เมื่อแบรนด์เครื่องมือไฟฟ้าไร้สายเปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ Li-ion พวกเขาระบุและโฆษณาแบตเตอรี่ตามลักษณะพื้นฐานสองประการ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าและความสามารถในการชาร์จ โดยมีหน่วยเป็นโวลต์และแอมป์ชั่วโมงตามลำดับ
แรงดันไฟฟ้าเป็นแนวคิดที่เข้าใจกันอย่างกว้างขวาง และน้อยกว่า แอมป์ชั่วโมง ถึงกระนั้น ด้วยแบรนด์ต่างๆ ที่นำเสนอแบตเตอรี่ขนาดกะทัดรัดที่มีพิกัดแอมป์ชั่วโมงต่ำกว่า และแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่มีพิกัดแอมป์ชั่วโมงสูงกว่า การคำนึงถึงความจุของประจุเป็น “ขนาดถังแก๊สของเครื่องมือไฟฟ้า” ทำให้สิ่งต่างๆ ง่ายขึ้น
ผู้ใช้เครื่องมือส่วนใหญ่ควรเข้าใจแรงดันไฟฟ้า (V) ว่าเกี่ยวข้องกับกำลังไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า (A) เป็นหน่วยวัดการไหลของไฟฟ้า และแอมป์ชั่วโมง (Ah) เป็นหน่วยวัดความจุของประจุ และระยะเวลาที่แบตเตอรี่จะให้พลังงานแก่เครื่องมือหรืออุปกรณ์ .
เมื่อพูดถึงเฉพาะแบตเตอรี่ที่มีแรงดันใช้งานเท่ากัน เช่น การเปรียบเทียบระบบ 18V หนึ่งระบบกับระบบ 18V หรือ 20V Max อีกระบบหนึ่ง สิ่งต่างๆ เป็นเรื่องง่ายและเรียบง่าย
แต่เราไม่ได้พูดถึงแบตเตอรี่เพียงสองขนาดและระบบเครื่องมือไฟฟ้าไร้สายเพียง 18V หรือ 18V และ 12V อีกต่อไป
แบรนด์เครื่องมือไฟฟ้าไร้สายในปัจจุบันมีเครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพาที่มีแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 12V ถึง 60V และบางแบรนด์ก็เหนือกว่านั้น
นอกจากนี้ ยังมีชุดแบตเตอรี่หลายรุ่นที่มีเทคโนโลยีแตกต่างกันมากซึ่งทั้งหมดยังคงอยู่ในท้องตลาด
ชั่วโมงแอมป์ไม่ชัดเจนเท่าที่ควร
แอมป์ชั่วโมงคือระยะเวลาที่แบตเตอรี่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้หนึ่งแอมป์ หากแบตเตอรี่สามารถปล่อยกระแสไฟ 1A ต่อเนื่องเป็นเวลา 2 ชั่วโมง แบตเตอรี่จะมีความจุในการชาร์จ 2Ah
ด้วยเครื่องมือไฟฟ้าไร้สาย เราจัดการกับชุดแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นส่วนประกอบของเซลล์ Li-ion หลายเซลล์พร้อมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ที่ควบคุมสิ่งต่างๆ
อัตราแอมป์ชั่วโมงของแบตเตอรี่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับกระแสไฟที่ปล่อยออกมา แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่ได้รับความสนใจ
หากคุณเคยดูภาพยนตร์เรื่อง Iron Man ภาคแรก ลองพิจารณาส่วนที่สตาร์กสร้างเครื่องปฏิกรณ์อาร์คเครื่องแรกของเขา ในฐานะที่เป็นแหล่งพลังงานคงที่ มันสามารถให้พลังงานกับสิ่งเล็กๆ เป็นเวลานานมาก หรือสิ่งใหญ่ๆ ในระยะเวลาอันสั้น แบตเตอรี่มีความคล้ายคลึงกัน
ไม่กี่ปีที่ผ่านมา แบตเตอรี่ 4Ah จาก Bosch, Dewalt, Makita, Metabo, Metabo HPT (Hitachi), Milwaukee และอื่น ๆ จะถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกัน แบรนด์เหล่านี้ทั้งหมดมีระบบเครื่องมือไฟฟ้าไร้สาย 18V (หรือ 20V สูงสุด) และ 4Ah คือ 4Ah
Ni-cd, Li-Ion, Ni-Mh: แบตเตอรี่สามประเภท
พูดอย่างกว้างๆ มีสามประเภทหลักของแบตเตอรี่เครื่องมือไฟฟ้า ที่กล่าวว่าเครื่องมือไฟฟ้าไร้สายส่วนใหญ่ในตลาดจะใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ประเภทใดประเภทหนึ่งจากสองประเภทที่แตกต่างกัน หากต้องการจำกัดขอบเขตให้แคบลง อาจกล่าวได้ว่าเครื่องมือไฟฟ้าระดับกลางส่วนใหญ่ (เช่น สว่านไร้สาย) จะมาพร้อมกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
แบตเตอรี่ Ni-cd
แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมเป็นแบตเตอรี่รุ่นเก่าที่สุดในตลาด แบตเตอรี่เหล่านี้มีน้ำหนักมากและมักจะใช้เวลานานพอสมควรในการชาร์จ นอกจากนี้ยังมีเอฟเฟกต์หน่วยความจำ ซึ่งหมายความว่าหากแบตเตอรี่ไม่ได้คายประจุอย่างเพียงพอก่อนที่คุณจะพยายามชาร์จใหม่ แบตเตอรี่จะกำหนดจุดชาร์จที่ต่ำกว่าเป็นระดับสูงสุดในครั้งต่อไปที่เสียบปลั๊ก เมื่อเวลาผ่านไป แบตเตอรี่ของคุณจะไม่ สามารถเก็บประจุได้เต็มและไม่สามารถส่งพลังงานได้มาก แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมใช้ในการชาร์จเครื่องมือไฟฟ้าระดับล่าง อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่เหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ขอแนะนำให้ปล่อยให้แบตเตอรี่ Ni-cd คายประจุจนเต็มก่อนที่จะทำการชาร์จใหม่ คุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ได้ทิ้งไว้บนเครื่องชาร์จเมื่อชาร์จเต็มแล้ว แบตเตอรี่เหล่านี้สามารถทนต่อรอบการชาร์จจำนวนมากได้
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือตัวเลือกที่ดีที่สุดของคุณอย่างไม่ต้องสงสัย! แบตเตอรี่เหล่านี้มีน้ำหนักเบา ชาร์จเร็ว (โดยเฉลี่ยหนึ่งชั่วโมงครึ่ง) และไม่มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำ แบตเตอรี่ Li-Ion จะให้พลังงานทั้งหมดที่มีจนกว่าแบตเตอรี่จะหมด ความจริงแล้วอาจทำให้เข้าใจผิดได้หากแบตเตอรี่ไม่มีไฟแสดงสถานะแบตเตอรี่! โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมจะพบได้ในเครื่องมือไฟฟ้าส่วนใหญ่เนื่องจากให้ความสะดวกสบายสูงสุดแก่ผู้ใช้
แบตเตอรี่ Ni-Mh
แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ค่อนข้างหนัก (หนักกว่านิกเกิลแคดเมียม) แต่ไม่มีผลกับหน่วยความจำมากนัก แบตเตอรี่ประเภทนี้โดยทั่วไปจะทนทานต่อจำนวนรอบการชาร์จที่น้อยกว่านิกเกิลแคดเมียม (น้อยกว่าประมาณสามเท่า) แบตเตอรี่ Ni-Mh ไม่ได้มีทั่วไปในทุกวันนี้
นี่คือแบตเตอรี่ Dewalt 20V Max 4Ah ซึ่งน่าจะได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมด้วยเซลล์ Li-ion ขนาด 5x 21700 โดยแต่ละก้อนมีความจุการชาร์จ 4Ah
นี่คือแบตเตอรี่ Dewalt 20V Max 4Ah แบบเก่า ออกแบบด้วยเซลล์ Li-ion ขนาด 10x 18650 โดยแต่ละก้อนมีความจุการชาร์จ 2Ah
นี่คือแบตเตอรี่เครื่องมือไฟฟ้าไร้สาย Makita XGT 40V Max 4Ah ซึ่งน่าจะได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมด้วยเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาด 10x 21700 โดยแต่ละก้อนมีความจุการชาร์จ 4Ah มีความจุพลังงานเทียบเท่ากับแบตเตอรี่ 18V 8Ah
แบตเตอรี่ Makita XGT 5Ah นี้มีขนาดใหญ่กว่าแบตเตอรี่ 4Ah ในการผลิตเอาต์พุตสูงสุด 40V (ค่าปกติ 36V) จำเป็นต้องมีกลุ่มเซลล์ 10 เซลล์ ซึ่งบ่งชี้ว่าสร้างด้วยเซลล์ขนาด 20x 18650 แต่ละเซลล์มีความจุการชาร์จ 2.5Ah
แบตเตอรี่ Dewalt 20V Max (18V nominal) PowerStack 5Ah มีเซลล์ Li-ion 5x เซลล์แบบกระเป๋า เท่ากับแบตเตอรี่ PowerStack 1.7Ah ขนาดกะทัดรัด
นี่คือแบตเตอรี่ Dewalt FlexVolt 60V Max/20V Max dual-output ที่มีเซลล์ 15x 18650 แต่ละเซลล์มีความจุการชาร์จ 2Ah
สิ่งต่างๆ ทำให้เกิดความสับสน และยิ่งไปกว่านั้นสำหรับใครก็ตามที่ไม่ได้ติดตามเทคโนโลยีแบตเตอรี่ของเครื่องมือไฟฟ้าไร้สายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
Bosch และ Milwaukee ใช้ 18V ต่อไป Dewalt มี 20V Max (18V) และ FlexVolt 60V Max, Makita มี 18V และ XGT 40V Max (36V เล็กน้อย) Metabo HPT มี MultiVolt 36V/18V และ Flex และ Kobalt ต่างก็ใช้ไฟไร้สาย 24V Max ระบบเครื่องมือ
เราต้องเปลี่ยนเป็นวัตต์-ชั่วโมง
วัตต์เป็นหน่วยของพลังงาน โดย 1W เทียบเท่ากับ 1V x 1A หนึ่งวัตต์หรือหนึ่งโวลต์แอมแปร์คืองานไฟฟ้าที่ทำขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้า 1 แอมป์ถูกนำไปใช้กับความต่างศักย์ 1 โวลต์
วัตต์ชั่วโมงเป็นหน่วยวัดความจุพลังงาน 1 Wh = 1 V x 1Ah
ความสามารถในการชาร์จเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของแบตเตอรี่ วัตต์ชั่วโมงคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้า
แบตเตอรีแบบพกพามีตัวเลขความจุที่เหลือเชื่อ เช่น 10,000 mAh สำหรับอุปกรณ์ชาร์จขนาดพกพาราคา $20-30 10Ah นั้นไม่เหมือนกับ 10Ah ในโลกของเครื่องมือไฟฟ้าไร้สาย
แบตเตอรี่ใดมีความจุพลังงานมากกว่า แบตเตอรี่ 40V Max ที่มีความจุการชาร์จ 2.5Ah หรือแบตเตอรี่สูงสุด 24V ที่มีความจุการชาร์จ 4Ah
สำหรับแบตเตอรี่ 40V Max นั่นคือ 40V x 2.5Ah = 100 Wh สำหรับแบตเตอรี่ 24V Max นั่นคือ 24V x 4Ah = 96 Wh
ไม่จำเป็นต้องพูดถึงวัตต์-ชั่วโมงในตลาดที่ครองตลาด 18V แต่ตอนนี้เรามีเครื่องมือไฟฟ้าไร้สาย 24V, 36V และแม้แต่ 60V ที่มีขนาดและน้ำหนักทั่วไปเท่ากันกับเครื่องมือไฟฟ้าไร้สาย 18V
แบตเตอรี่ 18V หรือ 20V Max สามารถสร้างได้ด้วยเซลล์แบตเตอรี่ Li-ion 5, 10, 15, 20 หรือแม้แต่ 30 เซลล์ แบตเตอรี่ 36V และ 30V Max สามารถสร้างได้ด้วยเซลล์ 10 หรือ 20 เซลล์ แบตเตอรี่ 54V หรือ 60V Max สามารถสร้างได้ด้วยเซลล์ 15 หรือ 30 เซลล์ ทั้งหมดนี้อาจเป็นแบตเตอรี่ Li-ion ขนาดเดียวกันหรือต่างกันก็ได้ แบตเตอรี่ 24V Max มี 6, 12 หรือ 18 เซลล์
อาจมีใครโต้แย้งว่าความจุของแรงดันและประจุเป็นสิ่งที่จำเป็นในการอธิบายความจุพลังงานของแบตเตอรี่
อาจเป็นไปได้ แต่มีผู้ใช้เครื่องมือกี่คนที่ยังเข้าใจผิดว่า 20V Max ให้พลังงานที่สูงกว่า 18V และเท่ากันสำหรับ 40V Max เมื่อเทียบกับ 36V
ด้วยวัตต์-ชั่วโมง ค่าที่สูงขึ้นหมายถึงความจุพลังงานที่มากขึ้น แอมป์ชั่วโมงไม่จำเป็นต้องเหมือนกันเสมอไป ด้วยวัตต์-ชั่วโมง ผู้ใช้สามารถเปรียบเทียบแบตเตอรี่ระหว่างยี่ห้อและระบบไร้สายด้วยความเข้าใจด้านเทคนิคที่น้อยลง
หากคุณพิจารณาเครื่องอัดอากาศแบบพกพา ถ้า 2 รุ่นมีถังขนาด 2 แกลลอนทั้งคู่ แบบไหนเก็บอากาศได้มากกว่ากัน? ที่เติมให้มีแรงดันสูงขึ้น การใช้แอมป์ชั่วโมงเป็นตัววัดเปรียบเทียบระหว่างระบบแรงดันไฟฟ้าไร้สายต่างๆ เปรียบเสมือนการเปรียบเทียบเครื่องอัดอากาศตามปริมาตรถังเท่านั้น
แอมป์ชั่วโมงยังคงมีประโยชน์สำหรับการเปรียบเทียบแบตเตอรี่ภายในระบบเครื่องมือไฟฟ้าไร้สายใดๆ แต่วัตต์-ชั่วโมงจะดีกว่าสำหรับการเปรียบเทียบในระบบแรงดันไฟฟ้าต่างๆ เช่น 18V vs 24V Max และ 36V/30V Max เพราะฉะนั้นการเลือกแบตเตอรี่ที่มีแอมป์ที่เหมาะสมจึงสำคัญอย่างยิ่ง