การซ่อมแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าอาจเป็นอันตรายได้นี่คือสาเหตุที่ช่างกลทำ

การซ่อมแบตเตอรี่รถยนต์และจักรยานไฟฟ้าช่วยประหยัดเงินและทรัพยากร แต่ปัญหากำลังขัดขวางการเติบโตของอุตสาหกรรม
Rich Benoit ได้รับโทรศัพท์ประมาณสามครั้งต่อวันจากเจ้าของรถยนต์ Tesla Model S รุ่นเก่าที่แบตเตอรี่เริ่มหมดที่ร้านขายรถยนต์ The Electrified Garageแบตเตอรี่ที่สามารถให้ระยะทางหลายร้อยไมล์ในทันทีสามารถอยู่ได้เพียง 50 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้งยานพาหนะเหล่านี้มักไม่มีการรับประกัน และการเปลี่ยนแบตเตอรี่อาจมีราคาสูงกว่า 15,000 ดอลลาร์
สำหรับผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ การซ่อมเป็นทางเลือกที่ประหยัดกว่าการเปลี่ยนทดแทนเบอนัวต์ ซึ่งเปิดร้านซ่อมเทสลาอิสระไม่กี่แห่งในสหรัฐฯ กล่าวว่าแบตเตอรี่ของเทสลาจำนวนมากสามารถซ่อมแซมได้ในทางทฤษฎีแต่เนื่องจากเวลาและการฝึกอบรมที่เกี่ยวข้อง ความกังวลด้านความปลอดภัย และความซับซ้อนของการซ่อมแซม เบอนัวต์กล่าวว่าการซ่อมแบตเตอรี่รถยนต์ในร้านของเขาอาจมีค่าใช้จ่ายสูงถึง 10,000 ดอลลาร์ ซึ่งมากกว่าที่ผู้บริโภคส่วนใหญ่ยินดีจ่ายในทางกลับกัน หลายๆ คนเลือกที่จะขายหรือทิ้งรถเก่าของตนแล้วซื้อเทสลาใหม่แทน เขากล่าว
“ตอนนี้ [รถยนต์] เกือบจะเหมือนกับของใช้แล้ว เหมือนทีวี” เบอนัวต์กล่าว
ประสบการณ์ของเบอนัวต์ชี้ให้เห็นถึงปัญหาที่ผู้ใช้ยานยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์เคลื่อนที่ขนาดเล็กแบบไฟฟ้าในยุคแรกๆ เช่น จักรยานไฟฟ้า และสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า กำลังเริ่มเผชิญ: ยานพาหนะเหล่านี้มีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่และมีราคาแพงจนไม่สามารถจ่ายได้เมื่อเวลาผ่านไปการผลิตแบตเตอรี่ซ้ำสามารถให้ประโยชน์ด้านความยั่งยืนได้โดยการประหยัดพลังงานและทรัพยากรที่อาจนำไปใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ใหม่นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าซึ่งมีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่มากซึ่งต้องใช้เวลาหลายปีเพื่อชดเชยการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตแต่รถยนต์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าจำนวนมากได้รับการออกแบบมาให้ซ่อมได้ยาก และผู้ผลิตบางรายไม่สนับสนุนการปฏิบัติดังกล่าวอย่างจริงจัง โดยอ้างถึงข้อกังวลด้านความปลอดภัยปัญหาด้านการออกแบบ ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย และการขาดแคลนชิ้นส่วนทำให้ช่างกลอิสระเพียงไม่กี่คนที่มอบหมายงานซ่อมบำรุงแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าหรือจักรยานไฟฟ้าจ่ายค่าซ่อมได้ยาก
“ในถังขยะมีแบตเตอรี่จำนวนมากที่สามารถซ่อมแซมใหม่ได้” Timothée Rouffignac ผู้บริหารบริษัทซ่อมแบตเตอรี่ e-bike ขนาดเล็กชื่อ Daurema ในกรุงบรัสเซลส์ ประเทศเบลเยียม กล่าวแต่ “เพราะไม่ได้มีไว้สำหรับซ่อม จึงหาราคาที่ดีได้ยาก”
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในสมาร์ทโฟนประกอบด้วย "เซลล์" ที่ประกอบด้วยกราไฟท์แอโนด แคโทดโลหะ และอิเล็กโทรไลต์เหลวที่ช่วยให้ลิเธียมไอออนเคลื่อนที่จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง ทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้าแบตเตอรี่รถจักรยานไฟฟ้ามักประกอบด้วยเซลล์หลายสิบเซลล์ในขณะเดียวกัน แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าสามารถบรรจุเซลล์ได้นับร้อยถึงหลายพันเซลล์ ซึ่งมักจะบรรจุเป็น “โมดูล” แล้วจึงรวมกันเป็นชุดแบตเตอรี่นอกจากเซลล์และโมดูลแล้ว แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าและจักรยานไฟฟ้ามักมีระบบการจัดการแบตเตอรี่ที่ตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่และควบคุมอัตราการชาร์จและการคายประจุ
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั้งหมดจะเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป และจะต้องเปลี่ยนในที่สุดอย่างไรก็ตาม เมื่อแบตเตอรี่ประกอบด้วยเซลล์และส่วนประกอบอื่นๆ จำนวนมาก บางครั้งอายุการใช้งานของแบตเตอรี่สามารถขยายออกไปได้ด้วยการซ่อมแซม ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการระบุและเปลี่ยนเซลล์หรือโมดูลที่เสียหาย ตลอดจนการซ่อมแซมส่วนประกอบอื่นๆ ที่ผิดพลาด เช่น ระบบการจัดการแบตเตอรี่ที่ชำรุดในบางกรณี จำเป็นต้องเปลี่ยนเพียงโมดูลเดียวเท่านั้นการเปลี่ยนโมดูลนี้แทนที่จะเปลี่ยนแบตเตอรี่ทั้งหมด จะช่วยลดความจำเป็นในการใช้โลหะ เช่น ลิเธียม รวมถึงการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่เกี่ยวข้องกับการผลิตแบตเตอรี่ทดแทน (หรือรถยนต์ใหม่)สิ่งนี้ทำให้การตกแต่งแบตเตอรี่ใหม่ “เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเศรษฐกิจหมุนเวียน (ระบบที่ช่วยประหยัดและนำทรัพยากรกลับมาใช้ใหม่)” Gavin Harper นักวิจัยที่ศึกษาความยั่งยืนของแบตเตอรี่ที่มหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมในสหราชอาณาจักรกล่าว
แม้ว่าจะไม่แพงเสมอไป แต่คุณสามารถประหยัดเงินได้ด้วยการซ่อมแบตเตอรี่โดยทั่วไปการซ่อมแบตเตอรี่ EV จะมีค่าใช้จ่ายประมาณครึ่งหนึ่งของแบตเตอรี่ใหม่Cox Automotive ประมาณการว่านับตั้งแต่เริ่มให้บริการซ่อมแบตเตอรี่ EV ในปี 2014 บริษัทสามารถประหยัดแบตเตอรี่ได้มากกว่า 1 กิกะวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายให้กับรถยนต์ไฟฟ้าใหม่ประมาณ 17,000 คันจากการทิ้งก่อนเวลาอันควร
“มีเหตุผลหลายประการที่ทำให้การซ่อมแซมมีความคุ้มค่ามากกว่าการเปลี่ยนทดแทน” Helps กล่าวกับ Grist
แต่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าการซ่อมแบตเตอรี่เป็นสิ่งที่อันตราย และไม่ควรทำที่บ้านหรือผู้ที่มาครั้งแรกหากแบตเตอรี่เสียหายระหว่างการซ่อมแซมอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรซึ่งอาจส่งผลให้เกิดเพลิงไหม้หรือการระเบิดได้การไม่สวมถุงมือไฟฟ้าแรงสูงที่เหมาะสมเมื่อพยายามซ่อมแซมอาจส่งผลให้เกิดไฟฟ้าช็อตได้หากคุณไม่รู้ว่ากำลังทำอะไรอยู่ “คุณกำลังเล่นกับไฟ” John Matna เจ้าของร้านซ่อมจักรยานไฟฟ้า Chattanooga Electric Bike Co. กล่าว เขาสังเกตเห็นว่าแบตเตอรี่จักรยานไฟฟ้าบางรุ่นมี “กระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะฆ่าได้” บุคคลหนึ่ง."
เป็นการดีที่จะกล่าวว่าการปรับสภาพแบตเตอรี่จำเป็นต้องมีการฝึกอบรมเกี่ยวกับไฟฟ้าแรงสูง ประสบการณ์ด้านไฟฟ้า อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลเป็นอย่างน้อย และ "ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมและวิธีการทำงานของแบตเตอรี่"ผู้ที่ต้องการซ่อมแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ายังจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ในการยกรถขึ้นจากพื้นและถอดแบตเตอรี่ออกทางกายภาพ ซึ่งมีน้ำหนักหลายพันปอนด์
“น้อยคนนักที่จะลองทำสิ่งนี้ได้” เบอนัวต์กล่าว
แต่แม้แต่ผู้ที่ได้รับการฝึกอบรมอย่างเหมาะสมก็มักจะประสบปัญหาในการซ่อมแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าหรือจักรยานไฟฟ้าเนื่องจากการออกแบบแบตเตอรี่ e-bike จำนวนมากมาในกล่องพลาสติกที่ทนทาน ซึ่งเปิดได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้โดยไม่ทำให้ส่วนประกอบภายในเสียหายภายในแบตเตอรี่ e-bike หรือโมดูลแบตเตอรี่ EV แต่ละโมดูล เซลล์ต่างๆ มักจะติดกาวหรือเชื่อมเข้าด้วยกัน ทำให้ยากหรือไม่สามารถเปลี่ยนทีละเซลล์ได้นอกจากนี้ ตามรายงานประจำปี 2021 จากสำนักงานสิ่งแวดล้อมยุโรป (European Environment Agency) เน้นย้ำว่าแบตเตอรี่ EV บางตัวมีซอฟต์แวร์ที่อาจทำให้แบตเตอรี่ปิดตัวลงหากมีสัญญาณของการปลอมแปลง
ผู้ผลิตอ้างว่าแบตเตอรี่ของตนได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงความปลอดภัย ความทนทาน และประสิทธิภาพ แต่อาจต้องเสียค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซม เนื่องจากผู้ผลิตหลายรายที่ครอบคลุมระยะเวลาการรับประกัน (โดยปกติคือสองปีสำหรับแบรนด์หลักและแบรนด์ e-bike) เสนอการเปลี่ยนให้ฟรี หรือรับส่วนลดแบตเตอรี่ยานพาหนะไฟฟ้ามีอายุการใช้งาน 8 ถึง 10 ปีหรือ 100,000 ไมล์)ในทางกลับกัน ผู้สนับสนุนการซ่อมแซมแย้งว่าการออกแบบโมดูลาร์ที่มีตัวยึดแบบพลิกกลับได้ เช่น คลิปที่ถอดออกได้หรือเทปกาว ไม่จำเป็นต้องกระทบต่อความปลอดภัยเสมอไป และประโยชน์ของการออกแบบการซ่อมแซมมีมากกว่าต้นทุนมาก
นักการเมืองยุโรปเริ่มรับฟังผู้สนับสนุนในเดือนสิงหาคม สหภาพยุโรปได้นำกฎระเบียบใหม่มาใช้เพื่อทำให้แบตเตอรี่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นเหนือสิ่งอื่นใด ยังรวมถึงข้อกำหนดที่กำหนดให้แบตเตอรี่ที่ใช้ใน e-bikes และ "ยานพาหนะขนาดเล็ก" อื่น ๆ เช่น e-scooters เพื่อรับบริการโดยผู้เชี่ยวชาญอิสระ จนถึงระดับเซลล์แต่ละรายอุตสาหกรรม e-bike ของยุโรปได้คัดค้านกฎดังกล่าวอย่างรุนแรง เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัย การรับรองแบตเตอรี่ และความรับผิดทางกฎหมาย และขณะนี้กำลังต่อสู้กับวิธีการปฏิบัติตาม
“เรายังคงดูว่าเราจะสามารถตอบสนองความต้องการของกฎระเบียบแบตเตอรี่ใหม่ของสหภาพยุโรปได้อย่างไร ในขณะเดียวกันก็ปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัยที่บังคับใช้และมาตรฐานคุณภาพสูงของเรา” Bosch ผู้ผลิตแบตเตอรี่ e-bike กล่าวกับ Gristบ๊อชสังเกตเห็นความท้าทายที่ผู้ผลิตต้องเผชิญ“แนวโน้มตรงกันข้ามกำลังเกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกา” ซึ่ง “มีการแนะนำกฎระเบียบที่เข้มงวดและมาตรฐานที่สูงขึ้นสำหรับแบตเตอรี่และระบบ e-bike”
ในความเป็นจริง คณะกรรมการความปลอดภัยสินค้าอุปโภคบริโภคของรัฐบาลกลางได้ประกาศเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่ากำลังทบทวนกฎระเบียบสำหรับ e-bikes และแบตเตอรี่ของพวกเขาเกิดขึ้นหลังจากที่แบตเตอรี่ e-bike ลุกลามเมื่อเร็ว ๆ นี้ส่งผลให้มีการดำเนินการตามนโยบายท้องถิ่นเมื่อเร็วๆ นี้สภาเทศบาลนครนิวยอร์กได้เปลี่ยนรหัสการยิงเพื่อห้าม “การประกอบหรือซ่อมแซมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน” จากแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วจากแบตเตอรี่อื่นๆ ซึ่งบางครั้งช่างซ่อมก็ทำเช่นนั้น
เมืองยังได้ผ่านกฎหมายที่กำหนดให้ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าต้องแน่ใจว่าแบตเตอรี่ของผลิตภัณฑ์ของตนได้รับการรับรองตามมาตรฐานการออกแบบ UL 2271 ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงความปลอดภัยแบตเตอรี่ที่ผลิตซ้ำมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้ Ibrahim Jilani ผู้อำนวยการฝ่ายเทคโนโลยีผู้บริโภคระดับโลกของ UL Solutions ซึ่งเป็นบริษัทข้ามชาติที่ทดสอบมาตรฐานการรับรองความปลอดภัยสำหรับผลิตภัณฑ์และวัสดุอุตสาหกรรมและผู้บริโภคที่หลากหลาย กล่าวหนึ่งมาตรฐานแต่ Gilani กล่าวว่าบริษัทซ่อมจะต้อง “คงการออกแบบไว้เหมือนเดิมก่อนการซ่อมแซม” รวมถึงการใช้แบตเตอรี่และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มียี่ห้อและรุ่นเดียวกันร้านซ่อมแบตเตอรี่ยังต้องได้รับการตรวจสอบ UL ในสถานที่สี่ครั้งต่อปี ซึ่งจะมีค่าใช้จ่ายมากกว่า 5,000 เหรียญสหรัฐต่อปี Jilani กล่าว-
เมื่อเปรียบเทียบกับจักรยานไฟฟ้า ผู้บัญญัติกฎหมายค่อนข้างผ่อนคลายในการซ่อมแบตเตอรี่ EVไม่มีกฎหมายหรือข้อบังคับเฉพาะในสหรัฐอเมริกาที่แก้ไขปัญหานี้กฎแบตเตอรี่ใหม่ของสหภาพยุโรปไม่ได้กล่าวถึงการซ่อมแซมแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า แต่เพียงแนะนำให้ผู้บัญญัติกฎหมายปรับปรุงกฎระเบียบของยานพาหนะแต่ละคัน “เพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่เหล่านี้สามารถถอดออก เปลี่ยน และรื้อถอนได้”
สมาคมประกันภัยเยอรมัน GDV “สนับสนุน” แนวคิดนี้อย่างเต็มที่ โฆษกบอกกับ Gristในเดือนตุลาคม กลุ่มได้เผยแพร่ผลการศึกษาที่พบว่ารถยนต์ไฟฟ้ามีค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมมากกว่ารถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินถึงหนึ่งในสาม ซึ่งส่วนหนึ่งอธิบายได้จากค่าซ่อมหรือเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่สูง
“ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายไม่อนุญาตให้ซ่อมแซมแบตเตอรี่ แม้ว่ากล่องแบตเตอรี่จะเสียหายเล็กน้อยก็ตาม” โฆษกของ GDV กล่าวกับ Gristบางครั้งผู้ผลิตรถยนต์ตัดสินใจเปลี่ยนแบตเตอรี่หากรถประสบอุบัติเหตุจากการใช้ถุงลมนิรภัยแนวทางปฏิบัติทั้งสอง "อาจส่งผลให้ค่าซ่อมเพิ่มขึ้น" และในที่สุดเบี้ยประกันก็จะสูงขึ้น โฆษกกล่าว
กฎระเบียบใหม่เกี่ยวกับความสามารถในการซ่อมแซมแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเกิดขึ้นในช่วงเวลาวิกฤติHelps ของ Cox Automotive กล่าวว่าการออกแบบแบตเตอรี่ EV มีแนวโน้มเกิดขึ้นพร้อมกัน 2 ประการ: “แบตเตอรี่จะบำรุงรักษาง่ายมาก หรือไม่ก็ไม่สามารถบำรุงรักษาได้เลย”
แบตเตอรี่บางชนิด เช่น แบตเตอรี่ Volkswagen ID.4 มีโมดูลแบบเลโก้ที่ถอดและเปลี่ยนได้ง่ายชุดแบตเตอรี่อื่นๆ เช่น ชุดแบตเตอรี่ Tesla 4680 ใหม่ ไม่มีโมดูลใดๆ เลยแต่เซลล์ทั้งหมดจะติดกาวเข้าด้วยกันและติดกับชุดแบตเตอรี่แทนช่วยอธิบายการออกแบบนี้ว่า “ไม่สามารถแก้ไขได้”หากพบชุดแบตเตอรี่ที่เสียหาย จะต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ทั้งหมด
“มันยังคงเป็นแบตเตอรี่ที่สามารถรีไซเคิลได้อย่างสมบูรณ์” Helps กล่าว“คุณแค่ซ่อมมันไม่ได้”
บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกโดย Grist ซึ่งเป็นองค์กรสื่อที่ไม่แสวงหากำไรซึ่งครอบคลุมเรื่องสภาพภูมิอากาศ ความยุติธรรม และแนวทางแก้ไข
Scientific American เป็นส่วนหนึ่งของ Springer Nature ซึ่งเป็นเจ้าของหรือมีความสัมพันธ์ทางการค้ากับสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์นับพันฉบับ (หลายฉบับสามารถพบได้ที่ www.springernature.com/us)Scientific American รักษานโยบายที่เข้มงวดเกี่ยวกับความเป็นอิสระของบรรณาธิการในการรายงานความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์แก่ผู้อ่านของเรา