แบตเตอรี่ลิเธียมในรถบ้านกำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ และด้วยเหตุผลที่ดี แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อดีหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรถบ้าน แบตเตอรี่ลิเธียมในรถบ้านช่วยลดน้ำหนัก มีความจุสูงกว่า และชาร์จเร็วขึ้น ทำให้ใช้งานรถบ้านได้อย่างอิสระมากขึ้น เนื่องจากเรากำลังวางแผนปรับปรุงรถบ้าน เราจึงกำลังสำรวจตลาด พิจารณาข้อดีข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียม และสิ่งที่ต้องเปลี่ยนแปลงในระบบที่มีอยู่แบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับรถบ้าน.

ทำไมต้องใช้แบตเตอรี่ลิเธียมในรถบ้าน?

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบดั้งเดิม (และแบตเตอรี่ที่ดัดแปลงแล้ว เช่น แบตเตอรี่เจลและแบตเตอรี่ AGM) ถูกนำมาใช้ในบ้านเคลื่อนที่มานานหลายทศวรรษแล้ว มันใช้งานได้ แต่แบตเตอรี่เหล่านี้ไม่เหมาะกับบ้านเคลื่อนที่:

• พวกมันหนัก
• หากค่าประจุไม่เหมาะสม อายุการใช้งานก็จะสั้นลง
• ไม่เหมาะสมกับสถานการณ์การใช้งานหลายอย่าง

แต่แบตเตอรี่ทั่วไปนั้นค่อนข้างถูก – แม้ว่าแบตเตอรี่ AGM จะมีราคาสูงกว่าก็ตาม

อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาแบตเตอรี่ลิเธียม 12 โวลต์แบตเตอรี่ลิเธียมเริ่มเข้ามาใช้ในรถบ้านมากขึ้นเรื่อยๆ ถึงแม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมในรถบ้านยังคงถือเป็นของฟุ่มเฟือยอยู่บ้าง เนื่องจากราคาสูงกว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ทั่วไปมาก แต่ก็มีข้อดีหลายอย่างที่ไม่ควรมองข้าม และทำให้ราคาดูสมเหตุสมผลมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในหัวข้อถัดไป

เราได้รับรถตู้คันใหม่ในปี 2018 พร้อมแบตเตอรี่ AGM สองก้อน เราไม่อยากทิ้งมันทันที และวางแผนไว้ว่าจะเปลี่ยนไปใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเมื่อแบตเตอรี่ AGM หมดอายุการใช้งานเท่านั้น อย่างไรก็ตาม แผนการมักเปลี่ยนแปลงได้ และเพื่อให้มีพื้นที่ในรถตู้สำหรับการติดตั้งเครื่องทำความร้อนดีเซลในอนาคต เราจึงตัดสินใจติดตั้งแบตเตอรี่ลิเธียมในรถบ้านแทน เราจะรายงานรายละเอียดเพิ่มเติมในภายหลัง แต่แน่นอนว่าเราได้ทำการวิจัยมาเป็นอย่างดีแล้ว และเราอยากจะนำเสนอผลลัพธ์ในบทความนี้

ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียม

ก่อนอื่น มาดูคำจำกัดความบางส่วนเพื่อชี้แจงคำศัพท์กันก่อน

LiFePo4 คืออะไร?

ในบริบทของแบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับบ้านเคลื่อนที่ เรามักจะพบกับคำศัพท์ที่ค่อนข้างซับซ้อนอย่าง LiFePo4 อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

LiFePo4 คือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ขั้วบวกประกอบด้วยลิเธียมเหล็กฟอสเฟตแทนที่จะเป็นลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ ทำให้แบตเตอรี่ชนิดนี้ปลอดภัยมากเพราะป้องกันการเกิดความร้อนสูงเกินไป

ตัวอักษร Y ใน LiFePoY4 หมายถึงอะไร?

เพื่อแลกกับความปลอดภัย ในช่วงต้นแบตเตอรี่ LiFePo4มีกำลังวัตต์ต่ำกว่า

เมื่อเวลาผ่านไป ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขด้วยวิธีการต่างๆ เช่น การใช้อิตเทรียม แบตเตอรี่ดังกล่าวจึงเรียกว่า LiFePoY4 และ (ในบางกรณี) ก็พบได้ในบ้านเคลื่อนที่

แบตเตอรี่ลิเธียมในรถบ้านมีความปลอดภัยแค่ไหน?

เช่นเดียวกับคนอื่นๆ อีกมากมาย เราสงสัยว่าแบตเตอรี่ลิเธียมมีความปลอดภัยมากแค่ไหนเมื่อใช้ในรถบ้าน จะเกิดอะไรขึ้นหากเกิดอุบัติเหตุ? จะเกิดอะไรขึ้นหากชาร์จไฟเกินโดยไม่ตั้งใจ?

ในความเป็นจริง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลายชนิดมีข้อกังวลด้านความปลอดภัย นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีเพียงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิด LiFePo4 ซึ่งถือว่าปลอดภัย จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมบ้านเคลื่อนที่

ความเสถียรในการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียม

ในการวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่นั้น เรามักจะพบกับคำว่า "ความเสถียรของรอบการใช้งาน" และ "ระดับการคายประจุ" ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกัน เนื่องจากความเสถียรของรอบการใช้งานเป็นหนึ่งในข้อดีที่สำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับใช้ในบ้านเคลื่อนที่

"DoD" (Depth of Discharge) ตอนนี้จะบอกว่าแบตเตอรี่ถูกคายประจุไปมากแค่ไหน หรือก็คือระดับการคายประจุ เพราะแน่นอนว่าการคายประจุแบตเตอรี่จนหมด (100%) หรือแค่ 10% นั้นย่อมส่งผลต่อระดับการคายประจุ

ดังนั้น ความเสถียรของวงจรจึงมีความหมายก็ต่อเมื่อสอดคล้องกับข้อกำหนดของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ เท่านั้น เพราะหากผมคายประจุแบตเตอรี่เหลือเพียง 10% ก็สามารถใช้งานได้หลายพันรอบอย่างง่ายดาย ซึ่งไม่น่าจะเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ

นั่นเป็นประสิทธิภาพที่เหนือกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบทั่วไปมาก

ข้อดีของแบตเตอรี่ลิเธียมในบ้านเคลื่อนที่

อย่างที่กล่าวไปแล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมในรถบ้านมีข้อดีหลายประการ

• น้ำหนักเบา
• ความจุสูงในขนาดเท่าเดิม
• มีความจุใช้งานสูงและทนทานต่อการคายประจุลึก
• กระแสไฟชาร์จและกระแสไฟคายประจุสูง
• ความเสถียรของวงจรสูง
• ความปลอดภัยสูงเมื่อใช้แบตเตอรี่ LiFePo4

ความจุที่ใช้งานได้และความต้านทานต่อการคายประจุลึกของแบตเตอรี่ลิเธียม

ในขณะที่แบตเตอรี่ทั่วไปควรปล่อยประจุเพียงประมาณ 50% เพื่อไม่ให้ลดอายุการใช้งานลงอย่างมาก แต่แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถและอาจถูกปล่อยประจุได้ถึง 90% ของความจุ (และอาจมากกว่านั้น)

หมายความว่าคุณไม่สามารถเปรียบเทียบความจุระหว่างแบตเตอรี่ลิเธียมกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไปได้โดยตรง!

ประหยัดพลังงานมากขึ้นและชาร์จง่าย

ในขณะที่แบตเตอรี่ทั่วไปชาร์จได้ช้ามาก และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงท้ายของการชาร์จ แทบจะไม่รับกระแสไฟเพิ่มเลย แต่แบตเตอรี่ลิเธียมไม่มีปัญหาดังกล่าว ทำให้คุณสามารถชาร์จได้เร็วขึ้นมาก นี่คือข้อดีที่แท้จริงของตัวเร่งความเร็วการชาร์จ และระบบพลังงานแสงอาทิตย์ก็จะทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพเช่นกัน เพราะแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไปจะ "ชะลอตัว" อย่างมากเมื่อชาร์จเต็มแล้ว แต่แบตเตอรี่ลิเธียมจะดูดซับพลังงานอย่างต่อเนื่องจนกว่าจะเต็ม

ในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีปัญหาตรงที่มักจะชาร์จไม่เต็มจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (เนื่องจากการใช้กระแสไฟต่ำในช่วงท้ายของรอบการชาร์จ) และส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง แต่แบตเตอรี่ลิเธียมในรถบ้านนั้นให้ความสะดวกสบายในการชาร์จอย่างมาก

บีเอ็มเอส

แบตเตอรี่ลิเธียมมีระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) อยู่ภายใน ระบบ BMS นี้จะคอยตรวจสอบแบตเตอรี่และป้องกันความเสียหาย โดยการป้องกันการคายประจุจนหมด นอกจากนี้ BMS ยังสามารถป้องกันการชาร์จในอุณหภูมิที่ต่ำเกินไปได้อีกด้วย และยังทำหน้าที่สำคัญภายในแบตเตอรี่ เช่น การปรับสมดุลเซลล์ต่างๆ

ฟังก์ชันนี้ทำงานอย่างราบรื่นในเบื้องหลัง โดยปกติแล้วในฐานะผู้ใช้ทั่วไป คุณไม่จำเป็นต้องจัดการกับมันเลย

อินเทอร์เฟซบลูทูธ

แบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับบ้านเคลื่อนที่หลายรุ่นมีอินเทอร์เฟซบลูทูธ ทำให้สามารถตรวจสอบสถานะแบตเตอรี่ได้โดยใช้แอปพลิเคชันบนสมาร์ทโฟน

เราคุ้นเคยกับตัวเลือกนี้อยู่แล้วจากตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ Renogy และ Renogy Battery Monitor และชื่นชอบคุณสมบัตินี้ในอุปกรณ์เหล่านั้น

เหมาะสำหรับอินเวอร์เตอร์มากกว่า

แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าสูงได้โดยไม่เกิดการลดลงของแรงดันไฟฟ้า ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานใน...อินเวอร์เตอร์ 12 โวลต์ดังนั้น หากคุณชอบใช้เครื่องชงกาแฟไฟฟ้าในรถบ้าน หรือต้องการใช้ไดร์เป่าผม แบตเตอรี่ลิเธียมก็มีข้อดีหลายอย่าง และหากคุณต้องการทำอาหารด้วยไฟฟ้าในรถบ้าน คุณก็แทบจะหลีกเลี่ยงแบตเตอรี่ลิเธียมไม่ได้เลย

ประหยัดน้ำหนักด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับบ้านเคลื่อนที่

แบตเตอรี่ลิเธียมมีน้ำหนักเบากว่าแบตเตอรี่ตะกั่วที่มีความจุใกล้เคียงกันมาก นี่เป็นข้อดีอย่างยิ่งสำหรับนักเดินทางด้วยรถบ้านหลายคนที่ต้องตรวจสอบน้ำหนักที่ด่านชั่งน้ำหนักก่อนการเดินทางทุกครั้ง เพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขายังคงอยู่ในพื้นที่ที่กฎหมายกำหนด

ตัวอย่างการคำนวณ: เดิมทีเรามีแบตเตอรี่ AGM ขนาด 95Ah จำนวน 2 ก้อน น้ำหนักรวม 2×26=52 กิโลกรัม หลังจากเปลี่ยนมาใช้แบตเตอรี่ลิเธียมแล้ว เราต้องการน้ำหนักเพียง 24 กิโลกรัม ดังนั้นเราจึงลดน้ำหนักได้ 28 กิโลกรัม และนั่นก็เป็นการเปรียบเทียบที่น่าพอใจสำหรับแบตเตอรี่ AGM เพราะเราได้เพิ่มความจุที่ใช้งานได้ถึงสามเท่า "โดยบังเอิญ"!

เพิ่มความจุด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับบ้านเคลื่อนที่

เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมมีน้ำหนักเบาและขนาดเล็กกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วที่มีความจุเท่ากัน คุณจึงสามารถพลิกสถานการณ์และได้ความจุที่มากขึ้นในพื้นที่และน้ำหนักเท่าเดิมได้ โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่ยังคงประหยัดได้แม้ว่าจะเพิ่มความจุแล้วก็ตาม

ด้วยการที่เราจะเปลี่ยนจากแบตเตอรี่ AGM ไปเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมในอนาคตอันใกล้นี้ เราจะเพิ่มความจุที่ใช้งานได้เป็นสามเท่า ในขณะที่ใช้พื้นที่น้อยลง

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียม

แบตเตอรี่ลิเธียมในรถบ้านมีอายุการใช้งานที่ยาวนานมาก

เรื่องนี้เริ่มต้นจากข้อเท็จจริงที่ว่า การชาร์จอย่างถูกต้องนั้นง่ายและไม่ซับซ้อน และการชาร์จที่ไม่ถูกต้องหรือการคายประจุจนหมดจะส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้ยากกว่า

แต่แบตเตอรี่ลิเธียมยังมีเสถียรภาพในการใช้งานสูงอีกด้วย

ตัวอย่าง:

สมมติว่าคุณต้องการใช้ความจุทั้งหมดของแบตเตอรี่ลิเธียม 100Ah ทุกวัน นั่นหมายความว่าคุณจะต้องชาร์จหนึ่งรอบต่อวัน หากคุณเดินทางตลอดทั้งปี (เช่น 365 วัน) คุณก็จะสามารถใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมได้นาน 3000/365 = 8.22 ปี

อย่างไรก็ตาม นักเดินทางส่วนใหญ่ไม่น่าจะเดินทางตลอดทั้งปี สมมติว่าวันหยุดพักผ่อน 6 สัปดาห์เท่ากับ 42 วัน และเพิ่มวันหยุดสุดสัปดาห์อีกเล็กน้อย รวมเป็น 100 วันเดินทางต่อปี นั่นก็เท่ากับว่าอายุขัยของพวกเขาเท่ากับ 3000/100 = 30 ปี เยอะมากเลยใช่ไหม?

อย่าลืมว่า ข้อกำหนดระบุถึงค่า DoD 90% หากคุณต้องการพลังงานน้อยกว่านั้น อายุการใช้งานก็จะยาวนานขึ้น คุณยังสามารถควบคุมสิ่งนี้ได้ด้วยตนเอง หากคุณทราบว่าคุณต้องการพลังงาน 100Ah ต่อวัน คุณก็สามารถเลือกแบตเตอรี่ที่มีขนาดใหญ่กว่าสองเท่าได้ และในคราวเดียว คุณก็จะได้ค่า DoD เพียง 50% ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานได้ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานนานกว่า 30 ปี อาจจะต้องเปลี่ยนใหม่เนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่คาดการณ์ไว้

อายุการใช้งานที่ยาวนานและความจุที่ใช้งานได้สูงยังช่วยให้พิจารณาราคาของแบตเตอรี่ลิเธียมในบ้านเคลื่อนที่ได้อย่างเหมาะสม

ตัวอย่าง:

แบตเตอรี่ Bosch AGM ขนาด 95Ah ปัจจุบันมีราคาประมาณ 200 ดอลลาร์สหรัฐ

ควรใช้แบตเตอรี่ AGM เพียงประมาณ 50% ของความจุ 95Ah เท่านั้น นั่นคือประมาณ 42.5Ah

แบตเตอรี่ลิเธียมสำหรับรถ RV ของ Liontron ที่มีความจุใกล้เคียงกันคือ 100Ah มีราคา 1000 ดอลลาร์สหรัฐ

ฟังดูเหมือนราคาจะสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมถึงห้าเท่า แต่สำหรับแบตเตอรี่ Liontron นั้น สามารถใช้ความจุได้มากกว่า 90% ในตัวอย่างนี้ เทียบเท่ากับแบตเตอรี่ AGM สองก้อน

ในปัจจุบัน ราคาแบตเตอรี่ลิเธียม เมื่อปรับตามความจุที่ใช้งานได้ ก็ยังคงสูงกว่าสองเท่า

แต่ตอนนี้ความเสถียรของวงจรการใช้งานเริ่มมีความสำคัญ ในส่วนนี้ข้อมูลจากผู้ผลิตจะแตกต่างกันอย่างมาก – หรืออาจจะหาไม่เจอเลย (สำหรับแบตเตอรี่ทั่วไป)

• แบตเตอรี่แบบ AGM สามารถใช้งานได้นานถึง 1000 รอบการชาร์จ/คายประจุ
• อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ LiFePo4 ถูกโฆษณาว่ามีอายุการใช้งานมากกว่า 5000 รอบการชาร์จ/คายประจุ

หากแบตเตอรี่ลิเธียมในบ้านเคลื่อนที่ใช้งานได้นานกว่าปกติถึงห้าเท่า ก็หมายความว่า...แบตเตอรี่ลิเธียมจะมีประสิทธิภาพด้านราคาต่อประสิทธิภาพที่เหนือกว่าแบตเตอรี่ AGM