หลายคนคงมีคำถามว่ารถยนต์ไฟฟ้า (EV) นั้นมีหลักการทำงานและมีชิ้นส่วนหลักที่สำคัญอะไรบ้าง จะแตกต่างจากรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปที่ทุกคนรู้จักกันดีมากน้อยแค่ไหน รวมถึงต้นทุนในการผลิตรถยนต์ไฟฟ้า (EV) หนึ่งคันนั้นจะประกอบด้วยอะไรบ้าง วันนี้ผมจะมาเล่าให้ทุกคนฟังกันครับ
อย่างที่ทุกคนรู้กันดีครับว่ารถยนต์ไฟฟ้า (EV) นั้นมีการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในแบตเตอรี่ และในการขับเคลื่อนจะมีการดึงเอาพลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ออกมาให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อส่งพลังงานให้กับระบบเพลา แตกต่างกับรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป ที่จะต้องใช้เครื่องยนต์และน้ำมันเป็นเชื้อเพลิงในการจุดระเบิดและให้พลังงานในการขับเคลื่อน จึงทำให้รถยนต์ไฟฟ้าไม่จำเป็นที่จะต้องมีเครื่องยนต์และระบบส่งกำลัง ถ้าอย่างนั้นเราลองมาดูกันครับว่าชิ้นส่วนหลักของรถยนต์ไฟฟ้านั้นประกอบด้วยอะไรกันบ้าง
1. Motor
ส่วนประกอบแรกคือ มอเตอร์ไฟฟ้าทำหน้าที่ในการแปลงพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานจลน์เพื่อใช้ในการขับเคลื่อน เมื่อทำการเปรียบเทียบการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ากับเครื่องยนต์จะพบว่ามอเตอร์ไฟฟ้านั้นมีความเงียบมากกว่าเครื่องยนต์ในระหว่างการทำงาน อีกทั้งในเรื่องของการสั่นสะเทือนก็มีระดับที่น้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ จึงทำให้ผู้ที่มาขับรถยนต์ไฟฟ้าเป็นครั้งแรกมักจะมีความแปลกใจกับเสียงที่เงียบมากในระหว่างการขับขี่ นอกจากนี้ในขณะที่รถยนต์ไฟฟ้ามีการเบรคหรือลงจากเขา มอเตอร์ไฟฟ้ายังมีความสามารถในการแปลงพลังงานจลน์กลับเป็นไปเป็นพลังงานไฟฟ้าให้กับแบตเตอรี่ เราเรียกระบบการทำงานแบบนี้ว่า "Regenerative Braking System" ซึ่งจะทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีความประหยัดพลังงานขึ้นไปอีก
2. Reducer
Reducer ทำหน้าที่เสมือนเป็นระบบชุดเกียร์ในรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป โดยจะทำการส่งผ่านกำลังจากมอเตอร์ไฟฟ้าไปสู่ระบบเพลาขับเคลื่อนให้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ สาเหตุที่ชื่อว่า Reducer นั้นมาจากรอบการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้านั้นสูงมากกว่ารอบการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในนั่นเอง
3. Battery
แบตเตอรี่ทำหน้าที่เสมือนเป็นถังน้ำมันในรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป โดยขนาดของแบตเตอรี่ก็จะส่งผลโดยตรงกับระยะทางที่รถยนต์ไฟฟ้าจะสามารถวิ่งได้ แต่ถึงอย่างนั้นเราก็ไม่ควรออกแบบขนาดของแบตเตอรี่ให้มีขนาดที่ใหญ่จนเกินไปเพราะจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของตัวรถเนื่องจากขนาดและน้ำหนักของแบตเตอรี่ที่สูง ด้วยเทคโนโลยีของแบตเตอรี่ที่มีการเติบโตอย่างรวดเร็วเราก็อาจได้เห็นรถยนต์ไฟฟ้าที่มีระยะทางวิ่งได้ไกลขึ้นถึง 800 กม. และมีระยะเวลาในการชาร์จที่สั้นลง เช่น แบตเตอรี่แบบ Solid State เป็นต้น นอกจากนี้ในสภาวะอากาศเย็นมากๆ ประสิทธิภาพในด้านความจุและความเร็วในการชาร์จของแบตเตอรี่จะลดลง ทำให้จำเป็นต้องมี "Battery Heating System" เข้ามาช่วยรักษาอุณหภูมิให้แบตเตอรี่สามารถทำงานได้ในช่วงปกติได้
4. On-board Charger(OBC)
ทำหน้าที่ในการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับจากที่ชาร์จระบบ AC เช่น Home Charger หรือสายชาร์จที่แถมมากับตัวรถ ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) นั่นหมายถึงในกรณีที่เรามีการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าผ่านเครื่องชาร์จแบบ DC เช่น EV Station เป็นต้น On-board Charger ก็จะไม่จำเป็นต้องทำงานในกรณีนี้เนื่องจากเครื่องชาร์จได้มีการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแล้วนั่นเอง
5. Electric Power Control Unit (EPCU)
เป็นส่วนสำคัญในการควบคุมกำลังไฟฟ้าของอุปกรณ์ภายในตัวรถยนต์ไฟฟ้าทั้งหมด โดยประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก ดังนี้
5.1) Inverter: ทำหน้าที่ในการแปลงกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ซึ่งเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อส่งต่อให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า อีกทั้งยังควบคุมความเร็วในการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าในขณะที่รถมีอัตราเร่งหรือหน่วงจากผู้ขับขี่
5.2) Low voltage DC-DC Converter (LDC): ทำหน้าที่ในการแปลงความต่างศักย์ที่สูงจากแบตเตอรี่ ให้ลดลงเหลือ 12 Volt เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆภายในตัวรถ
5.3) Vehicle Control Unit (VCU): เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดในระบบ EPCU เนื่องจากทำหน้าที่ในการควบคุมและตรวจสอบการทำงานของหน่วยควบคุมส่วนอื่นๆทั้งหมดของตัวรถ อาทิเช่น หน่วยควบคุมของมอเตอร์ไฟฟ้า, ระบบ Regenerative Braking รวมถึงระบบ Power Supply ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ซึ่ง VCU นั้นเปรียบเทียบได้กับ ECU ในรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป
หลังจากที่ทุกคนได้รู้จักองค์ประกอบและชิ้นส่วนหลักของรถยนต์ไฟฟ้ากันไปแล้ว คราวนี้เราลองมาดูในส่วนของต้นทุนในการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าสักคันหนึ่งนั้นจะประกอบด้วยอะไรบ้าง
จากข้อมูลตามตารางด้านบน ผมได้ทำสรุปให้ทุกคนเข้าใจง่ายขึ้นดังนี้ครับ จะเห็นได้ว่าถ้าอิงจากข้อมูลในปี 2017 ต้นทุนส่วนใหญ่ของรถยนต์ไฟฟ้าจะมาจากแบตเตอรี่มากถึง $11,500 ซึ่งคิดเป็น 30% ของต้นทุนทั้งหมด และอีกส่วนจะมาจากต้นทุนในการประกอบรถยนต์ที่ $12,600 ซึ่งในส่วนนี้มีความใกล้เคียงกับรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป และส่วนสุดท้ายที่สำคัญคือต้นทุนในการวิจัย (R&D) ที่ $10,584 หรือคิดเป็นประมาณ 28% เลยทีเดียว ภายในปี 2025 ได้คาดการณ์ว่าต้นทุนในการผลิตแบตเตอรี่จะลดลงถึง $8,000 ลดลงกว่า 30% ในขณะที่ ต้นทุนในการวิจัย (R&D) นั้นจะลดลงเหลือแค่ $3,200 ลดลงกว่า 70% ซึ่งต้นทุนในภาพรวมของรถยนต์ไฟฟ้าภายในปี 2025 นั้นลดลงไปกว่า 31% เมื่อเทียบกับปี 2017
วิเคราะห์และสรุป
จะเห็นได้ว่าชิ้นส่วนต่างๆของรถยนต์ไฟฟ้านั้น ก็จะมีหลายชิ้นส่วนที่หายไปจากรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป แต่ในขณะเดียวกันก็จะมีส่วนของมอเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่ รวมถึงอุปกรณ์ทางไฟฟ้าเพิ่มเข้ามา ทำให้ผู้ประกอบการในวงการผลิตรถยนต์นั้นจะต้องมีการปรับตัวอย่างมากเพื่อเข้าสู่ยุคของรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคตอันใกล้นี้ สำหรับเรื่องของต้นทุนในการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคตก็จะมีความใกล้เคียงกับรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป ซึ่งก็จะส่งผลทำให้ราคาขายของรถยนต์ไฟฟ้านั้นสามารถจับต้องได้ง่ายขึ้น ถึงตอนนั้นผู้บริโภคก็จะให้ความสนใจในรถยนต์ไฟฟ้ากันมากขึ้นและก็จะถึงยุคเปลี่ยนผ่านจากรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปเป็นรถยนต์ไฟฟ้าในที่สุด
แหล่งข้อมูลอ้างอิง:
ช่องทางในการติดต่อกับทีมงาน
Line ID:@228tslca