ในปัจจุบัน รถยนต์ไฟฟ้ากำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและได้กลายมาเป็นส่วนหนึ่งในชีวิตของผู้บริโภคจำนวนมาก โดยมาพร้อมกับรูปลักษณ์ภายนอกที่สะดุดตา สมรรถนะที่โดดเด่น และเทคโนโลยีที่ทั้งล้ำสมัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เรียกได้ว่าตอบครบทุกโจทย์ความต้องการของคนรุ่นใหม่อย่างแท้จริง อย่างไรก็ตาม ผู้บริโภคหลายๆ คนอาจเคยสงสัยว่าภายในรถยนต์ไฟฟ้า 100% หนึ่งคันประกอบไปด้วยอะไรบ้าง แตกต่างจากรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในหรือไม่…
วันนี้ เกรท วอลล์ มอเตอร์ ในฐานะผู้นำด้านยานยนต์พลังงานไฟฟ้าของไทย ขอพาทุกคนไปทำความรู้จักส่วนประกอบสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า 100% โดยรถยนต์ไฟฟ้ามีจำนวนส่วนประกอบและชิ้นส่วนต่างๆ น้อยกว่ารถยนต์สันดาปภายใน จึงทำให้ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่ำกว่ารถยนต์โดยทั่วไปหลายเท่า ในด้านส่วนประกอบสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้าจะคล้ายๆ กับรถบังคับที่หลายคนชอบเล่นในวัยเด็ก ไม่ว่าจะเป็นมอเตอร์ขับเคลื่อน ถ่านชาร์จที่เปรียบได้กับแบตเตอรี่แรงดันสูงที่ใช้เป็นแหล่งพลังงาน และตัวรับสัญญาณที่เปรียบเสมือนกับกล่องควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ พร้อมกับส่วนประกอบอีกหลายอย่างที่เพิ่มเติมเข้ามา เพื่อช่วยเสริมให้ระบบการทำงานต่างๆ รองรับการทำงานที่มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น โดยรถยนต์ไฟฟ้านั้นประกอบด้วยระบบสำคัญ 4 ระบบ ได้แก่ ระบบพลังงานไฟฟ้าแรงดันสูง ระบบขับเคลื่อน ระบบควบคุม และระบบพลังงานไฟฟ้าแรงดันต่ำ ซึ่งในแต่ละระบบนั้นมีอุปกรณ์สำคัญๆ อยู่ดังต่อไปนี้
- ระบบไฟฟ้าแรงดันสูง เป็นระบบหลักของรถยนต์ไฟฟ้าทุกคัน ประกอบไปด้วยอุปกรณ์หลักที่สำคัญๆ ดังต่อไปนี้
- แบตเตอรี่แรงดันสูง (High Voltage Battery): ตัวกักเก็บพลังงานไฟฟ้าทำหน้าที่เสมือนถังน้ำมันของเครื่องยนต์สันดาป ภายในแบตเตอรี่แรงดันสูงประกอบไปด้วยเซลล์แบตเตอรี่จำนวนหลายร้อยเซลล์มารวมเข้าด้วยกันเพื่อกักเก็บพลังงานไฟฟ้าในการขับเคลื่อน โดยรถยนต์พลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่จะเลือกใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเป็นทางเลือกหลัก เพราะมีความสามารถในการคายประจุฉับพลัน และมีความจุที่มาพร้อมกับน้ำหนักที่เหมาะสม โดยรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันนิยมใช้เซลล์ประเภทลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ออกไซด์ (NMC: Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide) ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่ได้รับการพัฒนาต่อยอดขึ้นมาจาก LMO (Lithium Manganese Oxide) ให้กำลังสูง เก็บพลังงานได้มาก มีอายุการใช้งานได้ยาวนาน และเพิ่มรอบการอัดกับคายประจุได้เป็นอย่างดีจึงนิยมนำมาใช้ในรถยนต์ไฮบริดรวมถึงจักรยานไฟฟ้า
- ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS: Battery Management System): เปรียบเสมือนสมองกลในการจัดการและดูแลการทำงานของแบตเตอรี่ทุกๆ เซลล์ในระบบให้เป็นหนึ่งเดียวตั้งแต่การตรวจสอบและควบคุมการชาร์จไฟ การคายประจุของแบตเตอรี่ ตรวจสอบอุณหภูมิ สถานะการชาร์จ และการใช้พลังงานของแบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูง รวมถึงทำหน้าที่ส่งข้อมูลสำคัญไปยังระบบอื่นๆ และที่สำคัญที่สุดคือการปรับเปลี่ยนระบบไฟฟ้าของแบตเตอรี่ให้ทำหน้าที่ตามที่ได้กำหนดไว้
- หน่วยจ่ายไฟฟ้าในแบตเตอรี่ (BDU: Battery Distribution Unit): เป็นอุปกรณ์ที่รับคำสั่งจากระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เพื่อควบคุมการชาร์จไฟหรือคลายประจุในแต่ละเซลล์ได้อย่างเหมาะสม การทำงานภายในนั้นมีความคล้ายคลึงกับรีเลย์ทางไฟฟ้าของรถยนต์สันดาปภายใน โดยทั่วไปแล้วหน่วยจ่ายไฟฟ้าแบตเตอรี่จะติดตั้งอยู่ภายในลูกแบตเตอรี่แรงดันสูง
- ระบบชาร์จไฟฟ้าแบบออนบอร์ด (OBC: On-Board Charger): ทำหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสสลับ (AC) เป็นกระแสตรง (DC) ในการชาร์จไฟกลับเข้าสู่แบตเตอรี่ หรือจ่ายไฟแรงดันสูงจากกระแสตรง (DC) เป็นกระแสสลับ (AC) ให้มอเตอร์ขับเคลื่อน และอีกหน้าที่คือแปลงไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันต่ำ เพื่อชาร์จไฟกลับเข้าสู่แบตเตอรี่แรงดันต่ำ 12 โวลต์
- กล่องควบคุมการสื่อสารของรถยนต์ไฟฟ้า (EVCC: Electric Vehicle Communication Controller): คือหน่วยประมวลผลในการชาร์จไฟ เป็นองค์ประกอบหลักที่ทำหน้าที่บริหารจัดการและสื่อสารระหว่างรถยนต์กับสถานีชาร์จหรืออุปกรณ์ชาร์จไฟต่างๆ โดย EVCC ทำหน้าที่เป็นเกตเวย์ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลร่วมกันผ่านการสื่อสารระหว่างที่ชาร์จภายนอกและ ECU ของรถยนต์ ซึ่งทำหน้าที่รับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ต่างๆ รอบตัวรถ เพื่อนำมาประมวลผล
- ชุดสายไฟแรงสูง (High Voltage Wiring Harness): ทำหน้าที่ลำเลียงพลังงานไฟฟ้าแรงดันสูงไปยังส่วนต่างๆ ของรถยนต์ สายไฟแรงสูงสามารถสังเกตได้โดยง่าย คือสายไฟที่มีสีส้ม มีฉนวนป้องกันและฉลากคำเตือนบ่งชี้ให้เห็นชัดเจน
- ช่องชาร์จแบตเตอรี่ (Charging Port): ช่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันมีหลากหลายรูปแบบตามผู้ผลิตและประเทศที่จำหน่ายรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งรองรับประเภทการชาร์จทั้งกระแสตรง (DC) และกระแสสลับ (AC)
- สวิตซ์ตัดไฟ (Safety Switch): ใช้ตัดการทำงานของระบบไฟแรงสูง เป็นอุปกรณ์ที่เพิ่มความปลอดภัยในงานซ่อมบำรุงทั่วไป รวมไปถึงในกรณีเหตุฉุกเฉินเล็กน้อยจนถึงการเกิดอุบัติเหตุให้แก่ผู้ปฎิบัติงาน อีกทั้งยังสามารถยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ในกรณีที่จอดรถยนต์ทิ้งไว้นานๆ
- ระบบขับเคลื่อน เป็นหัวใจหลักที่สำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า เป็นต้นกำลังที่สำคัญในการขับเคลื่อนของรถยนต์ มีมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบสำคัญ
- มอเตอร์ไฟฟ้า (Drive Motor): ขุมพลังในการขับเคลื่อนรถยนต์ รับพลังงานไฟฟ้ามาจากแบตเตอรี่แรงดันสูง เพื่อขับเคลื่อนรถยนต์ โดยในอีกความสามารถที่สำคัญคือทำหน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าป้อนกลับเข้าสู่แบตเตอรี่แรงดันสูงในขณะที่ชะลอความเร็วหรือลงเนิน โดยทั่วไปมอเตอร์ไฟฟ้านั้นมีขนาดที่ไม่ใหญ่มากตรงกันข้ามกับสมรรถนะที่ได้จากมอเตอร์ขับเคลื่อน ด้วยสาเหตุนี้ รถยนต์ไฟฟ้าจึงมีน้ำหนักรวมน้อยกว่ารถยนต์สันดาปที่มีสมรรถนะใกล้เคียงกัน จึงช่วยลดข้อจำกัดในการออกแบบรถยนต์และเพิ่มพื้นที่ใช้สอยในรถได้ ไม่ว่าจะเป็นการขยายให้มีพื้นที่ที่นั่งมากขึ้น หรือดีไซน์ให้ช่องใส่สัมภาระใหญ่ขึ้น
- ระบบควบคุมการขับขี่ นอกเหนือจากอุปกรณ์ที่ได้กล่าวมาข้างต้นแล้ว ยังมีอุปกรณ์ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ทำหน้าที่คล้ายกล่องควบคุมในรถยนต์สันดาปทั่วไป (ECU) ซึ่งก็คือ
- หน่วยควบคุมยานพาหนะ (VCU: Vehicle Control Unit): คือสมองกลอัจฉริยะ ทำหน้าที่ควบคุมและตรวจสอบระบบการทำงานทุกอย่างในการขับเคลื่อนของรถยนต์ไฟฟ้า รับสัญญาณจากเซนเซอร์ที่สำคัญ ไม่ว่าจะเป็น ตำแหน่งคันเร่ง ตำแหน่งเกียร์ หรือข้อมูลที่จำเป็นจากกล่องควบคุมอื่นๆ เพื่อนำมาประมวลผล และสั่งการไปยังระบบที่สำคัญ อาทิเช่น การควบคุมการขับเคลื่อน ระบบเบรก ระบบแอร์ และระบบไฟฟ้าต่างๆ ถือเป็นส่วนที่มีความสำคัญที่สุดภายในชุดควบคุมระบบกำลังไฟฟ้าในรถยนต์เลยก็ว่าได้
- ระบบพลังงานไฟฟ้าแรงดันต่ำ เป็นระบบไฟฟ้าพื้นฐานของรถยนต์โดยทั่วไป ที่มีแรงเคลื่อนประมาณ 12-14 โวลต์ ถูกใช้งานในส่วนของระบบไฟฟ้าตัวถังเป็นหลัก โดยมีรายละเอียดดังนี้
- ระบบอำนวยความสะดวกในห้องโดยสาร ในรถยนต์ไฟฟ้าหนึ่งคัน ระบบอำนวยความสะดวกต่างๆ จะใช้ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่แรงดันต่ำ 12 โวลต์ทั้งสิ้น ซึ่งระบบอำนวยความสะดวกของรถยนต์แต่ละคันจะมีความแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับยี่ห้อ ราคา และเทคโนโลยีต่างๆ ที่ผู้ผลิตจะใส่เข้ามา ไม่ว่าจะเป็นระบบสั่งงานด้วยเสียง ระบบมัลติมีเดีย เบาะไฟฟ้า กระจกไฟฟ้า ฯลฯ
- ระบบไฟส่องสว่างรอบคัน รถยนต์ไฟฟ้ามาพร้อมไฟส่องสว่างทั้งด้านหน้าและด้านหลัง ซึ่งหลายแบรนด์อาจมีดีไซน์น่ารักๆ เพื่อดึงดูดผู้ใช้งาน
- ระบบความปลอดภัย รถยนต์พลังงานไฟฟ้ายังจัดเต็มด้านระบบความปลอดภัยแก่ทั้งผู้ขับขี่และผู้โดยสาร โดยอุปกรณ์หลักที่ต้องมี ได้แก่ ถุงลมนิรภัย โดยเมื่อถุงลมนิรภัยทำงาน ประตูทั้งสี่บานจะถูกปลดล็อกอัตโนมัติ และระบบในตัวรถจะทำการโทรฉุกเฉินไปยังศูนย์ช่วยเหลือฉุกเฉิน พร้อมทั้งระบุตำแหน่งเพื่อขอความช่วยเหลือได้ นอกจากนั้น ยังมีระบบช่วยเบรกและระบบความปลอดภัยอัจฉริยะ (ADAS: Advanced Driver-Assistance Systems) ที่ช่วยป้องกันและลดความเสี่ยงในการขับขี่ให้มีความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น
