ทำความรู้จัก รถยนต์ไฟฟ้าในรูปแบบต่างๆ ทั้งแบบ Hybrid, EV และ Fuel Cell

การพัฒนารถยนต์มีมาอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่เริ่มมียี่ห้อรถยนต์ที่ขายมากกว่า 1 ยี่ห้อ ทำให้รถยนต์สามารถก้าวหน้าด้านเทคโนโลยีและการทำงานต่างๆได้แทบจะเหมือนในนิยายที่เขียนกันมาเมื่อ 30 ปีก่อนไปแล้ว แต่ก็ต้องยอมรับว่า ด้วยกระแสการอนุรักษ์พลังงานและการรักษาสิ่งแวดล้อม ก็เป็นเรื่องที่สังคมในปัจจุบันก็ให้ความสำคัญมากเช่นเดียวกัน ทำให้เครื่องยนต์แบบสันดาปภายใน ใช้เชื้อเพลิงแบบฟอสซิลล้วนต้องกลายเป็นจำเลยของคด

ด้วยเหตุนี้ ทำให้ยุคปัจจุบัน แต่ละค่ายรถยนต์เริ่มพัฒนาเครื่องยนต์ที่ปล่อยไอเสียได้น้อยลง แต่ไม่ว่าจะพัฒนาได้ขนาดไหน การปล่อยไอเสียก็ยังอยู่ในระดับที่มากพอที่จะทำลายอากาศดีๆได้อยู่ดี แต่แล้ววันหนึ่งก็ได้มีชายคนหนึ่งชื่อว่า Elon Musk ได้ก้าวเข้ามาสู่ตลาดรถยนต์ แต่ไม่ได้มาด้วยแบบเก่าๆ เขากล้าเปลี่ยนยุคของอุตสาหกรรมยานยนต์ใหม่ด้วยการลิตและจำหน่ายรถยนต์ที่ใช้ไฟฟ้าล้วน ภายใต้ชื่อยี่ห้อ Tesla ที่ค่ายรถยนต์ยักษ์ใหญ่ทั้งโลกเคยบอกว่า โลกเรายังไม่พร้อมที่จะมีรถยนต์ไฟฟ้า ต้องค่อยเป็นค่อยไป แต่จากยอดขายทุกรุ่นที่เคยผลิต ทั้ง Model S, Model X และ Model 3 เป็นเหมือนการตบหน้าไปแรงๆที่ค่ายรถยนต์ดั้งเดิมให้รู้ว่า โลกของเราพร้อมแล้วที่จะเปลี่ยนยุคไปสู่โลกยานยนต์แบบรถไฟฟ้าได้สักที แต่กว่าจะก้าวไปสู่การใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าอย่างเต็มตัว ก็อาจจะต้องใช้เวลาของการเปลี่ยนผ่าน โดยใช้รถยนต์ใช้ไฟฟ้าในรูปแบบต่างๆ ซึ่งจะมีรูปแบบไหนบ้าง ลองมาดูกันครับ

Mild-Hybrid Electric Vehicle (MHEV)

หลายคนอาจจะคุ้นเคยแต่เฉพาะคำว่า Hybrid แล้วรู้แค่ว่าเป็นระบบเครื่องยนต์แบบสันดาปภายใน ที่ใช้ระบบไฟฟ้าเข้ามาทำงานร่วมด้วย ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว เครื่องยนต์แบบ Hybrid นั้นมีหลายเลเวล โดยเครื่องยนต์แบบ Mild-Hybrid จะเป็นระดับเริ่มต้นของการใช้ไฟฟ้าในการช่วยขับเคลื่อนเลย โดยการทำงานของระบบ Mild-Hybrid นั้น จะมีมอเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่มาช่วยการทำงานของเครื่องยนต์ แต่ตัวมอเตอร์จะมีขนาดเล็ก และขนาดของแบตเตอรี่ก็เก็บไฟไม่ได้มาก มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำหน้าที่ในการช่วยออกตัวและการเสริมอัตราเร่งเป็นหลัก ดังนั้นตัวเครื่องยนต์จะไม่ดับ ต้องทำงานอยู่ตลอดทาง แต่อย่างน้อยระบบมอเตอร์ไฟฟ้าก็สามารถช่วยลดการทำงานของเครื่องยนต์ในช่วงออกตัวและทำอัตราเร่งได้ระดับหนึ่ง ก็ทำให้ช่วยลดการใช้น้ำมันได้บ้าง รถยนต์ที่ใช้ระบบนี้ก็จะมีอย่างเช่น Audi A8, Audi A6, Hyundai Tucson, Suzuki Baleno เป็นต้น

Full Hybrid Electric Vehicle (HEV)

รถยนต์ระบบ Full Hybrid หรือเราเรียกกันอย่างคุ้นเคยว่า Full Hybrid เป็นระบบที่เราเห็นได้ในรถยนต์ของ Toyota Hybrid ทุกรุ่น และคงต้องยอมรับว่า โตโยต้านี่แหล่ะที่ทำให้รถยนต์ในระบบ Hybrid มีการใช้งานแพร่หลายในปัจจุบัน เริ่มต้นจาก Toyota Prius ตั้งแต่ปี 1997 โดยการทำงานของรถยนต์ระบบ Full Hybrid นั้น จะยังคงใช้งานทำงานของเครื่องยนต์ดั้งเดิมในการขับเคลื่อนอยู่ แต่จะมีมอเตอร์และแบตเตอรี่ ที่มีขนาดใหญ่กว่าของระบบ Mild-Hybrid อยู่พอสมควร ซึ่งใหญ่พอที่จะพารถยนต์วิ่งไปได้ด้วยการใช้ไฟฟ้าล้วนๆราว 2-3 กิโลเมตร (กรณีที่ชาร์จแบตได้เต็ม) ซึ่งมอเตอร์จะช่วยออกตัวด้วยระบบไฟฟ้าล้วน ก่อนที่เครื่องยนต์จะติดแล้วรับหน้าที่ต่อ, ช่วยวิ่งด้วยไฟฟ้าล้วนในความเร็วย่านต่างๆที่นิ่งพอ (บางรุ่นสามารถทำได้ถึงความเร็วเกิน 120 กม./ชม.), ช่วยทำงานพร้อมเครื่องยนต์ในช่วงที่เราต้องการอัตราเร่งสูง ซึ่งนอกจากจะได้อัตราเร่งที่ดีมากขึ้นแล้ว ยังช่วยลดการใช้น้ำมันในสถานะการณ์ต่างๆได้พอสมควร รวมทั้งเมื่อรถติด รถจอดหยุดนิ่ง ถ้ามีแบตเตอรี่มากพอ เครื่องยนต์จะดับ แล้วดึงไฟจากแบตเตอรี่มาใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าในรถ อาทิ เครื่องปรับอากาศ, เครื่องเสียง, ไฟหน้ารถ เป็นต้น ทำให้ลดการใช้น้ำมันไปได้อีก มลพิษที่ถูกปล่อยออกมาก็ลดลง โดยแบตเตอรี่ที่ใช้ส่วนใหญ่จะมี 2 แบบก็คือ Lithium-ion และ Nickel–metal hydride รถยนต์ที่เป็นระบบ Full Hybrid ในปัจจุบัน ก็มีทั้ง Toyota Camry, Honda Accord เป็นต้น

Plug-in Hybrid (PHEV)

เมื่อเทคโนโลยีของระบบ Full Hybrid เริ่มนิ่งแล้ว ก็มีการต่อยอดระบบการใช้งานไฟฟ้าเข้าไปอีก เพื่อเพิ่มระยะทางในการใช้ไฟฟ้าล้วนให้มากขึ้นกว่าเดิม วิธีการง่ายที่สุดก็คือการเพิ่มในส่วนของความจุแบตเตอรี่เข้าไป แต่ด้วยเฉพาะกำลังจากการขับเคลื่อนรถยนต์หรือการใช้งานเครื่องยนต์ทั่วไป ไม่สามารถจะอัดประจุไฟฟ้าให้เข้าไปอยู่ในแบตเตอรี่ที่มีขนาดใหญ่กว่าแบตเตอรี่ของ Full Hybrid หลายเท่าตัวให้เต็มได้ จึงต้องมีการใช้ไฟฟ้าจากภายนอกมาชาร์จเข้าไปโดยตรง เหมือนกับที่เราเสียบชาร์จโทรศัพท์มือถือ ซึ่งส่วนใหญ่แล้ว จะมีการใช้สายชาร์จแบบอะแดปเตอร์ เสียบปลั๊กที่อยู่ในบ้าน ใช้เวลาในการชาร์จราว 4-6 ชั่วโมงจนแบตเต็ม จะทำให้รถสามารถวิ่งไปด้วยระบบไฟฟ้าอย่างเดียว (เครื่องยนต์ไม่ต้องทำงาน) วิ่งได้ระดับ 20-50 กิโลเมตร (ขึ้นอยู่กับรุ่น) พูดง่ายๆว่า ถ้าใช้ขับไปทำงานในระยะไม่เกินนี้ แล้วสามารถชาร์จไฟที่ทำงานได้ ก็แทบไม่ต้องเติมน้ำมันเพื่อใช้งานเลย ส่วนระบบการทำงานนั้นเหมือนกับแบบ Full Hybrid เป๊ะๆ เพียงแต่ว่าในรถยนต์ PHEV วิ่งด้วยไฟฟ้าได้ไกลว่าเท่านั้นเอง ส่วนรุ่นที่ใช้ระบบนี้ ก็อาทิ BMW 330e, Mitsubishi Outlander P-HEV, Chevrolet Volt, Mercedes-Benz C350e Plug-in Hybrid เป็นต้น

Series Hybrid

ระบบขับเคลื่อนแบบ Series Hybrid นั้น อาจจะไม่ค่อยคุ้นเคยกับบ้านเราสักเท่าไหร่ เพราะมีเพียงไม่กี่รุ่นที่ใช้ระบบนี้ โดยเอาจริงๆแล้ว รถยนต์ในระบบ Series Hybrid ก็คือรถยนต์ไฟฟ้านี่แหล่ะ ใช้แต่มอเตอร์ในการขับเคลื่อนตัวรถเท่านั้น เพียงแต่ว่ารถยนต์ประเภทนี้จะมีแบตเตอรี่ที่ขนาดไม่ใหญ่มาก สามารถพารถวิ่งไปได้ไม่กี่สิบกิโลเมตร ดังนั้นจึงมีการติดตั้งเครื่องยนต์เข้าไป เพื่อใช้ในการผลิตไฟฟ้าเท่านั้น ไม่ได้มีการเชื่อมต่อกับระบบขับเคลื่อนอะไรทั้งสิ้น ทำหน้าที่เหมือนเครื่องปั่นไฟ เพื่อจ่ายไฟฟ้าเข้าสู่ที่แบตเตอรี่และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆภายในตัวรถ ก่อนที่แบตเตอรี่จะเอาไฟไปจ่ายเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ให้รถวิ่งไปได้อีกที ดังนั้นการทำงานของเครื่องยนต์จะอยู่ในลักษณะนิ่ง ไม่มีการเร่งหรือเบาเครื่องยนต์แต่อย่างใด จึงทำให้สามารถลดการใช้น้ำมันได้มากกว่าในระบบ Full Hybrid และมีราคาที่จับต้องได้ ถูกกว่ารถยนต์ไฟฟ้าล้วนเพราะใช้แบตเตอรี่ก้อนไม่ใหญ่เท่า รถยนต์ที่ใช้ระบบ Series Hybrid นี้ จะมี Nissan Kicks E-Power เป็นต้น

Battery Electric Vehicle (BEV)

มาถึงระบบขั้นสุดของรถยนต์ที่ใช้ไฟฟ้าในการขับเคลื่อนอย่าง Battery Electric Vehicle หรือ BEV หรือจะเรียกสั้น ๆ ว่า EV ก็เข้าใจกันได้ แต่ในปัจจุบันหลายแห่งเริ่มใช้คำว่า Electric Car แล้ว ซึ่งรถยนต์ระบบนี้ จะไม่มีเครื่องยนต์ระบบสันดาปภายในเอาไว้ใช้งานเลย แหล่งพลังงานเดียวที่มีก็คือแบตเตอรี่นั่นเอง การชาร์จไฟก็ใช้จากที่ชาร์จภายในบ้าน หรือแท่นชาร์จแบบเร็วจากผู้ผลิตรถยนต์ที่ให้บริการ โดยรถยนต์ไฟฟ้า ส่วนใหญ่จะมีมอเตอร์ขนาดใหญ่ และมีแบตเตอรี่ที่สามารถพารถขับเคลื่อนไปได้อย่างน้อย 300 กิโลเมตรขึ้นไป โดยรถยนต์ไฟฟ้ายี่ห้อแรกที่สามารถผลิตออกมาแบบ Mass ได้ คงต้องยอมรับว่า Tesla คือผู้นำตลาดอย่างแท้จริง เขาสามารถนำเอาข้อดีของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ไม่ต้องรอรอบเหมือนเครื่องยนต์ทั่วไป มาใช้งานในรถยนต์จนทำให้แต่ละรุ่นของเทสล่านั้น สามารถทำอัตราเร่งได้เหนือกว่ารถยนต์ทั่วไป ในบางรุ่นสามารถทำได้ดีกว่ารถยนต์ซูเปอร์คาร์ราคาเกิน 10 ล้านบาทด้วยซ้ำ แถมการปล่อยมลพิษยังเป็นศูนย์ ทำให้หลายเมืองทางั่งยุโรปเริ่มส่งเสริมให้ใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าใหม่มากขึ้นแล้วผ่านการส่งเสริมต่างๆ ทั้งชดเชยราคารถ, ให้สิทธิพิเศษในการใช้ถนน, สิทธิด้านภาษี เป็นต้น ข้อจำกัดของรถยนต์ไฟฟ้า ที่ทำให้หลายคนยังไม่ตัดสินใจเลือกใช้นั้น ก็น่าจะมาจากค่าตัวของรถยังคงแพงอยู่ โดยต้นทุนประมาณครึ่งหนึ่งจะมาจากแบตเตอรี่ ซึ่งจะเป็นแบบ Lithium-ion ที่มีการเก็บไฟได้หลายกิโลวัตต์ และมอเตอร์กำลังสูงก็ยังคงมีราคาสูงเช่นกัน แต่จากการประเมินดูทำให้รู้ว่า ต้นทุนในการผลิตแบตเตอรี่นั้น เริ่มลดลงทุกปี มีการประเมินว่ารถยนต์ไฟฟ้า จะมีราคาที่อยู่ในระดับเดียวกันกับรถยนต์แบบเครื่องยนต์ปกติภายในปี 2025 จากราคาแบตเตอรี่ที่ลดลง ด้วยการผลิตในระดับอุตสาหกรรมที่มากขึ้นและเทคโนโลยีที่สูงขึ้นนั่นเอง ซึ่งปัจจุบันก็พิสูจน์ให้เห็นกันอย่างชัดเจนแล้วว่า รถไฟฟ้าจากประเทศจีน เข้ามาจำหน่ายในราคาระดับเดียวกันกับรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปแล้ว หรือในบางรุ่นก็ราคาถูกกว่าในรถไซส์เดียวกันด้วยซ้ำไป

ส่วนอีกข้อจำกัดก็คือ ในเรื่องของการชาร์จไฟ ซึ่งส่วนใหญ่ในปัจจุบันยังคงใช้เวลาในการชาร์จที่นานมาก ระดับ 6-8 ชั่วโมงในการชาร์จปกติ หรือ 2-4 ชั่วโมงในการชาร์จผ่านแทนชาร์จเร็ว ทำให้ยังมีความลังเลในการเปลี่ยนตัวเองให้มาใช้รถยนต์ไฟฟ้านั่นเอง ถึงแม้ว่ารถไฟฟ้ารุ่นใหม่ ๆ จะรองรับการชาร์จไฟฟ้าให้เร็วขึ้นกว่าเดิมมาก แต่ก็ยังทำได้ไม่เท่าการเติมน้ำมันเหมือนรถที่ใช้งานทั่วไปอยู่ดี ปัจจุบันมีหลายค่ายที่กำลังหาทางแก้นี้ ทั้งหาเทคโนโลยีในการชาร์จให้เร็วขึ้น หรือแม้กระทั่งการคิดค้นการเปลี่ยนแบตเตอรี่ลูกใหม่ที่ศูนย์บริการชาร์จไฟซะเลย ซึ่งในประเทศจีนก็เกิดโมเดลนี้ขึ้นแล้วอย่างเช่นรถไฟฟ้ายี่ห้อ NIO เป็นต้น

Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV)

รถยนต์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน หรือรถยนต์ Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) ก็จัดเป็นรถยนต์ไฟฟ้าประเภทหนึ่งได้เช่นกัน เพราะใช้กรรมวิธีทางวิทยาศาสตร์ในการเปลี่ยนไฮโดรเจน ที่ถือว่าเป็นสารตามธรรมชาติที่สะอาด แปลงให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า แล้วนำไปขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าให้รถยนต์สามารถวิ่งได้อีกที เป็นการต่อยอดมาจากรถยนต์ไฟฟ้าเพื่อแก้ไขข้อจำกัดเรื่องการเติมพลังงาน โดยใช้เวลาในการเติมให้เต็มได้ภายใน 5 นาที ประมาณเดียวกับการเติมก๊าซ CNG ในรถยนต์ แต่พารถยนต์วิ่งไปได้ระดับ 300 กิโลเมตรขึ้นไป แต่ด้วยเทคโนโลยี Fuel Cell ยังไม่นิ่งมากพอที่จะใช้งานได้ทั่วไป รวมทั้งการลงทุนในสถานีเติมไฮโดรเจนก็ยังสูง ทำให้ในปัจจุบันจะมีการใช้รถยนต์พลังงานไฮโดรเจน อยู่ไม่กี่เมือง เช่นในญี่ปุ่น, รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐฯ และในยุโรปบางประเทศ ส่วนรถยนต์ Fuel Cell ในปัจจุบันก็มีอยู่ไม่กี่รุ่น อาทิ Toyota Mirai, Honda Clarity เป็นต้น

 

Range Extender Electric Vehicle (REEV)

Range Extended Electric Vehicle หรือ REEV เป็นรถยนต์ไฟฟ้าที่มีระบบขับเคลื่อนหลักเป็นมอเตอร์ไฟฟ้า แต่มีเครื่องยนต์สันดาปภายในขนาดเล็กติดตั้งเพิ่มเติม เพื่อทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง ซึ่งรถประเภทนี้ จะมีแบตเตอรี่ที่มีขนาดใหญ่กว่าแบบ Series Hybrid เพื่อให้วิ่งแบบพลังงานไฟฟ้าได้แบบรถไฟฟ้า และต้องมีการเสียบปลั๊กเพื่อรับพลังงานไฟฟ้าจากแท่นชาร์จภายนอกตัวรถด้วยเช่นเดียวกับรถยนต์ไฟฟ้าทั่วไป ซึ่งจะเป็นตัวแยกให้ชัดเจนระหว่างรถ Series Hybrid กับรถ REEV เพราะรถทั้ง 2 ประเภทนี้ จะไม่มีเกียร์ที่ต่อจากเครื่องยนต์ไปยังล้อขับเคลื่อนเลย

หลักการทำงานรถ REEV

รถ REEV ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เป็นหลักในการขับเคลื่อน เมื่อแบตเตอรี่ใกล้หมด เครื่องยนต์สันดาปภายในจะทำงานเพื่อผลิตไฟฟ้าป้อนให้มอเตอร์ เครื่องยนต์ไม่ได้ขับเคลื่อนล้อโดยตรง แต่ทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเท่านั้น

ข้อดีของรถ REEV:

ระยะทางวิ่งที่ไกลขึ้น: สามารถวิ่งได้ไกลกว่ารถยนต์ไฟฟ้าทั่วไป เพราะมีเครื่องยนต์คอยผลิตไฟฟ้าเสริม
ลดความกังวลเรื่องแบตเตอรี่หมด: ผู้ขับขี่ไม่ต้องกลัวว่าจะหาสถานีชาร์จไฟไม่ทัน
ขนาดแบตเตอรี่เล็กลง: เมื่อเทียบกับรถยนต์ไฟฟ้าที่ต้องการระยะทางวิ่งเท่ากัน
ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง: เครื่องยนต์ทำงานที่รอบคงที่ ทำให้มีประสิทธิภาพสูง

ข้อจำกัดของรถ REEV:

น้ำหนักมากกว่า: เนื่องจากมีทั้งมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องยนต์
ซับซ้อนกว่า: มีชิ้นส่วนมากกว่ารถยนต์ไฟฟ้าทั่วไป อาจมีค่าบำรุงรักษาสูงกว่า เพราะต้องบำรุงทั้งส่วนมอเตอร์ไฟฟ้า, ระบบควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า, แบตแตอรี่ และเครื่องยนต์ปั่นไฟฟ้า ที่ใช้แบบสันดาปภายในเหมือนรถยนต์ทั่วไป
ราคาแพงกว่า: เนื่องจากมีระบบขับเคลื่อนสองชุด

ตัวอย่างรถแบบ REEV คือ BMW i3 REx,  Fisker Karma, NETA L EREV

 

 

สำหรับประเทศไทยอาจจะยังมองว่า รถยนต์ที่มีการใช้ไฟฟ้าในการขับเคลื่อน ราคาจะยังสูงอยู่ รวมทั้งการส่งเสริมจากภาครัฐก็ดูยังไม่จริงจัง หรือส่งเสริมแต่เงื่อนไขเยอะจนต้องทำให้ผู้ผลิตคิดหนัก แต่สุดท้ายแล้ว โลกก็ต้องก้าวไปข้างหน้า และรถยนต์ประเภทนี้ก็ต้องเข้ามาอยู่ในชีวิตเราอยู่ดี จะช้าหรือเร็วก็เท่านั้นเอง

ติดตามข่าวสารยานยนต์ รวดเร็วก่อนใคร ได้ที่ Autodeft.com