รถยนต์พลังงานเชื้อเพลิง หลักการ

คุณและองค์กรของคุณเริ่มต้นศึกษาเรียนรู้เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อการพัฒนาแล้วหรือยัง?

     หากคุณอยู่ในอุสาหกรรมพลังงาน อุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า และสถาบันการศึกษาในประเทศไทย เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงเป็นสิ่งที่คุณจะได้พบเจอหรือได้ใช้งานในวันข้างหน้า ในรูปแบบโครงการต่างๆ สิ่งจำเป็นอย่างแรกคือ พัฒนาบุคลากรให้ได้ศึกษาเรียนรู้และมีประสบการณ์กับเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงของจริง ก่อนที่จะต่อยอดไปสู่การพัฒนาโครงการขนาดใหญ่ ซึ่งความเข้าใจและประสบการณ์จากการศึกษาของบุคลากรจะช่วยลดความเสี่ยงในการปฏิบัติงานในโครงการที่มีมูลค่าสูง

คุณสมบัติของต้นแบบเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง ราคาต่อชุดเริ่มต้น 6,950 - 49,750 บาท***  (หมายเหตุ : ราคาต่อชุดขึ้นอยู่กับปริมาณการสั่งในแต่ละครั้งและชนิดของสินค้า)

รถยนต์ไฟฟ้าเริ่มเข้ามามีบทบาทสำคัญในยุคปัจจุบัน ทดแทนรถยนต์ที่ขับเคลื่อนโดยใช้แหล่งพลังงานจากการเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงที่ก่อให้เกิดมลพิษต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม อีกทั้งน้ำมันดิบเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่นับวันจะหมดไปเรื่อย ๆ

รถยนต์ไฟฟ้าจะขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าโดยใช้ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานที่อาจเป็นแบตเตอรี่หรือแหล่งพลังงานอื่นโดยไม่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิง ไม่ปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์ ไม่เกิดฝุ่นและเสียงรบกวน ถือว่าเป็นมิตรกับมนุษย์และสิ่งแวดล้อมเพื่อก้าวเข้าสู่สังคมคาร์บอนต่ำ (low carbon society)

อย่างไรก็ตาม รถยนต์ไฟฟ้าปัจจุบันยังมีทั้งแบบอาศัยเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในมาใช้ร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้าทั้งในส่วนการขับเคลื่อนและผลิตพลังงานไฟฟ้าเก็บสะสมในแบตเตอรี่ หรือเป็นแบบที่ใช้เชื้อเพลิงอื่นอย่างแก๊สไฮโดรเจนมาผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยใช้เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงด้วยดังนั้น จึงแบ่งรถยนต์ไฟฟ้าออกเป็น 4 ประเภท ได้แก่

1) รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (Battery Electric Vehicle: BEV) เป็นรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานไฟฟ้า 100% จากแบตเตอรี่ในการขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า โดยต้องเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานภายนอก และไม่มีเครื่องยนต์ที่ต้องเผาไหม้เชื้อเพลิงจึงไม่มีการปล่อยไอเสียออกมา

2) รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (Hybrid Electric Vehicle: HEV) เป็นรถยนต์ไฟฟ้าแบบผสมประกอบไปด้วยเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงในการขับเคลื่อนเป็นหลัก ร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้าพร้อมแบตเตอรี่ ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงต่ำกว่ารถยนต์ทั่วไป ไม่มีช่องเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานภายนอก

3) รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดปลั๊กอิน (Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV) เป็นรถยนต์ไฟฟ้าที่พัฒนามาจากแบบไฮบริด แต่มีช่องเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานภายนอกได้สามารถวิ่งได้ระยะทางที่ไกลกว่าแบบไฮบริด

4) รถยนต์ไฟฟ้าแบบเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell Electric Vehicle: FCEV) เป็นรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานไฟฟ้าจากการติดตั้งเซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) ที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้โดยตรงจากการใช้แก๊สไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในการขับเคลื่อน

รถยนต์พลังงานไฟฟ้า คืออะไร ? มีแบบไหนบ้างและแตกต่างกันอย่างไร ? ถ้าเอ่ยชื่อรถออกมาหลายท่านอาจจะยังสับสน และแยกไม่ค่อยออกว่า แต่ละแบบ แต่ละประเภทนั้นต่างกันยังไง วันนี้เรามีรายละเอียดมาบอก

ในปัจจุบันนี้เรื่องมลพิษในอากาศ ถือว่าเป็นปัญหาใหญ่ของโลกไปแล้ว เนื่องด้วยภาวะอากาศที่มีสารเจือปนอยู่ในปริมาณที่สูงกว่าระดับปกติ ทำให้เกิดอันตรายแก่มนุษย์ สัตว์ พืช ซึ่งอาจเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ รวมถึงที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นมลพิษจากโรงงานอุตสาหกรรม หรือเกิดจากท่อไอเสียของรถยนต์

ด้วยเหตุนี้จึงทำให้วงการยานยนต์ทั่วโลกเริ่มหันมาใช้พลังงานที่สามารถผลิตได้จากธรรมชาติ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า อย่างพลังงานไฟฟ้า ซึ่งรถยนต์พลังงานไฟฟ้าที่บรรดาค่ายรถผลิตออกมาก็มีมากมาย และบางท่านอาจยังคงสงสัยหรือยังไม่ทราบว่า รถยนต์พลังงานไฟฟ้าคืออะไร แล้วมีแบบไหนบ้าง แต่ละประเภทแตกต่างกันอย่างไร วันนี้เราจะพาไปหาคำตอบกัน

รถยนต์พลังงานไฟฟ้า คืออะไร

รถยนต์พลังงานไฟฟ้า คือ ยานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว หรืออาจทำงานร่วมกับเครื่องยนต์สันดาป ที่มีทั้งแบบเครื่องยนต์ดีเซลและเบนซิน รวมถึงรถยนต์ที่ใช้ก๊าซไฮโดรเจนในการผลิตเพื่อให้เกิดพลังงานไฟฟ้า โดยพลังงานดังกล่าวจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ ก่อนถูกส่งไปยังมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อทำหน้าที่หมุนล้อในการขับเคลื่อน ซึ่งข้อดีของมอเตอร์ไฟฟ้านั้นทำให้เกิดแรงบิดทันที ส่งผลให้มีอัตราเร่งรวดเร็วและเงียบ

รถยนต์พลังงานไฟฟ้ามีกี่ประเภท ? 

รถยนต์พลังงานไฟฟ้า ถือเป็นรถพลังงานทางเลือกใหม่ ที่ในปัจจุบันกำลังจะกลายเป็นเทรนด์หลักของโลก โดยแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภท คือ

รถยนต์พลังงานไฟฟ้าไฮบริด (Hybrid Electric Vehicle, HEV)

รถยนต์พลังงานไฟฟ้าไฮบริด เป็นเทคโนโลยีที่เข้ามามีบทบาทกับโลกยานยนต์มานานกว่าระบบอื่น ๆ รูปแบบการทำงานจะใช้เครื่องยนต์สันดาป ทั้งเครื่องยนต์เบนซินหรือดีเซล ทำงานผสานกับระบบมอเตอร์ไฟฟ้า เช่น การออกตัวระบบจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น ส่วนในขณะขับขี่อยู่ เครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานประสานกันอย่างต่อเนื่อง เพื่อใช้เชื้อเพลิงให้คุ้มค่าที่สุด แต่เมื่อเร่งความเร็วแบบกะทันหัน มอเตอร์ไฟฟ้าจะดึงพลังงานจากแบตเตอรี่มาเสริมกำลัง ช่วยให้เครื่องยนต์มีกำลังสูงสุดและสามารถเร่งความเร็วได้ตามความต้องการ

นอกจากนี้ยังสามารถดึงพลังงานเข้าไปเก็บไว้ในแบตเตอรี่ได้จากการเบรกและการลดความเร็ว เมื่อผู้ขับขี่แตะเบรก มอเตอร์ไฟฟ้าจะเปลี่ยนไปทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดพลังงาน และแปลงพลังงานจลน์ที่เกิดจากการเบรกเป็นกระแสไฟฟ้า เพื่อชาร์จไฟฟ้ากลับเข้าไปในแบตเตอรี่รถยนต์ ทั้งนี้ เมื่อรถติด หรือรถหยุดนิ่ง ถ้ารถมีแบตเตอรี่มากพอ เครื่องยนต์จะดับเพื่อลดการใช้น้ำมันและการปล่อยควันพิษ ด้านระบบของตัวรถจะดึงไฟจากแบตเตอรี่มาใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ไฟหน้ารถ แอร์รถยนต์ เครื่องเสียง เป็นต้น

สำหรับในบ้านเรารถยนต์พลังงานไฟฟ้าไฮบริดถือว่าเป็นขุมพลังที่ได้รับความนิยมรองมาจากเครื่องยนต์สันดาป และถูกติดตั้งอยู่ในรถหลายเซกเมนต์ ทั้งรถขนาดเล็กไปถึงรถ SUV และรถหรู อาทิ Toyota C-HR Hybrid, Toyota Corolla cross, Honda Accord Hybrid, Honda City e:HEV เป็นต้น

รถยนต์พลังงานไฟฟ้าปลั๊กอินไฮบริด (Plug-in Hybrid Vehicle, PHEV)

รถยนต์พลังงานไฟฟ้าปลั๊กอินไฮบริด เป็นรถยนต์ประเภทที่รวมหลายระบบเข้ามาทำงานผสานกัน ทั้งระบบน้ำมันเชื้อเพลิง ที่ทำงานรวมกับมอเตอร์ไฟฟ้า เช่นเดียวกับระบบไฮบริด แต่รถยนต์ไฟฟ้าปลั๊กอินไฮบริดจะมีระบบเสียบปลั๊กชาร์จไฟจากภายนอก หรือเรียกว่า Plug-in ทำให้เมื่อเสียบชาร์จไฟแล้ว ตัวรถสามารถวิ่งไปได้ในระยะทางที่มากกว่าระบบไฮบริดเพียว ๆ นอกจากนี้ในส่วนแบตเตอรี่ที่ใช้ ยังสามารถชาร์จไฟเพิ่มเพื่อกักเก็บประจุได้ตามต้องการ และเมื่อแบตเตอรี่หมดลง ระบบก็จะตัดกลับมาให้เครื่องยนต์ทำงานเหมือนกับปกติ ซึ่งจะช่วยในเรื่องของการประหยัดเชื้อเพลิง รวมถึงยังสามารถช่วยแจกจ่ายพลังงานออกสู่ภายนอกตัวรถอีกด้วย

ซึ่งเมื่อก่อนรถยนต์พลังงานไฟฟ้าปลั๊กอินไฮบริดจะถูกติดตั้งอยู่ในรถหรูราคาแพงอย่างทาง Mercedes, BMW หรือ Audi แต่ในปัจุบันนี้รถปลั๊กอินไฮบริดถูกติดตั้งในรถหลายเซกเมนต์ และมาในราคาที่จับต้องได้ง่ายทั้ง Mitsubishi Outlander PHEV และ MG HS PHEV

รถยนต์พลังงานไฟฟ้าแบตเตอรี่ (Battery Electric Vehicle, BEV)

รถยนต์พลังงานไฟฟ้าแบตเตอรี่ BEV เป็นรถที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนเพียงอย่างเดียว หรือผู้คนทั่วไปจะรู้จักกันในชื่อรถยนต์ EV (Electric Vehicle) ไม่มีเครื่องยนต์เข้ามาเกี่ยวข้อง มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำหน้าที่หมุนล้อ โดยได้พลังงานมาจากแบตเตอรี่ซึ่งมาจากการอัดประจุไฟฟ้าจากภายนอกเท่านั้น ดังนั้นเมื่อแบตเตอรี่หมดไฟลงจะต้องทำการเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จประจุไฟเติมเข้าไปใหม่ รถยนต์พลังงานไฟฟ้าแบตเตอรี่จะเป็นรถที่ไม่มีการปลดปล่อยมลพิษและคาร์บอนไดออกไซด์

รถยนต์ EV เป็นประเภทรถที่กำลังได้รับความนิยมสูงขึ้นเรื่อย ๆ เรียกได้ว่าเป็นเทรนด์ของโลกยุคใหม่ไปแล้ว โดยเฉพาะในเมืองไทยมีผู้ผลิตรถยนต์หลายเจ้าเปิดตัวรถรุ่นนี้ออกสู่ตลาดอย่างต่อเนื่อง ทั้งในรูปแบบรถขนาดเล็ก, รถซีดาน 4 ประตู, SUV, MPV ไปจนถึงรถสปอร์ต อาทิ Nissan Leaf, MG ZS EV, Hyundai IONIQ EV, BMW i3, Kia Soul EV, BYD E6, Audi e-tron, MINI Cooper SE และ Porsche Taycan 

รถยนต์พลังงานไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)

รถยนต์พลังงานไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง เป็นรถที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อน โดยอาศัยแหล่งพลังงานที่มาจากก๊าซไฮโดรเจน หลักการทำงานของรถประเภทนี้คือ การใช้ไฮโดรเจนเหลวที่ถูกเก็บในถังแรงดันสูง มาทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศบนแผงก๊าซเซลล์เชื้อเพลิง หรือที่เรียกว่า Fuel Cell Stack เพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้า แล้วส่งมาเก็บไว้ในแบตเตอรี่ ก่อนถูกส่งต่อไปยังมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อทำหน้าที่ในการขับเคลื่อน

รถยนต์พลังงานไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง เป็นรถอีกหนึ่งประเภทที่จะไม่มีการปลดปล่อยมลพิษรวมถึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาจากตัวรถ แต่รถ Fuel Cell นั้นก็ยังไม่ได้รับความนิยมมากเท่าที่ควร เพราะรถเครื่องยนต์สันดาปภายในยังเป็นที่นิยมอยู่ อีกทั้งรถยนต์ EV ก็เป็นประเภทรถที่กำลังมาแรงอยู่ในขณะนี้ รวมถึงระบบเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงก็ยังอยู่ในช่วงกำลังพัฒนาให้สมบูรณ์แบบ ไม่ว่าจะเป็นสถานีเติมไฮโดรเจนที่ยังมีน้อยไม่ทั่วถึง รวมถึงราคาของรถ Fuel Cell ที่ยังค่อนข้างสูง

ซึ่งในปัจจุบัน รถยนต์ Fuel Cell จะมีผู้ผลิตรถไม่กี่รายที่หันมาเอาจริงเอาจังกับรถทางเลือกใหม่ตัวนี้ อย่างทางยุโรปก็จะมี BMW แบรนด์รถจากเยอรมนี ที่ข่าวล่าสุดเตรียมเปิดตัว BMW i Hydrogen NEXT ในช่วงปี 2022 ส่วนในฝั่งเอเชียก็จะมีค่ายยักษ์ใหญ่อย่าง Toyota ที่พร้อมส่ง Toyota Mirai ลงตลาด รวมถึง Hyundai ที่จะเปิดจำหน่าย Hyundai Nexo ในช่วงปีนี้ด้วยเช่นกัน แต่เป็นที่น่าเสียดายที่ทาง Honda ได้ยกเลิกสายการผลิต Honda Clarity Fuel Cell รถพลังงานไฮโดรเจนหนึ่งเดียวของทางค่ายไปแล้ว ไม่อย่างนั้นเราคงจะมีตัวเลือกรถประเภทนี้มากขึ้น 

ทีนี้ก็ได้ทราบแล้วว่ารถยนต์พลังงานไฟฟ้ามีกี่ประเภท ซึ่งมีความแตกต่างและข้อดี-ข้อเสียต่างกันไป ส่วนในอนาคตข้างหน้าก็อาจจะมีรถยนต์ที่ใช้พลังงานทางเลือกอื่นมาให้เราได้ลองสัมผัสอีกก็เป็นได้ หลังมีข่าวแว่วมาว่ามีค่ายรถยนต์ที่กำลังแอบซุ่มพัฒนารถที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการขับเคลื่อนอยู่ ซึ่งถ้าสามารถทำได้จริงก็คงจะดีไม่น้อย เพราะพลังงานแสงอาทิตย์นับได้ว่าเป็นพลังงานที่มีใช้ได้อย่างต่อเนื่องไม่มีวันหมด ส่วนจะเป็นในรูปแบบใดนั้นต้องติดตามกันให้ดี

รถยนต์พลังงานเชื้อเพลิงมีอะไรบ้าง

รถไฟฟ้ามีหลักการทำงานอย่างไร

รถยนต์ไฟฟ้าชนิดใด ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเป็นหลัก