Hybrid, Mild Hybrid และ Plug in Hybrid ต่างกันอย่างไร

แบ่งปันเรื่องนี้

ในปัจจุบัน ต้องยอมรับว่า รถยนต์สมัยใหม่ เริ่มหันมาใช้ในการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ามากขึ้น เพื่อเสริมสร้างสมรรถนะในการขับขี่ ลดการใช้งานเครื่องยนตืที่ปล่อยไอเสีย และยังเพิ่มประสิทธิภาพ ระบบแบบนี้เรียกว่ าการขับเคลื่อนแบบผสมผสาน หรือ พูดสั้นๆ ว่า  ระบบไฮบริด

ในขณะที่ปัจจุบันเริ่มมีรถไฮบริดวางจำหน่ายในตลาดมากขึ้น ในราคาที่จับต้องเป็นเจ้าของง่ายขึ้น เราเชื่อว่าหลายคน ยังมีความรู้เกี่ยวกับพวกมันน้อยมาก และวันนี้ถึงคราวที่เราจะมาอธิบายให้เข้าใจในคราวเดียว

 

แนวคิด ระบบไฮบริด

ดั้งเดิม ระบบไฮบริด เป็นแนวคิดการขับเคลื่อนนำระบบอะไรก็ได้มาผสมผสานกับการทำงานของเครื่องยนต์ เพื่อให้มีประสิทธิภาพในการขับขี่สูงสุด เดิมทีไม่ได้มีแนวคิดว่าจะต้องใช้มอเตอร์ไฟฟเ้าเพียงอย่างเดียวเท่านั้น

จนกระทั่งโตโยต้า เริ่มประสบความสำเร็จในการวางจำหน่าย โตโยต้าพรีอุส รถไฮบริดที่ใช้เครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า หลายค่ายจึงเริมให้ความสนใจในการนำมอเตอร์ไฟฟ้ามาผสาานผสาน จน ทำให้เมื่อเราเอ่ยถึงคำว่า “รถไฮบริด” ในวันนี้ จึงนึกถึงระบบขับเคลื่อนที่มีเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้าทำงานควบคู่กัน

 

ทำไม มอเตอร์ไฟฟ้า จึงได้รับความนิยม

จุดเด่นสำคัญ ของมอเตอร์ไฟฟ้า คือมีกำลังแรงบิดมากตั้งแต่รอบต่ำหรือ อาจจะกล่าวได้ว่าตั้งแต่เริ่มต้นทำงานก็สามารถให้กำลังสูงสุดได้เฉียบพลันทันที ซึ่งภาษาทางวิศวกรรมเรียกว่า Instant Torque

การให้แรงบิดสูงในรอบต่ำดีต่อการขับขี่ ในหลายแง่ ทั้งในการออกตัว อย่างมีประสิทธิภาพ การตอบสนองเวลาเร่งแซง และในทางกลับกัน มอเตอร์ไฟฟ้า บางแบบสามารถทำหน้าที่เป็นไดนาโม ชาร์จไฟฟ้า กลับแบตเตอร์รี่ ทำหน้าที่ 2 อย่างในคราวเดียว

ถ้ามองแบบนี้จะเห็นว่ามอเตอร์ไฟฟ้ามีข้อมากมาย ในการนำมาประกบเป็นผู้ช่วยเครื่องยนต์สันดาป  แต่มันก็มีข้อเสียสำคัญ คือต้องการไฟฟ้าจำนวนมากแรงดันสูงจากแบตเตอร์รี่ ซึ่งตัวแบตฯ มักจะมีขนาดใหญ่ ตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ ไปยัน เกือบ 20 กิโลวัตต์ ตามแต่ประเภทของระบบขับเคลื่อนที่ถูกออกแบบมา

เครื่องยนต์ไฮบริด

จำแนกประเภทไฮบริดให้เข้าใจแตกต่างกันอย่างไรบ้าง

จากข้อมูลข้างต้น เราเชื่อว่าหลายคนค่อนข้างจะเข้าใจ หลักการทำงานในเบื้องต้นของไฮบริดและเหตุผลที่รถยนต์ใหม่ปัจจุบัน มักจะใช้ระบบขับเคลื่อนร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้า

แต่ทุกวันนี้ รถไฮบริด ก็ดูจะมีหลายประเภทเหลือเกิน รถอะไรก็ตามติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าเข้ามา ก็เรียกตัวเองว่า “รถไฮบริด” แล้ว มันมีความแตกต่างกันไหมอย่างไรบ้าง

 

Hybrid – Full Hybrid

ก่อนอื่นเพื่อให้เข้าใจตรงกัน เราขอเริ่มต้นด้วย รถไฮบริด ปกติก่อน

รถไฮบริด แบบ  Full  Hybrid   มักถูกใช้เรียกกับรถที่มีระบบเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า ที่สามารถขับแล้วทำงานได้ทุกช่วงความเร็ว ตอบสนองได้หลายจังหวะ ไม่ใช่แค่จังหวะใด จังหวะหนึ่งเท่านั้น

Honda City Hybrid RS iMMD Malaysia
รถยนต์ ฮอนด้า ซิตี้ไฮบริด ที่มีแผนจะเข้ามาขายในไทย

เครื่องยนต์ไฮบริด Honda City Hybrid

ระบบนี้ เดิมทีใช้เรียกรถที่มีการออกแบบ ระบบไฮบริดแบบคู่ขนาน หรือ Parallel Hybrid ซึ่ง ระบบจะขับกำลังจากมอเตอร์ไฟฟ้า และจากเครื่องยนต์ลงชุดขับต่อกำลังไปยังล้อ  อาทิ ระบบ  Integrated Motor Assisted   หรือ  IMA  ของฮอนด้า

รวมถึงยังใช้ เรียกระบบ Serie -Parallel Hybrid   หรือ  Power Split     ซึ่ง สามารถทำงานร่วมกันหรือแยกส่วนและจังหวะ เช่น  Hybrid Synergy Drive เป็นต้น

หากด้วยแนวทางารทำงานของ ระบบไฮบริดแบบคู่ขนานมักจะมีความไม่ชัดเจนในการทำงาน เช่น ทำงานในบางจังหวะบางช่วงบางตอน อาทิเร่งแซง และให้ผลดีแค่ในเมือง

ในระยะหลัง จึงอ้างอิงไปยังระบบแบบ  Power Split  มากกว่า เนื่องจากเห็นผลการทำงานที่ชัดเจนมากวกว่า มีเงื่อนไขสำคัญคือมอเตอร์ไฟฟ้าจะต้องสามารถขับเคลื่อนรถได้ด้วยตัวเอง แม้จะมีระยะทางสั้นหรือขับได้ช้า สามารถตอบสนองได้ในการเร่งแซงและออกตัว เรียกว่าเข้ามามีบทบาทในหลายจังหวะในการขับขี่

เครื่องยนตที่ใช้ในการสันดาป จะต้องทำงานแบบ  Atkinson Cycle  ซึ่งจะมีประสิทธิภาพดีในรอบเครื่องยนต์ ช่วงกลางไปถึงรอบสูง และให้มอเตอร์ไฟฟ้าช่วยจัดการในความเร็วต่ำ

โดยปกติระบบจะทำงานได้ 5 โหมด การทำงานสำคัญ คือ

  1. โหมดไฟฟ้าล้วน คือ โหมดที่สามารถขับเคลื่อนด้วยกำลังจากมอเตอร์ไฟฟ้าล้วนได้ช่วงระยะเวลา และระยะทางหนึ่งโดยอาศัยกำลังไฟฟ้าจากแบตเตอร์รี่ โหมดนี้จะเห็นได้ในความเร็วต่ำและออกตัว หรือ เวลากดใช้โหมด  EV
  2. Cruise Mode   เป็นโหมดที่เครื่องยนต์ขับกำลังไปยังชุดขับลงล้อ พร้อมกับใช้กำลังส่วนหนึ่งจากมอเตอร์ไฟฟ้าไปด้วย เพื่อลดการใช้กำลังเครื่องยนต์ พร้อมกันมอเตอร์ก็ชาร์จไฟกลับไปยังแบตเตอร์รี่ได้ด้วย
  3. โหมด Power Boost   เป็นโหมดที่เครื่องยนต์ยังทำงานตามรอบปกติ แต่คุณต้องการเร่งแซง มอเตอร์ไฟฟ้าจะช่วยเสริมกำลังเพิ่ม ให้ก่อนเป็นการชั่วคราว หากยังไม่พอกับความต้องการของผู้ขับขี่ ระบบจะเร่งเครื่องยนต์เพิ่มให้
  4. โหมดเครื่องยนต์ล้วน เป็นโหมดที่ระบบเห็นว่าการใช้เครื่องยนต์มีประสิทธิภาพในการขับขี่มากกว่า การใช้มอเตอร์ไฟฟ้าในการขับเคลื่อน จึงไม่ใช้มอเตอร์ไฟ้า แต่ในบางจังหวะจะชาร์จไฟฟ้ากลับไปแบตเตอร์รี่เพื่อให้มีไฟฟ้าพอต่อการขับเคลื่อน
  5. โหมดชาร์จ โหมดนี้จะเกิดในบางจังหวะ โดยเฉพาะตอนคุณลดความเร็ว และไม่ใช้คันเร่ง ระบบจะดับการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน และใช้มอเตอร์ไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นไดชาร์จปันแรงกำลังหมุนของเพลาให้เป็นไฟฟ้า กลับไปเก็บไว้ยังแบตเตอร์รี่ เพื่อนำไฟฟ้าที่ได้มาใช้เมื่อต้องการต่อไป

ปัจจุบันด้วยพัฒนาการของระบบไฮบริด ทำให้มีระบบไฮบริดแบบใหม่ๆ เกิดขึ้น โดยเฉพาะระบบไฮบริดแบบอนุกรม หรือ Series  ไฮบริด อาทิ Nissan  e-Power   ซึ่งในทางทฤษฏีอาจมีหลักการทำงานต่างกันบ้าง แต่ให้ประสิทธิภาพในการขับขีพอสมควร

ปัจจุบัน ระบบที่เข้าข่าย ได้แก่ Toyota Hybrid Synergy Drive ,Honda  iMMD และ Nissan e- Power  เท่านั้น ที่ขายในตลาดประเทศไทย

 

Mild Hybrid

ระบบ Mild Hybrid   เป็นแนวคิดที่เพิ่งมีมาในช่วง 10 ปีทีผ่านมา โดยเริ่มจากทางประเทศยุโรปก่อน จะแนะนำเข้าสู่ในหลายตลาดอาทิ ญี่ปุ่น ที่มีความเข้มงวดในการปล่อยไอเสียสูง

แนวคิดระบบนี้ คือการพัฒนาระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ช่วยในบางจังหวะการขับขี่เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ไม่สามารถขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าในโหมดไฟฟ้าล้วนได้ และส่วนใหญ่ จะยังคงเป็นเครื่องยนต์สันดาปปกติทั่วไป

ระบบนี้มีวัตถุประสงค์ในการหยุดการทำงานของเครื่องยนต์ให้นานที่สุดเท่าที่จะทำได้ในหลายจังหวะ ที่ต้องใช้กำลังจากเครื่องยนต์  ได้แก่ 3 จังหวะสำคัญ คือ ออกตัว , เร่งเครื่องและชะลอความเร็ว ซึ่งทั้งหมดจะทำให้เครื่องยนต์ทำงานหนัก หรือสูญเปล่าในการทำงาน

2021 Suzuki Swift

ระบบจึงนำมอเตอร์ไฟฟ้ามาติดตั้งในรูปแบบชิ้นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์สันดาปปกติ โดยเฉพาะปัจจุบัน ติดตั้งแทนที่ของไดชาร์จ กำลังมอเตอร์ของระบบแบบนี้จะไม่มากพอจะที่ขับเคลื่อนรถได้ แต่จะช่วยในรูปแบบเสริมกำลังขับช่วงสั้นๆ มากกว่า เช่นออกตัว , เร่งแซง (ช่วยสั้น) และในจังหวะลดความเร็ว ตัวมอเตอร์์นี่เอง จะทำหน้าที่เป็นเจนเนอร์เรเตอร์ ปั่นไฟฟ้ากลับแบตเตอร์รี่ด้วย

ตลอดจนหยุดการทำงาน เมื่อใช้ความเร็วต่ำ เพื่อลดการทำงานของเครื่องยนต์ที่ไม่จำเป็น รวมถึงในระหว่างจอดติด ระบบไฟฟ้าสามารถใช้ไฟจากแบตเตอร์รี่ได้นาน ไม่ต้องติดเครื่องยนต์ทิ้งไว้

2012 Honda Jazz Hybrid

ปัจจุบัน ระบบนี้ ไม่มีขายในรถใหม่บ้านเรา  แต่ในอนาคตคาดว่าจะมีเข้ามาในรถบางยี่ห้อ อย่างเช่น มาสด้า , ซูซูกิ และ ซูบารุ

ข้อดีของระบบนี้คือ ระบบมีน้ำหนักเพิ่มไม่มาก และให้ประสิทธิภาพในความประหยัดดีขึ้น และผู้ขับขี่ไม่ต้องกังวลในเรื่องคุณลักษณะการทำงาน เพราะ ขับรวมๆ ก็คล้ายๆ กับ รถเครื่องยนต์ปกติทั่วไป

 

Plug In Hybrid

ระบบไฮบริดแบบเสียบปลั้กชาร์จ เป็นระบบที่เพิ่งจะเริ่มแนะนำในบ้านเราเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา และในวันหน้าจะเริ่มมีรถอเนกประสงค์ขับขี่ได้ภายใต้ระบบนี้มากขึ้น

แนวคิดของ ระบบไฮบริดเสียบปลั้ก คือความพยายามทำให้คนเข้าใจระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าล้วนมากขึ้น

ความพิเศษอยู่ที่ชุดมอเตอร์ไฟฟ้า มีกำลังขับมากกว่าปกติ เทียบเท่าเครื่องยนต์ 70-120 แรงม้า (แล้วแต่ยี่ห้อ) และแบตเตอร์รี่ จะมีขนาดใหญ่กว่าปกติ มีขนาดตั้งแต่ 10 กิโลวัตต์ ขึ้นไป ตลอดจนยังมีช่องรับการต่อชาร์จจากไฟบ้านได้ เพื่อให้ลูกค้าได้ชาร์จไฟกลับเข้าสู่ชุดแบตเตอร์รี่ ได้ในอนาคต

รถยนต์ Plug in Hybrid

รถยนต์ Plug in Hybrid

การมีกำลังมอเตอร์มาก และ แบตเตอร์รี่ขนาดใหญ่ทำให้รถสามารถขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าล้วนได้ด้วยความเร็วระดับหนึ่ง (ปัจจุบันสามารถขับได้ความเร็วสูงสุด 120 ก.ม./ช.ม. ขึ้นไป) และมีระยะทางขับด้วยไฟฟ้าล้วนมากกว่าระบบ  Full Hybrid  ปกติทั่วไป (ปัจจุบันอยู่ที่ 40-60 กิโลเมตร ต่อการชาร์จ แล้วแต่รุ่นรถ)

เมื่อลูกค้าชาร์จไฟฟ้าจนเต็ม สามารถใช้ไฟฟ้าในแบตเตอร์รี่เพื่อขับขี่ด้วยไฟฟ้าล้วนได้ หรือต่อให้ใช้ระบบไฮบริด ส่วนใหญ่ถ้ามีปริมาณประจุแบตฯ ในระดับหนึ่ง ก็จะ ใช้ไฟฟ้า ให้จนเกือบหมดก่อน

เมื่อไฟในแบตเตอร์รี่เหลือน้อยจนไม่มีระยะทางที่สามารถขับได้ด้วยไฟฟ้า ตัวรถจะเปลี่ยนกลับไปเป็นรถไฮบริดปกติทั่วไป

ข้อดีของระบบนี้ คือลูกค้าสามารถชาร์จไฟฟ้าที่ไหนก็ได้ และใช้ระยะทางจากไฟฟ้าในการขับขี่ก่อนใช้น่ำมัน แม้นำมันจะติดแดงก็ตามที ก็หาใช่ปัญหาที่คุณจะขับมันด้วยโหมดไฟฟ้า

นอกจากนี้ ด้วยการออกแบบให้มอเตอร์ไฟฟ้ามีกำลังขับมาก เมื่อเทียบกับรถไฮบริดปกติ รถแบบนี้จะมีพละกำลังขับขี่มากกว่า   บางยี่ห้อ ออกมาจากโรงงาน มีเฉียด 300 แรงม้า บ้าง 400 แรงม้า แล้วแต่ยี่ห้อ รวมถึง ถ้าคุณขับทางไกล หาที่ชาร์จไม่ได้จะใช้เครื่องยนต์ชาร์จระหว่างขับไปพลางๆ ก็ทำได้ เมื่อเข้าเมืองเอาไฟฟ้าที่ได้มาขับขี่ก็ทำให้ประหยัดเหมือนกัน

อย่างไรก็ดี เมื่อเทียบกับการใช้รถยนต์ไฟฟ้า ระยะทางจากแบตเตอร์รี่ถือว่าน้อยกว่ามากเพียง 1 ใน 3 หรือ 1 ใน 4 ของ รถยนต์ไฟฟ้าปัจจุบัน เท่านั้น รวมถึงการติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอร์รี่ขนาดใหญ่ทำให้มันมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นในการขับขี่ และราคารถไฮบริดก็เพิ่มขึ้น พอสมควร

 

จากทั้งหมดที่เรากล่าวมาเกี่ยวกับ ระบบไฮบริด นี้ คงจะชัดเจนแล้วว่า ระบบไฮบริดแต่ละแบบมีความแตกต่างกันอย่างไรบ้าง  ถ้าพูดรวมๆ เราอาจจะเรียกพวกมัน รถไฮบริดเหมือนๆ กัน ทั้งที่ในรายละเอียดมีความแตกต่างกัน พอสมควร

 

 



แบ่งปันเรื่องนี้

Comments

comments