ความคิดเห็นที่ 10
ความรู้ทางวิศวกรรมสำหรับแบตชนิด Li-ion (อีกครั้ง) ข้อมูลนี้ผมได้มาจากห้องมาบุญครองนะครับ.. โดยคุณ Texas มา post ไว้ ผมเห็นว่าห้องนี้ก็มีคนสนใจเรื่องนี้มากพอสมควรเหมือนกัน.. เหมือนจะเคยคุยเรื่องนี้กันไปนานแล้ว ก็ยังหาข้อสรุปไม่ได้.. เลยอยากให้ลองอ่านนี่ดูนะครับ.. แล้วถ้าเห็นว่ามีประโยชน์ก็ช่วยบอกต่อๆไปให้คนที่ยังไม่ทราบที่มาอ่านทีหลังด้วยครับ
ความรู้ทางวิศวกรรมสำหรับแบตชนิด Li-ion (อีกครั้ง)
เนื่องจากผมได้อ่านหนังสือทั่วไปฉบับหนึ่ง ให้ความรู้เกี่ยวกับแบตชนิด Li-ion ซึ่งยังมีความสับสนอยู่หลายประการ อีกทั้งข้อมูลที่ระบุนั้นได้อ้างอิงมาจากหนังสือพิมพ์ไทยรัฐฉบับวันอาทิตย์ที่ 20 เมษายน 2546
http://www.thairath.com/thairath1/2546/column/save/apr/20_4_46.asp
ผมเคยให้ข้อมูลนี้ไปครั้งหนึ่ง วันนี้ขอให้ข้อมูลอีกครั้ง เพื่อเป็นประโยชน์กับประชาชนทั่วไป ที่ใช้งานโทรศัพท์มือถือ Palm หรือคอมพิวเตอร์โน๊ตบุต ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ Battery ชนิด Li-ion
ความรู้ทางวิศวกรรมสำหรับแบตชนิด Li-ion
ข้อมูลหนังสืออ้างอิง (1) http://www.amazon.com/exec/obidos/ASIN/0071359788/qid=1053168171/sr=11-1/ref=sr_11_1/002-5217206-1926431
Web site อ้างอิง (2) http://www.motorola.com/ies/ESG/testlab/article1.htm
แบบชนิด li-Ion มีข้อมูลจากหนังสืออ้างอิง (1) มีดังนี้ Table 35.11 General Performance Characteristics of Li-Ion Batteries 1. Operational cell Voltage "4.2-2.5 V" 4. Continuous rate capability "Typical : 1C" "High rate : 5C" 6. Cycle life at 100 % DOD "Typically 3000" 7. Cycle life at 20 to 40 % DOD "Over 20000" 8. Calendar life "Over 5 year" 9. self discharge rate "2 to 10 % / month" 10. Memory effect "none"
ข้อ 1. แบตชนิดนี้ทำงานที่ระดับแรงดัน 4.2 V เมื่อแบตเต็ม และเมื่อใช้งานแบตจนมีแรงดันเหลือแรงดันเพียง 2.5 V (แรงดันจุดตาย) แล้วยังบังคับให้แบตจ่ายพลังงานต่อไปอีก ถือเป็นอันตรายต่ออายุการใช้งานของแบต
ข้อ 4. แบตชนิดนี้ชาร์จประจุระดับปกติที่อัตราการชาร์จ 1C ซึ่งหมายถึง 1 เท่า ของความจุแบต (มีหน่วยเป็น Ah อ่านว่า แอมป์-ชั่วโมง) เช่น แบต Li-Ion มีความจุถ่าน 1,000 mAh (1 พันมิลลิแอมป์-ชั่วโมง) แบตชนิดนี้มีความจุ C = 1000 mAh ดังนั้น ถ้าต้องการชาร์จแบตระดับปกติให้ชาร์จที่กระแส 1000 mA หรือ 1 Aใช้เวลาชาร์จ 1 ชั่วโมง จากตารางข้างต้น ดังนั้นการชาร์จระดับสูง หรืออาจเรียกว่าการชาร์จแบตแบบเร็ว คือ 5C ให้ชาร์จที่กระแสชาร์จ 5 A ใช้เวลาชาร์จ 0.2 ชั่วโมง เป็นต้น (เวลาการชาร์จอาจเพิ่มจากนี้เนื่องจากการสูญเสีย Loss)
ข้อ 6 และ7 ต้องอธิบายความหมายของ DOD เสียก่อน (หัวใจของเรื่องวันนี้)
DOD หมายถึง Depth of Discharge หรือความลึกของการคายประจุแบตในการชาร์จแบตใหม่ในแต่ละครั้ง 100 % DOD หมายถึง เราใช้งานแบต จนหมดเกลี้ยง 100 % แล้วนำไปชาร์จใหม่
20 % DOD หมายถึง ใช้งานแบตจนคายประจุออกมาจำนวน 20 % ของความจุแบต (เหลือความจุอยู่ 80 %) และเริ่มต้นชาร์จใหม่ จนแบตเต็มอีกครั้ง
จากตารางข้างต้นทำให้คุณทราบว่า อายุการใช้งานของแบตขึ้นกับ “จำนวนครั้ง” ของการชาร์จด้วย เป็นกรณีแรก (อายุแบตยังมีอีกกรณีคือ อายุแบตเนื่องจากเวลา) ถ้าคุณใช้งานแบตหมดเกลี้ยงหรือ 100 % DOD ในทุกครั้งที่คุณชาร์จแบตใหม่ตลอดอายุของแบตที่อยู่คู่กับมือถือของคุณ คุณสามารถใช้งานแบตนี้โดยการ Charge >>> Discharge กลับไปกลับมาอย่างนี้ได้ 3,000 รอบ แบตจึงเสื่อมสภาพ
แต่ถ้าคุณใช้งานแบตไปประมาณ 20- 40 % ของความจุและชาร์จใหม่ ทำอย่างนี้ทุกๆ ครั้ง ในตลอดอายุการใช้งานแบต คุณสามารถ Charge >>> Discharge กลับไปกลับมาอย่างนี้ได้ 20,000 รอบ แบตจึงเสื่อมสภาพ
ถามว่า พฤติกรรมการใช้งานแบตของเราทำแบบ 20-40 % DOD หรือ 100 % DOD อย่างไหนดีกว่ากัน ขอตอบว่าแบบ 20-40 % DOD ดีกว่า เพราะถ้าสมมุติผมเลือกใช้งานแบตไป 20% DOD เสมอตลอดอายุการใช้งานแบต และผมได้ใช้งานไปแล้ว 15,000 รอบ คุณยังสามารถชาร์จแบตได้อีก 5,000 รอบ จึงครบ 20,000 รอบ จึงจะครบอายุแบต
และการใช้งาน 20% DOD ไป 15,000 รอบอย่างนี้มีความหมายเทียบเท่า 100 % DOD ที่การใช้งานไป 3,000 รอบ
ดังนั้นอายุการใช้งานแบตนับเป็นจำนวนครั้งครับ
จาก WEB site อ้างอิง (2) หัวข้อ Depth of Discharge (DOD) ระบุไว้ว่า กราฟความสัมพันธ์ระหว่าง จำนวนครั้งของการชาร์จในแกน Y และ % DOD อยู่ในแกน X นั้น มีลักษณะกราฟเป็นแบบ logarithmic (ผมไม่สามารถสแกนรูปในหนังสืออ้างอิง(1)
ให้ดูได้ กราฟจะคล้ายกับ y= f(x) = 1/x) กล่าวได้ว่า ถ้าแบตยิ่งมี DOD ต่ำ ต่อการชาร์จในแต่ละครั้ง และตลอดอายุการใช้งานแบต
จำนวนครั้งของการชาร์จแบตที่รองรับได้ จะยิ่งเพิ่มมากขึ้น
เมื่อเป็นเช่นนี้การใช้งานแบตชนิด Li-ion โดยการชาร์จให้บ่อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ ถือเป็นเรื่องดี เพราะจะทำให้ % DOD มีค่าต่ำ จำนวนรอบการใช้งานแบตจะเพิ่มขึ้นอีกหลายเท่าตัว
ข้อมูลจาก Web site อ้างอิง(2) ระบุว่า ถ้าคุณใช้งานแบตที่ 25-30% DOD เสมอตลอดอายุแบต คุณสามารถเพิ่มอายุการใช้งานแบต โดยสามารถชาร์จแบตจำนวนครั้งได้ถึง 5-6 เท่า ของการใช้งานแบตที่ 100 % DOD (ตัวเลข 25-30 % นี้เขาศึกษามาจากพฤติกรรมการใช้งานของคนทั่วๆ ไป ว่าแบตนั้นจะสูญเสียประจุไปประมาณ 25-30 % ของความจุแบตในการใช้งาน 1 วัน)
ข้อมูลที่แตกต่างระหว่างหนังสืออ้างอิงและ Web site อ้างอิงมีอยู่ว่า อายุการใช้งานของแบตใช้งานแบตที่ 100 %DOD นั้น หนังสือระบุว่า 3000 ครั้ง web site ระบุว่า 500+ (ขึ้นไป) ตัวเลขที่แน่ชัดอาจมาจากบริษัทผู้ผลิตที่แตกต่างกัน ก็ต้องไปหาข้อมูลจากบริษัทผู้ผลิตสำหรับแบตที่ท่านใช้อยู่ว่ามาจากยี่ห้อใด แต่ถ้าให้ผมบอกผมเชื่อตัวเลข 500+ มากกว่า (จากประสบการณ์ที่เคยใช้งานมาก่อน ก่อนที่จะไปสืบหาข้อมูลเหล่านี้มา)
สรุป แบตชนิด Li-ion ควรใช้งานแบตให้มี % DOD น้อยที่สุด ชาร์จให้บ่อยที่สุดเพื่อ %DOD จะมีค่าน้อยที่สุด เพื่อจำนวนครั้งของการชาร์จจะเพิ่มยิ่งขึ้นอย่างมาก (5-6 เท่า)
ซึ่งแตกต่างจากแบตชนิด Ni-Cd หรือ Ni-Mh ที่ต้องใช้แบตให้หมดเกลี้ยงทุกๆ ครั้ง
ข้อ 8 Calendar life "Over 5 year" อย่างไรก็ตาม ถ้าคุณใช้แบตไปจนครบเวลา 5 ปี แล้วคุณยังใช้แบตยังไม่ครบจำนวนครั้งที่แบตสามารถรองรับได้ แบตก็จะเสื่อมได้อีกเช่นกัน เป็นการเสื่อมของแบตในกรณีที่สอง (กรณีที่ 1 เนื่องจากจำนวนครั้ง) แบตจะเสื่อมไปเองในเวลาที่มากกว่า 5 ปี
ข้อ 9 self discharge rate "2 to 10 % / month" แบตชนิด Li-ion เมื่อชาร์จเต็มหรือมีประจุอยู่และไม่นำมาใช้งาน ประจุไฟฟ้าในแบตจะหายไปเองโดยอัตโนมัติประมาณ 2-10 % ต่อเดือน
ข้อ 10 แบตชนิดนี้ไม่มี Memory effect
ข้อมูลจากหนังสือพิมพ์ ไทยรัฐ http://www.thairath.com/thairath1/2546/column/save/apr/20_4_46.asp ให้ข้อมูลที่ผมอยากเสนอดังนี้
ข้อ 1 ในหนังสือพิมพ์ให้ข้อมูลว่า “อย่าชาร์จบ่อย โดยไม่จำเป็น ใช้จนหมดแล้วค่อยชาร์จ”
ผมเสนอว่า ชาร์จให้บ่อยที่สุดเท่าที่โอกาสอำนวย เมื่อมีเครื่องชาร์จอยู่ใกล้ตัว อาจจะวันละครั้งเป็นต้น เพื่อให้ DOD มีค่าน้อยที่สุด ถ้า 1 วันชาร์จครั้งหนึ่งและคุณไม่ได้ใช้มือถือของคุณแบบหนักหน่วง %DOD ก็ประมาณ 25-30 %
ข้อ 2 ในหนังสือพิมพ์ให้ข้อมูลว่า “แต่ที่สำคัญ...เวลาชาร์จ ต้องระวังให้ดี ประเภทปลั๊กไฟที่บ้านไม่ค่อยดี ปลั๊กหลวม...ขยับนิดขยับหน่อย เดี๋ยวติด เดี๋ยวดับ ปลั๊กไฟหลวมแบบนี้...อย่าเอามาใช้ ชาร์จแบตฯโทรศัพท์ มือถือ! เพราะอะไรนั่นหรือคะ ปลั๊กหลวมเดี๋ยวติด โดนนิดโดนหน่อยเดี๋ยวดับ...ไฟติดๆ ดับๆ เสียบชาร์จไฟเข้า ...นับเป็นชาร์จ 1 ครั้ง ปลั๊กหลวม ไฟดับ ขยับแล้วติด...นับเป็นชาร์จครั้งที่ 2...ติดๆ ดับๆ 10 ครั้ง... นับเป็นชาร์จ 10 ครั้งค่ะ ชาร์จทำให้แบตฯหมดอายุเร็ว อีกอย่าง... ชอบชาร์จแบตฯในรถ ขับรถ เสียบชาร์จแบตฯในรถ ขับมาได้สักพักจอดรถดับเครื่อง นับเป็นชาร์จครั้งแรก...ทำธุระเสร็จ แบตฯยังเสียบคาอยู่ในรถ สตาร์ตเครื่องออกรถ นับเป็นชาร์จครั้งที่ 2 และที่เป็นปัญหาทำให้แบตฯเสื่อมเร็วที่สุด คือ ชาร์จแบตฯในช่วงสตาร์ตเครื่องรถ.... ปัญหาก็คล้ายๆกับปลั๊กหลวมนั่นแหละค่ะ รถยังไม่ได้สตาร์ตเครื่อง แต่เสียบชาร์จแบตฯไว้ก่อน...เปิดไฟเสียบชาร์จ ถ่านนับไปเป็นชาร์จครั้งแรก...บิดกุญแจสตาร์ตเครื่อง ถ่านจะนับเป็นครั้งที่ 2 และถ้ากว่าเครื่องจะติด ต้องบิดกุญแจสตาร์ตหลายหน...ก็นับเป็นชาร์จหลายครั้งค่ะ แบตฯเลยอายุสั้นเสื่อมเร็วกว่าปกติค่ะ.”
ผมเสนออย่างนี้ การตก การกระพริบของพลังงานไฟฟ้า การทำขั้วไฟฟ้าหลุดหรืออย่างหนึ่งอย่างใด แล้วทำให้การนับรอบการชาร์จ ต้องเพิ่มไป 1 ครั้ง ถือว่าไม่ถูกต้อง เพราะหลักการนับรอบการชาร์จจากการใช้งานแบตนั้น นับจากการใช้งาน ณ ความจุแบต 100 % ไปจนถึงความลึกของการคายประจุออกจากแบตแล้วชาร์จใหม่จนเต็ม
การนับรอบต้องนับจากการเปลี่ยนสภาพของปฏิกิริยาทางเคมีภายในแบตกลับไปกลับมาของการ Charge / Discharge
Charge เปลี่ยนสภาพเคมีจากอย่างไปอีกอย่าง Discharge เปลี่ยนสภาพเคมีจากอย่างไปอีกอย่าง อย่างนี้ นับ 1 รอบ
ถ้ามีการขัดจังหวะการชาร์จแบต แบตก็หยุดการชาร์จไปชั่วขณะเท่านั้น (ปฏิกิริยาภายในแบตจะหยุดนิ่ง) เมื่อพลังงานไฟฟ้าจ่ายเข้ามาใหม่ แบตก็ชาร์จต่อไปจนเต็ม
ข้อมูลเหล่านี้ผมหามาจากแรงจูงใจที่ว่า แบตมือถือของแท้ชนิด Li-Ion มีราคาสูงมาก ยี่ห้อที่ผมใช้อยู่ก้อนละประมาณ 2,000 บาท และในเครื่อง palm ที่ผมใช้งานอยู่ก้อนละหนึ่งพันขึ้นไป ข้อมูลนี้มีประโยชน์สำหรับท่านแน่นอน
ผิดพลาดประการใด ขอโทษด้วย
ข้อมูลนี้ผมเคย Post ในกระทู้ย่อยเมื่อ 17 พ.ค. 46 มาครั้งหนึ่ง แก้ไขเมื่อ 14 มิ.ย. 46 16:57:46
จากคุณ : Texas - [ 14 มิ.ย. 46 16:49:40 ]
จากคุณ :
กระเพาไก่ไข่ดาว
- [
15 มิ.ย. 48 02:31:31
]
|
|
|