ความจริงเกี่ยวกับเรื่อง “รถยนต์ไฮบริด”

ที่มา : http://www.kmotors.co.th/talk-with-guru/hybrid-car/ เมื่อ : 2015-10-13 09:03:45
ความจริงเกี่ยวกับเรื่อง “รถยนต์ไฮบริด”

ราคาน้ำมันมีแนวโน้มจะแพงขึ้นไปเรื่อยๆ เติมน้ำมันหนึ่งครั้งก็เท่ากับซื้อโทรศัพท์ได้หนึ่งเครื่องแล้ว ทางเลือกอย่างหนึ่งสำหรับผู้ใช้รถยนต์ในประเทศไทย ที่จะขอนำเสนอก็คือ รถยนต์พลังงานลูกผสม หรือ รถยนต์ไฮบริด ซึ่งมันก็คือรถยนต์ที่ใช้พลังงานน้ำมันผสมกับพลังงานไฟฟ้านั่นเอง เรามารู้จักรถยนต์พวกนี้กันก่อนว่าถ้าเราจะใช้ไปในระยะยาว แล้ว มันจะคุ้มจริงหรือไม่ เพราะสิ่งที่ผู้คนมักจะถาม ทันทีที่รู้ว่าเป็นรถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ ก็คือ “แบตเตอรี่ราคาลูกละเท่าไหร่”

เรามาเริ่มต้นที่หลักของการใช้น้ำมันผสมไฟฟ้ากัน ในรถยนต์ไฮบริดมีอุปกรณ์หลักๆ ที่เพิ่มขึ้นมานอกเหนือจากรถยนต์ปกติก็คือ มอเตอร์ไฟฟ้า และแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ สำหรับหลักการทำงานก็คือ การใช้มอเตอร์ไฟฟ้ามาช่วยขับเคลื่อนล้อด้วย นอกเหนือจากการทำงานของเครื่องยนต์โดยปกติ การพัฒนาระบบไฮบริดสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะหลักๆ คือ ระบบไฮบริดแบบเสริม และระบบไฮบริดแบบเต็มระบบ

ระบบไฮบริดแบบเสริม ถูกออกแบบมาโดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเข้ามาช่วยขับเคลื่อนล้อในบางโอกาส เพื่อแบ่งเบาภาระของเครื่องยนต์เท่านั้น ซึ่งก็เป็นการประหยัดไปได้ส่วนหนึ่ง เพราะการใช้งานรถยนต์ปกตินั้น ช่วงเวลาที่รถยนต์จะกินน้ำมันมากที่สุดก็คือ ช่วงที่ต้องออกตัว ช่วงที่เร่งความเร็ว และช่วงที่ขึ้นทางลาดชัน ดังนั้นในระบบนี้เครื่องยนต์ก็ยังคงต้อง ทำงานอยู่ตลอดเวลาเหมือนเดิม เพียงแต่ไม่ต้องออกแรงมากเท่าเดิมเท่านั้นเอง

ระบบไฮบริดแบบเต็มระบบ ปัจจุบันนั้นรถยนต์โตโยต้า ไม่ว่าจะเป็น คัมรี่ หรือ พรีอุส จะใช้ระบบไฮบริดแบบเต็มระบบก็คือ การทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานเป็นอิสระกับเครื่องยนต์ รถยนต์อาจถูกขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์อย่างเดียว ไฟฟ้าอย่างเดียว หรือทั้งสองอย่างพร้อมกันไปก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเหมาะสม ยกตัวอย่างเช่น เมื่อเราสตาร์ทรถ รถจะเช็คตัวเองก่อนว่ามีกำลังไฟฟ้าที่อยู่ในแบตเตอรี่เพียงพอหรือไม่ ถ้ากำลังไฟพอการบิดกุญแจก็จะเป็นเหมือนการเปิดสวิทช์เท่านั้น แล้วก็เหยียบคันเร่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าได้เลย แต่ถ้าไฟในแบตเตอรี่ไม่พอระบบก็จะไปติดเครื่องยนต์ตามปกติแล้วก็อาศัยกำลัง เครื่องยนต์ในการขับเคลื่อนล้อ และในขณะที่ใช้เครื่องยนต์วิ่ง แบตเตอรี่ก็ถูกชาร์จไปด้วยและเมื่อแบตเตอรี่เต็ม รถก็สามารถนำพลังงานไฟฟ้ามาใช้เสริมพลังปกติได้ด้วย เช่น ตอนเร่งแซงหรือออกตัว หรือในบางครั้งก็ปรับกลับมาใช้ไฟฟ้าอย่างเดียวได้ เมื่อหยุดติดไฟแดงหรือเดินทางแบบรถติดๆ ในกรุงเทพฯ และขณะที่ผู้ขับเริ่มเหยียบเบรค มอเตอร์ขับจะเปลี่ยนหน้าที่จากตัวขับเป็นตัวผลิตไฟฟ้าอีกตัว เพื่อผลิตไฟฟ้ากลับไปยังแบตเตอรี่ได้อีกทาง แถมช่วยเบรคได้อีกต่างหาก

การทำงานระหว่างเครื่องยนต์กับเกียร์

ส่วนการทำงานระหว่างเครื่องยนต์กับเกียร์นั้น เครื่องยนต์ที่ติดตั้งในรถยนต์ไฮบริดส่วนใหญ่เป็นเครื่องยนต์ที่มีขนาดเล็ก กว่าปกติเล็กน้อย หรือถูกปรับให้ปล่อยกำลังออกมาน้อยลง เพราะอย่างไรก็มีระบบมอเตอร์ไฟฟ้ามาช่วยเมื่อต้องการกำลังมากๆ อยู่แล้ว และทำให้อัตราเร่งของรถยนต์ที่ใช้มอเตอร์ช่วยหมุนล้อนี้ เร็วไม่แพ้ระบบเครื่องยนต์ธรรมดา เช่นใน โตโยต้า พรีอุส ที่ใช้เครื่องยนต์ขนาด 1.5 ลิตร 76 แรงม้า สามารถเร่งจาก 0-100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ได้ภายใน 10.2 วินาทีเท่านั้น เพราะมีมอเตอร์ไฟฟ้ามาเพิ่มกำลังให้อีก 67 แรงม้า แต่เวลาส่งกำลังลงไปที่ล้อจนถึงพื้นแล้วหักค่าการส่งต่อกำลังแล้วก็เหลือแรง ม้าประมาณ 110 แรงม้า ซึ่งแรงม้าเท่านี้ก็เกินพอแล้ว สำหรับเกียร์ส่วนมากที่จะใช้ในรถยนต์ไฮบริด ก็คือเกียร์อัตโนมัติแบบสายพาน หรือที่เรียกว่า CVT (Continuously Variable Transmission)นั่นเอง เนื่องจากระบบเกียร์ลักษณะดังกล่าวสามารถถ่ายทอดกำลังสูงสุดได้อย่างต่อ เนื่อง และสามารถปรับการ ทำงานให้ประหยัดเชื้อเพลิงได้มากที่สุด ทำให้ใช้พลังงานได้อย่างคุ้มค่า

อายุการใช้งานของแบตเตอร์รี่

อายุการใช้งานของแบตเตอร์รี่ ในส่วนของการรับประกัน โตโยต้า รับประกันคุณภาพของแบตเตอร์รี่ 10 ปี โดยแบ่งการรับประกันเป็น 2 ช่วง คือ

ช่วงแรก 1-5 ปีมีการรับประกันเต็มจำนวน ลูกค้าไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายใดๆ

ส่วนช่วงที่ 2 หลังจากปีที่ 5 จนถึง 10 ปี หากมีปัญหากับแบตเตอรี่ จะมีการรับประกันตัวแบตเตอรี่ 100 % เหมือนกับช่วงแรก แต่ลูกค้าจะต้องเสียค่าดำเนินการในการส่งคืนแบตเตอรี่เก่าจำนวน 1,000 บาท และเสียค่าแรงในการเปลี่ยนแบตเตอรี่ไฮบริดให้กับศูนย์บริการ (ยกเว้นอุบัติเหตุหรือมีการดัดแปลงต่างๆซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการเสียหายกับ แบตเตอรี่และผิดเงื่อนไขตามที่ผู้ผลิตกำหนด) ส่วนอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ไฮบริดมั่นใจได้ว่าเกิน 10 ปีแน่นอน สำหรับแบตเตอร์รี่รุ่นใหม่ที่ใช้อยู่ในคัมรี่ ไฮบริด ตัวนี้ เนื่องจากสถิติของการส่งแบตเตอร์รี่กลับไปทำลายที่ญี่ปุ่นในเวลานี้มีจำนวน ต่ำมาก ทั้งที่รถไฮบริดแบบโปรดักซั่นคาร์รุ่นแรกคือ โตโยต้า พรีอุส ออกจำหน่ายตั้งแต่เมื่อ 12 ปีที่แล้วก็ยังไม่มีปัญหาเลย

โอกาสที่จะเกิดไฟไหม้หรือไฟซ็อตหลายท่านก็ยังสงสัยอยู่ว่าในเมื่อเป็นรถ ที่ใช้ไฟฟ้าแล้วจะถูกไฟดูดหรือไฟช็อตหรือไม่ แท้จริงแล้วโอกาสแทบจะเป็นศูนย์เปอร์เซ็นต์ ในสภาพการใช้งานปกติ หรือหากเป็นกรณีรถยนต์เกิดอุบัติเหตุก็มีระบบรักษาความปลอดภัย ไม่ว่าการชนจากด้านหน้าหรือจากด้านท้าย แบตเตอร์รี่จะไม่มีการระเบิดอย่างแน่นนอน ส่วนกรณีรถยนต์ตกน้ำ ไฟก็ไม่ดูดเช่นกัน เนื่องจากการแบ่งเซลล์ภายในของแบตเตอร์รี่ที่เป็นการต่อแบบอนุกรม เซลล์ละ 7.2 โวลต์ ดังนั้นเมื่อรถยนต์ตกน้ำจะมีกระแสไฟเพียง 7.2 โวลต์เท่านั้น(ใกล้เคียงกับแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ) ซึ่งไม่ทำอันตรายต่อผู้ใช้

สรุปว่ารถยนต์ไฮบริด ทั้งประหยัด สะอาด เงียบ จึงขอยกตัวอย่างจากรถยนต์ไฮบริดรุ่นที่ขายดีที่สุด ก็คือ โตโยต้า พรีอุส ซึ่งสามารถวิ่งได้ประมาณ 25 กิโลเมตรต่อลิตร นอกจากนี้ยังปล่อยมลพิษต่ำ รับประกันโดยการได้รับมาตรฐานมลพิษต่ำมาก ขั้น AT-PZEV (Advanced Technology Partial Zero Emission Vehicle) ซึ่งแปลว่ามีการปล่อยไอเสียน้อยกว่ารถยนต์ใหม่ๆ ทั่วไปถึง 90% และแน่นอนว่าเงียบจริงขณะขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า

การทำงานของระบบไฮบริดขณะขับขี่

การออกตัวของรถยนต์ไฮบริดจะใช้พลังงานไฟฟ้าจากมอเตอร์ขับเคลื่อนเพียงอย่าง เดียว จนกระทั่งวิ่งด้วยความเร็วราว 30 กม./ชม. เครื่องยนต์ก็จะติดขึ้นมาให้รู้สึกได้เล็กน้อย ฉะนั้นหากเป็นการขับในเมืองที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแบบเต่าคลาน จะประหยัดน้ำมันอย่างมาก แบบไม่ต้องสงสัยเพราะไม่ได้ใช้เครื่องยนต์ขับเคลื่อน หากเราอยากทราบว่ารถยนต์ใช้พลังงานจากส่วนไหนมาขับเคลื่อน(เครื่องยนต์หรือ มอเตอร์ไฟฟ้า) สามารถดูได้จากหน้าจอตรงหน้าปัดบอกความเร็วจะมีจอแสดงผลอยู่ ซึ่งหากแบตเตอร์รี่มีกำลังไฟอ่อนลง จนถึงขนาดจำเป็นต้องชาร์จ เครื่องยนต์จะติดขึ้นเองโดยอัตโนมัติ เพื่อชาร์จไฟเข้าสู่แบตเตอร์รี่แล้วก็จะดับลงเมื่อชาร์จไฟเพียงพอความต้อง การแล้ว

รถยนต์ไฮบริดใช้ระบบ “มอเตอร์เบรค” ซึ่งทำงานคล้ายคลึงกับระบบเอนจินเบรคในรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์ปกติ เมื่อทำความเร็วให้ถึง 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แล้วเหยียบเบรคชะลอความเร็วจนถึงความเร็วประมาณ 30 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ระบบมอเตอร์เบรคนั้นจะช่วยเบรค ทำให้เรารู้สึกหน่วงๆ กว่าเบรคของรถปกติเล็กน้อย ทั้งนี้ระบบเบรคของคัมรี่ ไฮบริด จะไม่เหมือนระบบเบรคปกติที่ใช้หม้อลมหรือไฮดรอลิก (จานเบรคและดิสก์เบรคยังคงมีเหมือนรุ่นธรรมดาทั่วไป) แต่จะเป็นระบบเบรคที่จำลองแรงต้าน โดยไม่มีแรงสะท้านตอบกลับมาเหมือนเบรคทั่วไป ซึ่งผลการเบรคของคัมรี่ไฮบริดอุ่นใจไม่แพ้ใครแน่นอน

เทคนิคการขับรถยนต์ไฮบริดนั้น การชาร์จไฟเข้าไปยังแบตเตอรี่ไม่ได้อาศัยการทำงานของเครื่องยนต์เพื่อขับ มอเตอร์ให้ชาร์จไฟเพียงด้านเดียว ในขณะขับขี่แล้วมีการเบรคก็เป็นการชาร์จไฟเข้าแบตเตอรี่ด้วยอีกทางเช่นกัน จึงขอแนะนำเทคนิคง่ายๆ ไม่มีอะไรพิเศษ นอกจากการเบรค ที่จำง่ายๆ ยิ่งเบรคแรง การชาร์จยิ่งน้อย ยิ่งเบรคน้อย(ค่อยๆ เบรค) การชาร์จจะมาก เนื่องจากการชาร์จไฟเข้าแบตเตอรี่จะอาศัยแรงเฉื่อยของรถยนต์ในขณะที่ทำการ เบรค ฉะนั้นยิ่งรถเบรคหยุดเร็วการชาร์จไฟเข้าสู่แบตเตอร์รี่ก็จะสั้นลง