รถยนต์ไฮบริด : เครื่องยนต์ และแบตเตอรี่ ทำงานร่วมกัน เพื่อหาทางประหยัดพลังงาน
***************************************************
(หมายเหตุ.บทความนีค้นหามาเพื่อ กระตุ้นเตือนเรื่องราคารน้ำมัน เนื่องจากช่วงสองปีท่ผ่านมา ก่อนท่รัฐบาลท่แล้วจะปล่อยราคาดีเซลลอยตัวนั้นเคยคุยกับคอลัมนนิสต์ที่หลายคนรู้จักว่าดีเซล น่าจะแพงใกล้ ๆ เบนซิน ไม่ใช่ครึ่งต่อครึ่งแบบนี้ แต่พี่ท่านพูดเสียงแข็งและจริงจังว่า เออ ๆ มันคนละฐานกัน มันไม่น่าจะแพงได้ขนาดนั้น แต่พี่ท่านลืมนึกไปว่ามันเป็นสัดส่วนกันเมื่อผ่านโรงกลั่น ก็เลยทำใรถปิคอัพต้องใช้น้ำมันแพงมหาโหดเหมือนปัจจุบัน...)
ขณะที่เทคโนโลยีแหล่งผลิตกำลังของรถยนต์ได้ปรับเปลี่ยนตัวเองมาอย่างช้า ๆ ระบบไฮบริดถือว่าเป็นก้าวแรก ๆ ที่รถยนต์เปลี่ยนไปบ้าง หลังจากสร้างกันมากว่าร้อยปี โครงสร้างหลัก ๆ ยังคงเดิม มีเครื่องยนต์ มีเกียร์ มีระบบส่งกำลัง มีเบรก มีล้อและยางติดพื้นอยู่ดังเดิม
เมื่อน้ำมันที่ใช้มานานตั้งแต่สร้างรถยนต์ยุคแรกทำท่าจะแพงขึ้นจนเบรกไม่อยู่ ผู้ผลิตรถยนต์จึงได้ลงมือทำให้รถมีทางเลือกมากขึ้น แม้ว่ายังหลีกไม่พ้นน้ำมัน ก็ยังดีกว่าไม่ได้ทำอะไรเลย
ขณะที่ประเทศมหาอำนาจด้านอุตสาหกรรมรถยนต์ได้กอบโกยผลกำไร จนสามารถสร้างชาติให้เกรียงไกรได้ ส่งผลทำให้เมืองไทยเราเกิดความอยากเกรียงไกรกับเขาบ้าง กำลังคิดจะทำรถแห่งชาติขึ้นมา ก็อาจจะเป็นชาตินี้นี่เองที่คนไทยจะได้มีโอกาสได้ยืดอก สปีดที่ตามเขาคงเร็วขึ้นเมื่อปัจจุบันการผลิต และเครื่องจักรกลสำหรับการสร้างต้นแบบแพร่หลายมากขึ้น มีขายอย่างเสรี ไม่เป็นความลับอีกต่อไป
รถยนต์ของไทยที่คิดจะสร้าง เรียกว่า “อีโค คาร์” คือรถประหยัดขนาดเล็ก เครื่องเล็ก และราคาประมาณ 3.5 แสนบาท ไม่ได้เป็นรถไฮเทค หรือไฮบริดแต่ประการใด
ของไทยแท้ คิดกันนาน ต้องรอไปก่อน !!
วันนี้มาดูเทคโนโลยี “รถยนต์ไฮบริด” รถเพื่อความประหยัดน้ำมัน แต่ราคาตัวรถยังแพงอยู่ แม้ภาษีจะลดลงมาเหลือแค่ 10 เปอร์เซ็นต์ ก็ตาม
รถยนต์ไฮบริด ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะมีโอกาสกลับเข้ามาทำตลาดเมืองไทยอย่างเป็นเรื่องเป็นราวมากที่สุด หลังจากที่ฮอนด้านำทั้งอินไซต์ และซีวิค ไฮบริด มาเปิดตัวและขายเมื่อ 3 ปีที่แล้ว แต่ไม่ได้รับความนิยมเท่าที่ควร เพราะมีราคาไกลเกินเอื้อมสำหรับคนที่กังวลเรื่องการประหยัดน้ำมัน
*************************************************************
รถยนต์ไฮบริด...เพื่อประหยัดน้ำมัน/ลดไอพิษ
ไฮบริด เอ็นจิน คือ รถยนต์ที่ใช้ หรือมีแหล่งผลิตพลัง 2 ชนิดในคันเดียว ส่วนจะเป็นการจับคู่ระหว่างอะไรกับอะไรนั้นแล้วแต่ผู้ออกแบบว่าจะเลือกอย่างไหน
แต่ที่เป็นอยู่ในปัจจุบันและกลายเป็นมาตรฐานที่เป็นคำจำกัดความของเครื่องยนต์ไฮบริด ก็คือ เป็นการทำงานร่วมกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน (เบนซินหรือดีเซล) กับมอเตอร์ไฟฟ้าในการช่วยส่งกำลังขับเคลื่อนให้กับตัวรถ
โตโยต้าถือเป็นผู้ผลิตรถยนต์รายแรกของโลกที่สามารถนำเทคโนโลยีไฮบริดมาใช้ในการผลิตเชิงพาณิย์ กับการเปิดตัวรุ่นพริอุสในปี 1997 ก่อนที่ฮอนด้าจะส่งรุ่นอินไซต์ ตามออกมาประกบในปี 1999 หลังจากนั้น ตลาดกลุ่มนี้ก็ได้รับความนิยมอย่างต่อเนื่อง และมีรุ่นใหม่ๆ ถูกส่งออกมาขาย โดยมีโตโยต้าและฮอนด้าเป็น 2 ค่ายหลักที่ทำตลาด
สิ่งที่ทำให้ระบบไฮบริดได้รับความนิยมก็คือ ความที่ไม่แตกต่างจากเครื่องยนต์แบบเดิมๆ มากจนเกินไป เพราะส่วนประกอบพื้นฐานของระบบไฮบริดยังต้องใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นระบบหลักของการขับเคลื่อน แต่มีมอเตอร์ไฟฟ้าทำหน้าที่เสริมการทำงาน และแบตเตอรี่สำหรับเก็บกระแสไฟฟ้าเพิ่มเข้ามา รถยนต์ไฮบริดยังต้องเติมน้ำมันเชื้อเพลิงเหมือนกับรถยนต์ทั่วไป แต่จากการที่มีมอเตอร์ไฟฟ้าเข้ามาช่วยทำงาน ทำให้ประหยัดน้ำมันขึ้น และมีระบบที่เข้ามาช่วยให้มีค่าลดมลพิษในไอเสียต่ำลง
ข้อด้อยที่ทำให้ระบบไฮบริดไม่สามารถเข้าถึงลูกค้าได้อย่างแพร่หลายก็เพราะผู้ผลิตเน้นความไฮเทคมากจนเกินไป และพัฒนารถยนต์ใหม่ขึ้นมาทั้งคันเพื่อรองรับระบบ ทำให้มีราคาสูง และกลายเป็นของเล่นเศรษฐีไปแทน
อย่างไรก็ตาม รถยนต์ไฮบริดน่าจะได้รับความนิยมในวงกว้างมากกว่านี้ หากในช่วงแรกที่ถูกเปิดตัวออกมาเป็นการนำระบบไฮบริดมาติดตั้งกับรถยนต์ที่มีขายอยู่ไม่ใช่พัฒนาขึ้นมาใหม่ทั้งคันเหมือนอย่างในช่วงแรก เพราะนั่นทำให้ทั้งพริอุสและอินไซต์มีราคาแพงจนคนที่นั่งคิดและวิตกเรื่องค่าน้ำมันไม่สามารถเอื้อมมือไปซื้อได้ และกลายเป็นของเล่นเศรษฐีไปโดยปริยาย จนกระทั่งฮอนด้าเปิดตลาดด้วยการนำมาวางในรถยนต์ที่มีขายอยู่ในตลาด นั่นก็คือรุ่นซีวิค จึงทำให้รถยนต์ไฮบริดเริ่มเป็นสิ่งที่คนส่วนมากสามารถเข้าถึงได้ง่ายขึ้น
ในตอนนี้ ไม่ได้มีแค่ 2 โตโยต้า และฮอนด้าเท่านั้นผูกขาดในตลาด ทางฟอร์ดและจีเอ็มก็พัฒนารถยนต์ไฮบริดออกมาขายโดยใช้พื้นฐานของเอสเคปและซิลเวอราโด ซึ่งเป็นเอสยูวีและปิกอัพที่มีขายอยู่ในตลาด โดยฟอร์ดตั้งเป้ายอดจำหน่ายของเอสเคป ไฮบริดในปีหน้าไว้สูงถึง 20,000 คันเลยทีเดียว และน่าจะแบ่งลูกค้ามาจากโตโยต้าและฮอนด้าได้บ้างไม่มากก็น้อย
สำหรับตลาดกลุ่มใหญ่ของรถยนต์ไฮบริดอยู่ที่สหรัฐอเมริกา ซึ่งคนที่นั่นสนใจทั้งเรื่องความประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงและปัญหาเรื่องมลพิษ ส่วนตลาดยุโรป รถยนต์ไฮบริดกลับไม่สามารถแจ้งเกิดได้
สาเหตุก็เพราะคนยุโรปนิยมเครื่องยนต์ดีเซลมากกว่า ซึ่งเครื่องดีเซลที่ขายในยุโรปถือว่า มีความไฮเทคให้ความประหยัดน้ำมัน และมีมลพิษต่ำในระดับใกล้เคียงกับรถยนต์ไฮบริด แถมบางรุ่นยังมีสมรรถนะขับเคลื่อนเหนือกว่า และมีขายอยู่ในรถยนต์หลายรุ่นหลายแบบทั้งรุ่นธรรมดาไปจนถึงระดับหรู จึงทำให้ลูกค้ายุโรปหันมาใช้รถยนต์ดีเซลมากกว่า
***************************************************************************
การทำงานของระบบไฮบริด 3 สไตล์
***************************************************************************
(หมายเหตุ. ภาพล่างสุดคือไดอะแกรมการทำงานแบบต่าง ๆ)
**************************************************************************
แม้ว่าระบบไฮบริดที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันจะมีพื้นฐานของการจับคู่ระหว่างเครื่องยนต์สันดาปภายในกับมอเตอร์ไฟฟ้า แต่จริงๆ แล้ว หลักการทำงานแตกต่างกัน และแบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ คือ
- ซีรีส์ ไฮบริด (SERIES HYBRID) ซึ่งกำลังขับเคลื่อนหลักมาจากมอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องยนต์ทำหน้าขับไดชาร์ต เพื่อชาร์ตกระแสไฟฟ้าเก็บในแบตเตอรี่ แล้วมอเตอร์ไฟฟ้าก็ใช้กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ มาขับเคลื่อนตัวรถ
- พาราลเรล (PARALLEL HYBRID) ทั้งเครื่องยนต์ และมอเตอร์ไฟฟ้าทำหน้าที่ขับเคลื่อนตัวรถ โดยกำลังที่ถูกส่งออกมาจะผันแปรไปตามสภาพการขับขี่ และในระบบนี้ มอเตอร์ไฟฟ้าจะไม่สามารถขับเคลื่อนตัวรถเพียงอย่างเดียว แต่มีหน้าที่แค่เสริมการขับเคลื่อนให้เครื่องยนต์ และชาร์ตกระแสไฟฟ้า เข้าไปเก็บในแบตเตอรี่
- ซีรีส์/พาราลเรล (SERIES/PARALLEL HYBRID) เป็นรูปแบบที่ผสมจุดเด่นของทั้ง 2 แบบเข้าด้วยกัน และเป็นรูปแบบที่นิยมใช้ในรถยนต์ไฮบริดรุ่นปัจจุบัน มอเตอร์ไฟฟ้า (ช่วงความเร็วต่ำจนถึงปานกลาง) และเครื่องยนต์สามารถขับเคลื่อนได้เพียงลำพัง (ความเร็วสูง) หรือทั้ง 2 จะผสานการทำงานในการขับเคลื่อนก็ได้ (เร่งแซง) เพื่อประโยชน์สูงสุดในด้านความประหยัดน้ำมันและสมรรถนะในการขับขี่
เทคโนโลยีไฮบริดน่าจะเป็นทางออกที่ดีที่สุดในตอนนี้สำหรับการเข้ามาช่วยลดปริมาณการใช้น้ำมันเชื้อเพลิง
ในกรณีของโตโยต้า พริอุส ซึ่งเป็นแบบซีรีส์/พาราลเรล เมื่อขับออกตัวปกติ หน้าที่ในการส่งกำลังจะเป็นของมอเตอร์ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว จนกระทั่งถึงช่วงความเร็วปานกลาง (ไม่ระบุว่าระหว่างไหนถึงไหน) การส่งกำลังขับเคลื่อนจะถูกเปลี่ยนมาเป็นหน้าที่ของเครื่องยนต์ ยกเว้นในการออกตัวแรงๆ เพื่อเรียกอัตราเร่ง หรือการกดคันเร่งหนักๆ ในจังหวะเร่งแซง เครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า จะทำหน้าที่ช่วยเสริมขับเคลื่อน ขณะที่อินไซต์เป็นแบบพาราเรล คือ มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำหน้าที่ช่วย เสริมการทำงานให้กับเครื่องยนต์ ไม่สามารถขับเคลื่อนแบบเดี่ยวๆ ได้
นอกจากนั้นพื้นฐานการทำงานแบบอื่นๆ ก็มีลักษณะคล้ายกัน เช่น เครื่องยนต์จะดับเองเมื่อจอดติดอยู่กับที่ ซึ่งจะช่วยลดทั้งความสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง และค่ามลพิษในไอเสีย โดยเครื่องยนต์จะกลับมาติดอีกครั้งเมื่อเข้าเกียร์และกดคันเร่ง และในระหว่างที่เครื่องยนต์ดับ อุปกรณ์อำนวยความสะดวกต่างๆ ก็ยังทำงานตามปกติโดยอาศัยกระแสไฟฟ้าที่มาจากแบตเตอรี่ และ เมื่อถอนคันเร่ง หรือเบรก มอเตอร์ไฟฟ้าจะเปลี่ยนหน้าที่มาเป็นตัวชาร์จกระแสไฟฟ้าเข้ามาเก็บสำรองในแบตเตอรี่
