IDTechEx คาดว่าตลาดเซนเซอร์ขั้นสูงสำหรับชุดแบตเตอรี่มีโอกาสโตเกิน 200 ล้านเหรียญสหรัฐฯ

เซนเซอร์แบบธรรมดาที่มีอยู่ในชุดแบตเตอรี่ถูกนำมาใช้เพื่อตรวจวัดแรงดันไฟ กระแสไฟ และอุณหภูมิของเซลล์ภายในชุดแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม ขณะนี้เป็นที่ชัดเจนแล้วว่ายังมีความต้องการเซนเซอร์เพิ่มขึ้นอีกเพื่อเพิ่มความปลอดภัย และเพื่อช่วยในการแจ้งเตือนล่วงหน้าและป้องกันภาวะไร้การควบคุมทางความร้อน รวมถึงป้องกันการเกิดไฟไหม้แบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้า (EV) และระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) โดยเซนเซอร์แก๊ส เซนเซอร์แรงดัน เซนเซอร์ความชุ่ม เซนเซอร์ความชื้น และเซนเซอร์ละอองลอย จะเข้ามามีบทบาทสำคัญ

ตลาดเซนเซอร์เหล่านี้กำลังเติบโตและคาดว่าจะเกิน 200 ล้านเหรียญสหรัฐภายในปี 2036 โดยเซนเซอร์แก๊สครองส่วนแบ่งตลาดมากกว่า 73% ตามการรายงานวิจัยใหม่ของบริษัท IDTechEx เรื่อง “Advanced Battery Pack Sensors and Remote Monitoring 2026-2036: Technologies, Markets and Forecasts”

ภาวะไร้การควบคุมทางความร้อน (thermal runaway) หมายถึง ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เกิดขึ้นในแบตเตอรี่อันเนื่องมาจากมีส่วนประกอบเกิดความเสียหายหรือสภาพแวดล้อม ซึ่งอุณหภูมิที่สูงและการลัดวงจรได้นำไปสู่สาเหตุหลัก โดยอุณหภูมิที่สูงในช่วงแรกจะทำให้ส่วนประกอบของแบตเตอรี่เสื่อมสภาพ และนำไปสู่ปฏิกิริยาทางเคมีที่มีการคายความร้อนออกมามากขึ้น ความร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้จะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาอื่นๆ ต่อไป ทำให้อุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่สูงขึ้น ส่งผลให้เซลล์เสื่อมสภาพมากขึ้น และวัฏจักรนี้ก็ยังคงดำเนินต่อไป ซึ่งถ้าหากไม่มีการจัดการความร้อนที่ดีพอ ภาวะไร้การควบคุมทางความร้อนก็อาจแพร่กระจายข้ามไประหว่างเซลล์ ทำให้เกิดไฟไหม้แบตเตอรี่ ซึ่งอาจเสี่ยงต่อชีวิตและสร้างความเสียหายให้กับยานพาหนะได้

หลักการโดยทั่วไปในการตรวจจับภาวะไร้การควบคุมทางความร้อนจะเน้นที่การตรวจวัดกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และอุณหภูมิ แม้ว่าวิธีการในลักษณะนี้จะถือว่าเพียงพอต่อการใช้งานกับรถยนต์ก็ตาม แต่วิธีการนี้จะไม่ส่งสัญญาณแจ้งเตือนเมื่อจอดรถแล้ว เนื่องจากไม่มีแหล่งจ่ายไฟไปยังโหนดเซนเซอร์ นอกจากนี้ ยังขาดประสิทธิผลในการป้องกันภาวะไร้การควบคุมทางความร้อนที่แพร่ออกมา และไม่สามารถตรวจจับแก๊สได้หลังจากเซลล์ระบายแก๊สออกมาแล้ว อีกทั้งยังอาจเป็นอันตรายได้แม้ว่าจะป้องกันภาวะไร้การควบคุมทางความร้อนได้แล้วก็ตาม

เซนเซอร์ขั้นสูงจะเป็นช่องทางเพิ่มเติมในการตรวจจับภาวะไร้การควบคุมทางความร้อน และสามารถเฝ้าตรวจสอบการระบายของเซลล์ได้ เซนเซอร์ที่เหมาะสำหรับการตรวจจับการไร้การควบคุมทางความร้อน คือ เซนเซอร์แก๊ส เซนเซอร์แรงดัน และเซนเซอร์ละอองลอย เนื่องจากการตรวจจับของเซนเซอร์ทั้งสามชนิดนี้เกิดขึ้นในช่วงการเสื่อมสภาพของชุดแบตเตอรี่ โดยเฉพาะการตรวจจับแก๊สมีความน่าสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากจะช่วยให้ตรวจจับการระบายของเซลล์ได้ และแจ้งเตือนได้เร็วกว่าและเชื่อถือได้มากกว่าการตรวจจับแรงดันหรือละอองลอย

ปัจจุบัน มีกฎข้อบังคับทั่วโลกที่กำหนดให้ผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้าต้องได้รับการแจ้งเตือนล่วงหน้าเพียง 5 นาทีก่อนที่เพลิงหรือควันจะเข้าไปในพื้นที่ผู้โดยสารของรถยนต์ จึงทำให้ผู้พัฒนาชุดแบตเตอรี่ไม่ต้องรับผิดชอบในการเตือนถึงการมีอยู่ของแก๊สอันตรายในชุดแบตเตอรี่ เช่น การตรวจจับแก๊สหรือความดัน และการเฝ้าตรวจสอบการระบายของเซลล์ ผลก็คือ เกิดเหตุเพลิงไหม้รถ EV หลายครั้งในขณะที่รถจอดอยู่โดยที่เซนเซอร์แบบเดิมที่ติดตั้งไว้นั้นถูกปิดการทำงานไปแล้ว

ยิ่งในกรณีที่ไม่ได้ใช้งานรถ เพียงแค่ความเสี่ยงต่อชีวิตก็ถือว่าสมเหตุสมผลแล้ว ซึ่งถ้าหากไม่มีกฎข้อบังคับใดเพิ่มอีก ผู้พัฒนายานยนต์ส่วนใหญ่จะยังคงใช้เซนเซอร์แบบเดิมเท่านั้นเพื่อหลีกเลี่ยงต้นทุนเพิ่ม (แม้ว่าจะเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย)

คาดว่าในทศวรรษหน้า จะมีการใข้กฎข้อบังคับเพิ่มเติม โดยกำหนดให้ใช้เซนเซอร์ขั้นสูงในชุดแบตเตอรี่ทั้งในรถ EV และระบบกักเก็บพลังงาน ซึ่งตลาดเซนเซอร์ขั้นสูงเต็มรูปแบบสำหรับชุดแบตเตอรี่ยังต้องมีเทคโนโลยีเซนเซอร์อีกมากมาย

IDTechEx คาดการณ์ว่าภายในสิบปีข้างหน้า ตลาดจะขยายตัวอย่างมาก และจะมีการใช้เซนเซอร์ชุดแบตเตอรี่ขั้นสูงกันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์และระบบกักเก็บพลังงาน

ที่มา: IDTechEx