KMITL Expo 2026 LogoKMITL 66th Anniversary Logo

การประมาณสถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ลิเทียม

การประมาณสถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ลิเทียม

รายละเอียด

ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเทียมถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และยานยนต์ไฟฟ้า ทำให้การประมาณสถานะสุขภาพ (State of Health: SOH) ของแบตเตอรี่มีความสำคัญอย่างมาก เนื่องจากสามารถช่วยยืดอายุการใช้งาน ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา และป้องกันปัญหาด้านความปลอดภัย เช่น ความร้อนสูงเกินหรือการระเบิด โครงงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและวิเคราะห์แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของแบตเตอรี่ ตลอดจนพัฒนาเทคนิคการประมาณสถานะสุขภาพโดยใช้โครงข่ายประสาทเทียม (Neural Networks) เพื่อเพิ่มความแม่นยำและความรวดเร็วในการประเมิน การทดลองได้ทำการเก็บข้อมูลการประจุและคายประจุของแบตเตอรี่ลิเทียมจำนวน 3 เซลล์ ภายใต้อุณหภูมิที่ควบคุม และใช้กระแสคงที่ในการชาร์จและคายประจุไฟฟ้า พร้อมทั้งบันทึกค่ากระแส แรงดัน และเวลา จากนั้นนำข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์เพื่อหาค่าความจุของแบตเตอรี่ในแต่ละรอบการใช้งาน และใช้เป็นข้อมูลฝึกสอนโครงข่ายประสาทเทียม ผลลัพธ์ที่ได้ช่วยให้สามารถคาดการณ์สถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลจากโครงงานนี้สามารถนำไปพัฒนาระบบจัดการแบตเตอรี่ (Battery Management System) เพื่อช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ทั้งยังเป็นแนวทางในการนำเทคนิคปัญญาประดิษฐ์มาประยุกต์ใช้ในงานด้านพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ

วัตถุประสงค์

เนื่องจากปัจจุบันมีการใช้งานแบตเตอรี่ลิเทียมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น โทรศัพท์มือถือ และยานยนต์ไฟฟ้าอย่างแพร่หลาย การประเมินสถานะสุขภาพของแบตเตอรี่จึงเป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยยืดอายุการใช้งาน ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา และป้องกันการเสื่อมสภาพที่อาจนำไปสู่ปัญหาด้านความปลอดภัย เช่น ความร้อนสูงเกินหรือการระเบิด ทำให้การประมาณสถานะสุขภาพมีส่วนช่วยลดความเสี่ยงในการใช้งานแบตเตอรี่และเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้พลังงานให้เกิดประโยชน์สูงสุด อีกทั้งการประเมินสถานะสุขภาพนี้ยังช่วยลดต้นทุนการเปลี่ยนแบตเตอรี่บ่อยครั้งที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้งานที่ไม่ถูกต้อง ปัญหาของการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่เกิดขึ้นจากการใช้งานที่ต่อเนื่อง ทั้งการประจุไฟฟ้าและการคายประจุไฟฟ้า ซึ่งจะมีผลให้ความเสถียรของแบตเตอรี่ลดลงไปเรื่อยๆ การตรวจสอบสถานะสุขภาพแบตเตอรี่เป็นการแก้ปัญหาหนึ่ง แต่เทคนิคที่มีอยู่เดิมอาจใช้เวลานานหรือมีความแม่นยำที่ไม่เพียงพอ การนำเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ โดยเฉพาะโครงข่ายประสาทเทียม (Neural Networks) เข้ามาประยุกต์ใช้จึงเป็นทางเลือกใหม่ที่ช่วยให้การประเมินสถานะสุขภาพแม่นยำขึ้นและรวดเร็วขึ้น การพัฒนาอัลกอริทึมสำหรับการคาดการณ์จากข้อมูลการประจุไฟฟ้าและการคายประจุไฟฟ้าของแบตเตอรี่ช่วยให้เกิดโมเดลที่สามารถเรียนรู้จากข้อมูลในอดีตและคาดการณ์สถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ในอนาคตได้

นวัตกรรมอื่น ๆ

ออกแบบวงจรสำหรับการควบคุมเครื่องผลิตไฮโดรเจนโดยใช้แหล่งจ่ายจากเซลล์โฟโตโวลเทอิก

คณะวิศวกรรมศาสตร์

ออกแบบวงจรสำหรับการควบคุมเครื่องผลิตไฮโดรเจนโดยใช้แหล่งจ่ายจากเซลล์โฟโตโวลเทอิก

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการออกแบบและพัฒนา ระบบแปลงพลังงานไฟฟ้า เพื่อควบคุมการจ่ายพลังงานจาก โซล่าร์เซลล (PV) ไปยัง เครื่องผลิตไฮโดรเจน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในการพัฒนาพลังงานหมุนเวียน ตามแนวทาง RE100 โดยเฉพาะไฮโดรเจนสีเขียว ที่ได้จากกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสน้ำโดยใช้พลังงานสะอาดจากโซล่าร์เซลล์ ซึ่งไม่ก่อให้เกิดมลพิษ โครงสร้างของระบบที่นำเสนอในงานวิจัยนี้ประกอบด้วย อินเวอร์เตอร์ NPC แบบ 3 ระดับ (Three-Level NPC Inverter), หม้อแปลง, วงจรเรียงกระแสแบบเต็มลูกคลื่น และวงจรกรองความถี่ เพื่อปรับปรุงคุณภาพของพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ การออกแบบและจำลองระบบดำเนินการโดยใช้ MATLAB และ Simulink เพื่อประเมินประสิทธิภาพของวงจรและวิเคราะห์ผลลัพธ์ นอกจากนี้ ยังใช้ระบบควบคุม ไมโครคอนโทรลเลอร์ร่วมกับวงจรขับเกต เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส โดยช่วยลดการสูญเสียพลังงาน และการออกแบบนี้สามารถแปลงพลังงาน PV ไปเป็นแรงดันและกระแสที่เหมาะสมสำหรับเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ โดยยังคงรักษาประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตไฮโดรเจนไว้

การศึกแบบจำลองพฤติกรรมทางความร้อนของแท่งห้ามล้อในรถไฟบรรทุกสินค้า

คณะวิศวกรรมศาสตร์

การศึกแบบจำลองพฤติกรรมทางความร้อนของแท่งห้ามล้อในรถไฟบรรทุกสินค้า

ระบบเบรกของรถไฟนิยมใช้ระบบเบรกแบบลมอัด โดยใช้อากาศแรงดันสูงกดแท่งห้ามล้อไปสัมผัสกับผิวของล้อเพื่อลดความเร็วของรถไฟ เมื่อเกิดการเสียดสีกันซ้ำ ๆ จึงเกิดความร้อนขึ้นบริเวณผิวสัมผัส ทำให้เกิดความเค้นสะสมเนื่องจากความร้อนบนแท่งห้ามล้อวัสดุเหล็กหล่อ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความเค้นเนื่องจากความร้อน (Thermal stress) บนแท่งห้ามล้อวัสดุเหล็กหล่อรูปแบบต้นแบบด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อเปรียบเทียบผลการวิเคราะห์ที่ได้กับแท่งห้ามล้อชิ้นงานจริง และออกแบบแท่งห้ามล้อวัสดุเหล็กหล่อในรูปแบบใหม่เพื่อลดความเค้นเนื่องจากความร้อนที่เกิดขึ้น จากผลการวิเคราะห์ความเค้นเนื่องจากความร้อนด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ พบว่า ตำแหน่งที่เกิดความเค้นเนื่องจากความร้อนบนแท่งห้ามล้อรูปแบบต้นแบบสอดคล้องกับตำแหน่งที่เกิดรอยแตกร้าวบนแท่งห้ามล้อที่เป็นชิ้นงานจริง และการออกแบบให้แท่งห้ามล้อมีรอยบาก 1 บากบริเวณกึ่งกลางเนื้อของแท่งห้ามล้อสามารถช่วยลดความเค้นเนื่องจากความร้อนได้ ซึ่งผลการศึกษานี้ควรมีการสอบเทียบกับต้นแบบแท่งห้ามล้อจริงบนภาคสนามสำหรับประเมินประสิทธิภาพของการเบรกจริงอีกครั้งต่อไป

คินเดอร์ฟอร์เรสต์ เกมสร้างสิ่งของและไขปริศนาด้วยเทคโนโลยีวีอาร์

คณะเทคโนโลยีสารสนเทศ

คินเดอร์ฟอร์เรสต์ เกมสร้างสิ่งของและไขปริศนาด้วยเทคโนโลยีวีอาร์

โครงงานเรื่อง คินเดอร์ฟอร์เรสต์ เกมสร้างสิ่งของและไขปริศนา ด้วยเทคโนโลยีวีอาร์ มีจุดประสงค์ในการจัดทำขึ้นเพื่อเป็นเกมส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์ในการแก้ปัญหา และทักษะการประยุกต์ในระดับเบื้องต้น โดยนำเสนอในรูปแบบเทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือน เพื่อมุ่งเน้นให้ผู้เล่นได้มีส่วนร่วมทางร่างกายระหว่างการเล่นเกมพร้อมกับการส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์และทักษะการประยุกต์ระดับเบื้องต้น ทางคณะผู้จัดทำได้เลือกใช้ อันเรียลเอนจิน 5.1 (Unreal Engine 5.1)และแว่นตาโลกเสมือนโอคูลัส เควส 2 (Oculus Quest 2) มาพัฒนาเกมในรูปแบบเทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือนโดยภายในตัวเกมจะมีด่านที่ต้องใช้ความคิดสร้างสรรค์และวิธีการในการผ่านด่านที่ต่างกันไป มีการจับเวลาในการทำภารกิจเพื่อผ่านด่าน ผู้เล่นจะขยับร่างกายเมื่อมีการเคลื่อนไหวภายในเกม อุปสรรคของผู้เล่นในแต่ละด่านจะทำให้ผู้เล่นต้องใช้การขยับร่างกายไปพร้อมกับการแก้ไขปัญหา เป็นต้น และเกมจะมีการแสดงผลลัพธ์การผ่านภารกิจในขั้นต่าง ๆ ทำให้ผู้เล่นได้รางวัลที่ต่างกันตามลำดับขั้น ซึ่งเมื่อผู้เล่นผ่านก็จะมีการแสดงผลลัพธ์ให้ผู้เล่นทราบอีกด้วย