การพัฒนาระบบจัดการด้านความร้อนของแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า

โครงการนี้เป็นการออกแบบและพัฒนาต้นแบบระบบจัดการด้านความร้อนของแบตเตอรี่ (Battery Thermal Management System) สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า โดยครอบคลุมทั้งในส่วนระบบจัดการด้านความร้อนของแบตเตอรี่ และส่วนระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ (Battery Management System) ระบบจัดการด้านความร้อนของแบตเตอรี่ จะเป็นการพัฒนาระบบระบายความร้อนที่สามารถควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่ให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสมต่อการทำงาน  โดยทำการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ระดับเซลล์เพื่อช่วยทำนายอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่และแบตเตอรี่แพ็ค จากนั้นแบบจำลองที่มีความแม่นยำจะถูกนำไปใช้เพื่อสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ระดับแบตเตอรี่แพ็คที่ทำงานร่วมกับระบบระบายความร้อน ซึ่งในงานวิจัยจะทำการวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบระบบระบายความร้อน 3 รูปแบบ ได้แก่ ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว ระบบระบายความร้อนด้วยท่อความร้อน และระบบระบายความร้อนด้วยวัสดุเปลี่ยนสถานะ ซึ่งผลวิเคราะห์จากแบบจำลองคณิตศาสตร์จะถูกนำไปใช้ในการออกแบบต้นแบบและทดสอบระบบจัดการด้านความร้อนของแบตเตอรี่ที่สามารถทำงานได้เหมาะสมกับบริบทของประเทศไทย ทั้งด้านสภาพอากาศ ลักษณะการขับขี่ รวมถึงการพิจารณาจุดเหมาะสมทางด้านขนาดและน้ำหนักของระบบต่อประสิทธิภาพการจัดการด้านความร้อนของแบตเตอรี่ เพื่อให้เกิดประโยชน์การใช้พลังงานสูงสุด ทั้งนี้ เมื่อใช้งานยานยนต์ไฟฟ้าในขณะที่มีการเร่งความเร็วหรืออัดประจุแบบ Quick charge จะส่งผลให้กระแสไฟมีค่าสูงกว่า 1 C-rate ซึ่งเป็นปัจจัยที่กระตุ้นการเกิดความร้อนสะสมภายในแบตเตอรี่ ดังนั้นการพัฒนาระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ที่ทำงานร่วมกับตัวเก็บประจุยิ่งยวด (Super capacitor) ซึ่งมีคุณสมบัติในการจ่ายประจุที่สูงกว่าแบตเตอรี่แบบลิเธียมไอออนที่นิยมใช้ในยานยนต์ไฟฟ้า จะสามารถช่วยลดภาระของแบตเตอรี่ลงในช่วงที่เกิดกระแสพีค (Peak current) ได้ เพื่อลดความร้อนที่เกิดขึ้นในแบตเตอรี่ และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบกักเก็บพลังงานแบบไฮบริด (Hybrid Energy Storage System, HESS) รวมถึงการพัฒนาระบบควบคุมการจ่ายประจุ ที่มีหน้าที่ควบคุมการจ่ายประจุของแบตเตอรี่ให้สอดคล้องกับความจุของแบตเตอรี่ ความร้อนสะสมภายในแบตเตอรี่ และอัตราการจ่ายประจุที่เปลี่ยนแปลงฉับพลันเมื่อมีการเร่งเกิดขึ้น

          ต้นแบบของระบบจัดการด้านความร้อนของแบตเตอรี่ และระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ จะถูกออกแบบให้ทำงานร่วมกัน เพื่อให้เกิดการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของแบตเตอรี่ ลดความร้อนที่เกิดขึ้นในแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ระบบกักเก็บพลังงานหรือแบตเตอรี่เสื่อมสภาพ  ทั้งนี้ เป้าหมายสูงสุดของโครงการ คือการนำเสนอต้นแบบที่เหมาะสมของระบบจัดการด้านความร้อนของแบตเตอรี่และระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ ที่ให้ส่งผลแบตเตอรี่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงสุด สามารถออกแบบและผลิตขึ้นได้เองภายในประเทศ เพื่อลดการพี่งพาการนำเข้าระบบดังกล่าวจากต่างประเทศ เป็นการยกศักยภาพในการแข่งขันของอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าในประเทศไทย