ทำไม DC Charger ถึงชาร์จรถ EV ได้เร็วกว่า AC Charger?

เคยสงสัยไหมครับว่า ทำไม DC Charger จึงชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ได้ไวกว่า AC Charger ทั้งที่เครื่องชาร์จทั้งสองประเภทรับพลังงานมาจากระบบไฟฟ้าเหมือนกัน?

คำตอบสำคัญอยู่ที่ตำแหน่งของอุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้า กำลังไฟที่จ่ายได้ และข้อจำกัดของระบบชาร์จภายในรถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ของรถ EV เก็บพลังงานในรูปแบบไฟฟ้ากระแสตรงหรือ DC แต่ระบบไฟฟ้าตามบ้านและอาคารทั่วไปจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับหรือ AC ดังนั้น ก่อนส่งพลังงานเข้าสู่แบตเตอรี่ ระบบจะต้องแปลงไฟ AC ให้เป็นไฟ DC ก่อนเสมอ

ความแตกต่างคือ AC Charger และ DC Charger ทำการแปลงไฟในตำแหน่งที่ไม่เหมือนกัน

AC Charger ทำงานอย่างไร?

เมื่อชาร์จรถ EV ด้วย AC Charger เครื่องจะส่งไฟฟ้ากระแสสลับเข้าสู่รถ จากนั้นอุปกรณ์ที่เรียกว่า On-Board Charger หรือ OBC ซึ่งติดตั้งอยู่ภายในรถจะทำหน้าที่แปลงไฟ AC ให้เป็นไฟ DC ก่อนส่งเข้าสู่แบตเตอรี่

กระบวนการทำงานจึงเป็นดังนี้:

ระบบไฟฟ้า AC → AC Charger → On-Board Charger → แบตเตอรี่รถ EV

แม้ติดตั้ง AC Charger ที่มีกำลังสูง แต่รถจะรับกำลังได้ไม่เกินขีดจำกัดของ On-Board Charger ตัวอย่างเช่น หากรถรองรับการชาร์จ AC สูงสุด 11 kW เมื่อนำไปเชื่อมต่อกับ AC Charger ขนาด 22 kW รถก็อาจรับกำลังได้สูงสุดเพียง 11 kW

AC Charger จึงเหมาะกับสถานการณ์ที่รถสามารถจอดชาร์จได้นาน เช่น

• บ้านพักอาศัย

• คอนโดมิเนียม

• อาคารสำนักงาน

• โรงแรมและรีสอร์ต

• ลานจอดรถที่รถจอดหลายชั่วโมง

• การชาร์จระหว่างกลางคืน

DC Charger ทำงานอย่างไร?

DC Charger มีระบบแปลงไฟ AC เป็น DC อยู่ภายในเครื่องชาร์จ โดยส่งไฟ DC ไปยังแบตเตอรี่ของรถโดยตรงผ่านระบบควบคุมและ Battery Management System ของรถ

กระบวนการทำงานจึงเป็นดังนี้:

ระบบไฟฟ้า AC → แปลงกำลังไฟเป็นไฟ DC → แบตเตอรี่รถ EV

เนื่องจากไม่ต้องอาศัย On-Board Charger ของรถเป็นอุปกรณ์หลักในการแปลงไฟ เครื่อง DC Charger จึงสามารถใช้ชุดแปลงกำลังขนาดใหญ่ภายนอกรถและจ่ายพลังงานด้วยกำลังที่สูงกว่า AC Charger ได้มาก

นี่คือสาเหตุหลักที่ทำให้ DC Charger หรือ DC Fast Charger ชาร์จรถ EV ได้รวดเร็วกว่า

เปรียบเทียบ DC Charger กับ AC Charger

หัวข้อ	AC Charger	DC Charger
กระแสไฟที่ส่งออก	ไฟฟ้ากระแสสลับ AC	ไฟฟ้ากระแสตรง DC
จุดที่แปลงไฟ	On-Board Charger ภายในรถ	ภายในเครื่อง DC Charger
ข้อจำกัดหลัก	กำลังที่ OBC ของรถรองรับ	กำลังเครื่องและกำลัง DC ที่รถรับได้
กำลังชาร์จ	โดยทั่วไปเหมาะกับกำลังระดับต่ำถึงปานกลาง	รองรับกำลังสูงสำหรับการชาร์จเร็ว
ระยะเวลาจอด	เหมาะกับการจอดหลายชั่วโมง	เหมาะกับการเติมพลังงานในเวลาสั้นกว่า
การใช้งาน	บ้าน คอนโด สำนักงาน และโรงแรม	สถานีสาธารณะ Fleet และจุดพักรถ
งานระบบไฟฟ้า	ใช้กำลังไฟและพื้นที่ติดตั้งน้อยกว่า	ต้องประเมินกำลังไฟและระบบประกอบมากกว่า

กำลังชาร์จสูงกว่า จึงเติมพลังงานได้เร็วกว่า

ความเร็วในการชาร์จสัมพันธ์กับกำลังไฟฟ้าที่ส่งเข้าสู่แบตเตอรี่ ซึ่งวัดเป็นกิโลวัตต์หรือ kW

ตัวอย่างเชิงหลักการ หากต้องเติมพลังงาน 60 kWh:

• ที่กำลังเฉลี่ย 7.4 kW จะใช้เวลาตามทฤษฎีประมาณ 8 ชั่วโมง

• ที่กำลังเฉลี่ย 60 kW จะใช้เวลาตามทฤษฎีประมาณ 1 ชั่วโมง

เวลาจริงมักนานกว่าการคำนวณอย่างง่าย เพราะมีการสูญเสียในระบบและรถไม่ได้รับกำลังสูงสุดตลอดช่วงการชาร์จ แต่ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่า เมื่อระบบจ่ายกำลังได้สูงขึ้น รถก็สามารถรับพลังงานได้เร็วขึ้น

ทำไม DC Charger ไม่ได้ชาร์จเร็วเท่ากันทุกครั้ง?

แม้ DC Charger จะมีกำลังสูง แต่ความเร็วจริงไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัวเครื่องเพียงอย่างเดียว ปัจจัยสำคัญประกอบด้วย:

• กำลัง DC สูงสุดที่รถรองรับ

• ระดับพลังงานในแบตเตอรี่หรือ State of Charge

• อุณหภูมิของแบตเตอรี่

• Charging Curve ของรถแต่ละรุ่น

• การควบคุมของ Battery Management System

• กำลังที่สถานีสามารถจ่ายได้

• จำนวนรถที่ใช้กำลังจากระบบร่วมกัน
  

โดยทั่วไป รถสามารถรับกำลังสูงได้ดีในบางช่วงของระดับแบตเตอรี่ และจะเริ่มลดกำลังเมื่อแบตเตอรี่ใกล้เต็ม เพื่อควบคุมอุณหภูมิและช่วยปกป้องแบตเตอรี่

ดังนั้น เครื่อง DC Charger ขนาด 120 kW ไม่ได้หมายความว่ารถทุกคันจะรับกำลัง 120 kW ได้ตลอดเวลา หากรถรองรับกำลังสูงสุดเพียง 60 kW ระบบก็จะจ่ายตามขีดจำกัดที่รถรับได้

ควรเลือก AC Charger หรือ DC Charger?

การเลือกเครื่องชาร์จควรพิจารณาจากระยะเวลาที่รถจอดและวัตถุประสงค์ของพื้นที่

เลือก AC Charger เมื่อ:

• รถจอดชาร์จได้หลายชั่วโมง

• ติดตั้งที่บ้าน คอนโด หรือสำนักงาน

• ไม่จำเป็นต้องชาร์จให้เสร็จในเวลาสั้น

• ต้องการควบคุมกำลังไฟและต้นทุนการติดตั้ง

เลือก DC Charger เมื่อ:

• ต้องการชาร์จรถ EV ให้เร็วขึ้น

• รถต้องกลับไปใช้งานหรือเดินทางต่อ

• เป็นสถานีชาร์จสาธารณะ

• ให้บริการรถ Fleet รถแท็กซี่ รถบัส หรือรถบรรทุก

• พื้นที่มีรถหมุนเวียนเข้าออกจำนวนมาก

ไม่มีเครื่องชาร์จประเภทใดดีที่สุดสำหรับทุกพื้นที่ AC Charger อาจเหมาะกว่าในสถานที่ซึ่งรถจอดนาน ขณะที่ DC Charger เหมาะกับพื้นที่ซึ่งความเร็วและการหมุนเวียนของรถมีความสำคัญ

เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าจาก CTMS

CTMS ให้บริการโซลูชันเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าครอบคลุมทั้ง:

• AC Charger ขนาด 7.4 และ 22 kW

• DC Charger Stand Alone ตั้งแต่ 30–480 kW

• DC Group Charge ความเร็วสูงสุด 960kW

• ระบบบริหารจัดการสถานีชาร์จ

• บริการสำรวจ ออกแบบ ติดตั้ง และบำรุงรักษา

การเลือกกำลังเครื่องชาร์จต้องพิจารณาร่วมกับระบบไฟฟ้าของพื้นที่ ประเภทของรถ จำนวนรถ และระยะเวลาที่ต้องการใช้ในการชาร์จ

สรุป

DC Charger ชาร์จรถ EV ได้เร็วกว่า AC Charger เพราะมีชุดแปลงไฟกำลังสูงอยู่ภายในเครื่อง และสามารถส่งไฟ DC ไปยังแบตเตอรี่ได้โดยตรง ส่วน AC Charger ต้องส่งไฟผ่าน On-Board Charger ภายในรถก่อน ซึ่งมีกำลังรองรับจำกัด

อย่างไรก็ตาม ความเร็วในการชาร์จจริงยังขึ้นอยู่กับรถ แบตเตอรี่ สภาพแวดล้อม และระบบไฟฟ้าของสถานี ไม่ใช่กำลังที่ระบุบนเครื่องเพียงอย่างเดียว