Page 35 - วิศวกรรมสาร ปีที่ 75 ฉบับที่ 1 มาราคม - มีนาคม 2565
P. 35
การถอดรื้ออุตสาหกรรมสู่ยานยนต์ไฟฟ้า จาก Automobile สู่ truck และ airplane
ส�าหรับเซกเมนต์รถบรรทุก ประเด็น ได้ในระยะที่สูงขึ้นต่อหนึ่งการชาร์จแบตเตอรี่ พื้นฐานทางวิศวกรรมที่ส�าคัญของกรณีนี้
แรกที่ผู้ผลิตแต่ดั้งเดิมมองขาดว่ารถ ก็คือความส�าคัญของความลู่ลมของตัวรถ ข้อเท็จจริงก็คือ เมื่อเทียบกับรถเก๋ง
บรรทุกไฟฟ้าเป็นไปไม่ได้ ก็คือการมีน�้า ที่ขับขี่ในเมือง ที่ความลู่ลมมีผลแต่อาจไม่ได้มากนัก ก็เพราะท�าความเร็วไม่ได้มาก
หนักและปริมาตรของแบตเตอรี่ที่สูง ที่จะ และมีการหยุดจอดอยู่บ่อยครั้ง ส�าหรับรถบรรทุกสินค้าที่วิ่งในระยะทางไกล และ
มาเบียดบังน�้าหนักบรรทุกสินค้า กรณีนี้ ท�าความเร็วได้สูง ข้อมูลบ่งชี้ว่าพลังงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนรถ กว่า 60% ใช้เพื่อ
ก็เป็นอีกครั้งที่การมองแง่มุมทางวิศวกรรม เอาชนะแรงต้านจากอากาศ ดังนั้น การแพคชุดขับเคลื่อนไว้ได้ในซุ้มล้อที่กล่าว
ตามเกมแต่ดั้งเดิมของเครื่องยนต์สันดาป ไว้ข้างต้นยังมีผลต่อการแพ็คเกจส่วนประกอบอื่น ๆ ท�าให้รถมีรูปร่างภายนอก
ภายในจะมองเห็นแต่ข้อจ�ากัด แต่เมื่อมอง ที่ท�าให้ลู่ลมขึ้นได้ด้วย
จากภาพใหม่หมดของระบบขับเคลื่อน อีกการออกแบบส�าคัญที่มีผลกระทบต่อความลู่ลมคือกระจังดักลมที่ด้านหน้า
ทางไฟฟ้า จะพบได้ว่าลักษณะเฉพาะใน ตัวรถ ข้อเท็จจริงก็คือกับรถแบบดั้งเดิม กว่า 60% ของพลังงานความร้อนจากการ
ความเป็นโมดูลาร์ของระบบขับเคลื่อน เผาไหม้เชื้อเพลิงต้องถูกระบายออกไปโดยการมีกระจังหน้าที่ดักลมมาผ่านหม้อน�้า
ทางไฟฟ้าเปิดโอกาสใหม่ขึ้นมาได้ นั่นคือ ในกรณีรถไฟฟ้า ระบบหม้อน�้าก็ยังคงต้องการ เพื่อระบายความร้อนจากการ
การส่งก�าลังจากต้นทางคือเครื่องยนต์หรือ ท�าความเย็นให้แก่ระบบไฟฟ้าก�าลัง มอเตอร์ และโดยเฉพาะกับชุดแบตเตอรี่
มอเตอร์ไฟฟ้าถึงปลายทางคือล้อ แต่เดิม แต่ก็ด้วยความมีประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อนทางไฟฟ้า ก็หมายถึงปริมาณความ
คือส่วนประกอบทางกลไม่ว่าจะเป็นเพลา ร้อนที่ต้องถูกระบายออกมีค่าน้อยกว่ากรณีรถแบบดั้งเดิมที่ท�างานกับเครื่องยนต์
ขับหรือชุดเฟืองท้ายดิฟเฟอเรนเชียลที่มี อยู่มาก มีผลให้การออกแบบช่องเปิดต่างๆ และรูปร่างของตัวรถท�าได้ดีกว่าเดิม
น�้าหนักและกินพื้นที่ แต่มองรถบรรทุก ในมุมของความลู่ลมเป็นอย่างมาก ถ้าจะยกตัวอย่างเฉพาะเช่นกับรถบรรทุกเทสล่า
ในแง่มุมความเป็นอีวีตั้งแต่แรก ก็มี เซมิ ได้แสดงถึงรูปทรงที่ลู่ลม มีท้องรถต�่า และมีการเคลมค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
บริษัทที่ได้พัฒนาชุดขับเคลื่อนแบบ จากอากาศที่ต�่ากว่าค่าเฉลี่ยโดยทั่วไปของรถบรรทุกได้กว่า 40%
transaxle ที่ผนวกมอเตอร์และชุด อีกเทคนิคหนึ่ง ที่มีผลส�าคัญต่อรถบรรทุกได้มาก ก็คือการลดการใช้พลังงานจาก
เฟืองทดไว้ในแพคเกจขนาดจ�ากัดที่ใส่ อุปกรณ์ย่อย ในรถบรรทุกขนาดใหญ่ ต้องมีทั้งปั๊มลมส�าหรับระบบเบรกหรือระบบ
ในซุ้มล้อได้ ผลลัพธ์ของการออกแบบ รองรับช่วงล่าง มอเตอร์พวงมาลัยไฟฟ้า รวมไปถึงระบบปรับอากาศ กับรถแบบดั้งเดิม
ระบบขับเคลื่อนทางไฟฟ้าที่มีลักษณะ หมายถึงการดึงก�าลังขับมาจากเครื่องยนต์โดยตรง ซึ่งไม่เพียงคือการใช้พลังงานจ�านวน
โมดูลาร์เช่นนี้ ก็ท�าให้ตัวรถมีพื้นที่บรรจุ มาก แต่ในหลายกรณี คือการท�างานขณะรถหยุดจอด ซึ่งหมายถึงการติดเครื่องเดินเบา
แบตเตอรี่เป็นแผงใหญ่อย่างไม่มีอะไร เป็นการเฉพาะเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์ย่อยเหล่านี้ ซึ่งหมายถึงทั้งการกินพลังงานและการ
กีดขวาง ลดพื้นที่สูญเปล่าไปได้ อย่าลืมว่า ปล่อยมลพิษที่สูง การใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนอุปกรณ์ย่อยเหล่านี้ช่วยลดพลังงาน
การท�างานเพื่อขับถอยหลังก็ดี คลัทช์ ที่ใช้ได้อาจมากถึง 75% เทียบกับรถแบบดั้งเดิม และอีกแง่มุมต่อการเพิ่มประสิทธิภาพ
เพื่อการออกตัวจากรอบเครื่องเดินเบาก็ดี ก็คือถ้ามองย้อนกลับไปถึงการมีมอเตอร์แยกขับเคลื่อนที่แต่ละซุ้มล้อ ในมุมของ
เป็นสิ่งที่ชุดมอเตอร์ไฟฟ้าท�าได้โดยไม่ต้อง มอเตอร์ไฟฟ้า นั่นหมายถึงการแบ่งกระแสลงเป็นสัดส่วนตามจ�านวนล้อขับ
การส่วนประกอบทางกลที่มีน�้าหนักและมี ซึ่งเมื่อทบทวนว่าการสูญเสียทางไฟฟ้าขึ้นกับค่ากระแสยกก�าลังสอง การ package
ความซับซ้อนสูง ส่วนประกอบเช่นนี้จึงให้ผลเพิ่มประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อนไปได้อีกทาง
เรื่องราวข้างต้น เล่าถึงแง่มุมวิศวกรรม จากหลายแง่มุมทางวิศวกรรมข้างต้น บางคนอาจถามว่าแล้วท�าไมผู้ผลิตถึงไม่
ที่พลิกจากการจัดวางแบบเดิม ๆ มาคิดใหม่ พัฒนารถกระบะไฟฟ้าตั้งนานแล้วล่ะ ก็ต้องบอกว่าก่อนหน้าที่การพัฒนาทางวิศวกรรม
ในความเป็นระบบขับเคลื่อนทางไฟฟ้า ให้ใส่ ข้างต้นจะมาเสริมแรงให้เกิดรถบรรทุกไฟฟ้าได้ในวันนี้ ต้องรอการสุกงอมของสอง
แบตเตอรี่ได้สะดวกและไม่กินพื้นที่ อีกส่วน เรื่องส�าคัญ คือเรื่องต้นทุนจมของบริษัทผู้ผลิตและเรื่องแบตเตอรี่ โดยเรื่องแรกคือ
หนึ่งของแง่มุมทางวิศวกรรมที่ส�าคัญไม่แพ้กัน เรื่องต้นทุนจมนั้น ส�าหรับบริษัทผู้ผลิตยานยนต์ ทุกการออกแบบและทุกชิ้นส่วนย่อย
คือจะท�าอย่างไรให้ใช้พลังงานน้อยลง ในตัวรถเท่ากับต้นทุนที่ได้ลงไป หรือที่เรียกว่าต้นทุนจม ดังนั้นในทุกแง่มุม ผู้ผลิตจะ
ต่อระยะการวิ่ง ซึ่งก็จะหมายถึงการต้องแบก พยายามอย่างที่สุดในการใช้ซ�้าในการออกแบบหรือชิ้นส่วน ทั้งนี้ก็เพื่อคืนทุนหรือท�า
แบตเตอรี่ในปริมาณน้อยลง หรือวิ่งส่งสินค้า ก�าไรจากต้นทุนจมเหล่านั้น ดังนั้นการจะมาผลิตรถกระบะไฟฟ้า ถ้าจะต้องรื้อใหม่หมด
ปีที่ 75 ฉบับที่ 1 มกราคม-มีนาคม 2565 วิศวกรรมสาร 35
