วยกระแสตรง (DC) เข้าสู่แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าโดยตรง โดยเครื่องชาร์จประจุไฟฟ้าจะมีระบบควบคุมการจ่ายกระแสไฟฟ้า ระบบควบคุมความปลอดภัยและสายชาร์จเคเบิลติดตั้งมากับเครื่องชาร์จประจุไฟฟ้า จึงทำให้การชาร์จไฟฟ้าในโหมด 4 มีความรวดเร็วและปลอดภัย แต่มีค่าใช้จ่ายสำหรับเครื่องชาร์จประจุไฟฟ้าและการเตรียมระบบไฟฟ้าที่ค่อนข้างสูง
รูปแบบการเชื่อมต่อเพื่อการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าตามมาตรฐาน IEC 62196
รูปที่ 2 รูปแบบการเชื่อมต่อเพื่อการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าตามมาตรฐาน IEC 62196
นอกจากรูปแบบการเชื่อมต่อทั้ง 4 รูปแบบดังแสดงในรูป 2 แล้ว มาตรฐาน IEC 62196 ยังได้กำหนดรูปแบบของเต้ารับเต้าเสียบ(หัวชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า)ของการชาร์จประจุไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าโดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง ดังแสดงในตารางที่ 1 และ 2 ตามลำดับ
เต้าเสียบและเต้ารับแบบกระแสสลับ Type 1 และ Type 2
ตารางที่ 1 เต้าเสียบและเต้ารับแบบกระแสสลับ Type 1 และ Type 2
เต้าเสียบและเต้ารับแบบกระแสตรงและแบบรวมกระแสสลับ/กระแสตรง
ตารางที่ 2 เต้าเสียบและเต้ารับแบบกระแสตรงและแบบรวมกระแสสลับ/กระแสตรง
สำหรับประเทศไทย สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (สมอ.) ได้กำหนดมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมสำหรับเต้าเสียบเต้ารับสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าแล้ว จำนวน 3เล่ม ได้แก่ มาตรฐาน มอก. 2749 เล่ม 1-2559 มอก. 2749 เล่ม 2-2559 และ มอก. 2749 เล่ม 3-2559 โดยกำหนดรูปแบบเต้าเสียบและเต้ารับกระแสสลับเป็นแบบ Type2 โดยยินยอมให้รถยนต์ไฟฟ้าที่มีเต้ารับเป็นแบบอื่นๆ สามารถใช้อุปกรณ์เสริมเพื่อปรับมาใช้กับ Type 2 ได้ และกำหนดเต้าเสียบและเต้ารับกระแสตรงสำหรับรถโดยสารไฟฟ้าเป็นแบบ Configuration FF Z (Combo Type 2) ส่วนรถยนต์ไฟฟ้าส่วนบุคคลนั้นยังไม่มีการกำหนดรูปแบบของเต้าเสียบและเต้ารับกระแสตรง

2. การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (Inductive Charging) หรือ การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าแบบไร้สาย (Wireless Charging)

เป็นการชาร์จประจุไฟฟ้าโดยการใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ดังแสดงในรูป 3 จึงทำให้การชาร์จประจุไฟฟ้าในรูปแบบนี้ไม่จำเป็นต้องมีสายเคเบิลในการชาร์จประจุไฟฟ้า เพิ่มความปลิดภัยและความสะดวกสบายในการใช้งาน และสามารถลดความเสี่ยงในการเกิดอันตรายจากการชาร์จประจุไฟฟ้า อย่างไรก็ตามการชาร์จประจุไฟฟ้าแบบไร้สายยังคงอยู่ในระหว่างการพัฒนา เพื่อลดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าระหว่างการชาร์จประจุให้มีประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้การชาร์จไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำจะเป็นการชาร์จไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้น จึงจำเป็นต้องใช้ On-Board Charger หรือ AC/DC Rectifier ในรถยนต์ไฟฟ้าเพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นกระแสตรงก่อนจ่ายเข้าสู่แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า
การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ หรือ การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าแบบไร้สาย
รูปที่ 3 การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ หรือ การชาร์จประจุรถยนต์ไฟฟ้าแบบไร้สาย
ที่มา: กกพ. (ERC)

คู่มือประกอบกิจการสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า

CONTACT
169/47 ถ.พุทธมณฑลสาย 4 ต.กระทุ่มล้ม  อ.สามพราน จ.นครปฐม 73220
086-070-0007
ananindustry@gmail.com
https://www.ananindustry.com
WORKING DAYS/HOURS
วันจันทร์ - วันเสาร์
8.00 - 17.00 น.
https://www.facebook.com/ananindustry
Copyright © 2008 Anan Industry Company Limited. All Rights Reserved