เอกสารประกอบการอบรมรถจักรยานยนต์เไฟฟ้า 23

1 เอกสารประกอบการอบรม เทคนคิ การตรวจซอ่ มรถจักรยานยนต์ไฟฟา้ นายอนุสรณ์ จิตรารักสกลุ 2πr = πD 33.2.7V V9A 3.7 V 3.7 V LFP 3.7 V 3.7 V 3.7 V 3.37.7V 3VA 3.7 V 3L.i7- iVon เอกสารประกอบการอบรมเทคนิคการตรวจซอ่ มรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า ณ แผนกวิชาชา่ งจักรยานยนต์ ชั้น 2 วทิ ยาลัยสารพัดช่างธนบรุ ี สำนกั งานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา กระทรวงศึกษาธกิ าร โดย นายอนุสรณ์ จิตรารกั สกลุ ตำแหนง่ ครวู ิทยฐานะครชู ำนาญการพิเศษ วทิ ยาลัยสารพดั ช่างธนบรุ ี วนั ท่ี 23 – 24 กรกฎาคม 2565

2 เอกสารประกอบการอบรม เทคนิคการตรวจซอ่ มรถจักรยานยนตไ์ ฟฟา้ 1. ความร้ทู ัว่ ไปเก่ียวกับการรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าเบ้ืองต้น

3

4 รถจกั รยานยนต์ไฟฟา้ คืออะไร รถจกั รยานยนตไ์ ฟฟ้า (Electric Motorcycles) หรือมอเตอรไ์ ซต์ไฟฟา้ คือรถจักรยานยนต์ ที่ใช้มอเตอร์ในการขับเคลื่อนแทนเครื่องยนต์ โดยใช้พลังงานที่ชาร์จไฟแล้วเก็บไว้ในแบตเตอรี่เป็น แหล่งจ่ายกระแสไฟไปยังมอเตอร์ ไม่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิง ไม่มีการสันดาปภายในกระบอกสูบ ใช้ พลังงานไฟฟ้าอยา่ งเดียวก็เพยี งพอท่ีจะทำใหเ้ กดิ การขบั เคลื่อนอันนุม่ นวลและเงยี บสงบ จึงเรียกได้ว่า เป็นรถจักรยานยนต์พลังงานไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบ 100% ซึ่งสามารถทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้มาก ขึ้น ทั้งค่าซ่อมบำรุง และค่าพลังงานที่ไฟฟ้าจะมีราคาน้อยกว่าพลังงานเชื้อเพลิง ยิ่งไปกว่านั้น สามารถตอบสนองการขับขี่ของคุณให้มีอัตราเร่งได้ดั่งใจเพราะมอเตอร์ไฟฟ้าสั่งการให้เกิดการ ขบั เคล่ือนได้ทันที และท่ีสำคัญรถจักรยานยนต์คันน้ีไม่มกี ารปล่อยไอเสียจึงไม่สรา้ งมลภาวะให้แก่โลก และเปน็ มติ รตอ่ สงิ่ แวดลอ้ ม โดยจะมีองคป์ ระกอบหลักในการขบั เคลื่อน คอื 1.แบตเตอรี่ 2.อปุ กรณ์แปลงกระแสไฟฟ้า 3.มอเตอรไ์ ฟฟ้า ขั้นตอนการทำงานของรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า โดยเริ่มต้นจากแบตเตอรี่ที่เป็นแหล่งเก็บ พลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ต่อมาตัวแปลงกระแสไฟฟ้าจะดึงพลังงานจากแบตเตอรี่ส่งต่อไปยังตัว มอเตอรเ์ พอ่ื ให้เกิดการขบั เคล่ือนตอ่ ไป

5 ความแตกตา่ งระหวา่ งรถจกั รยานยนตใ์ ชน้ ้ำมันกับรถจกั รยานยนตไ์ ฟฟา้ รถจักรยานยนต์ที่ใชเ้ คร่ืองยนตข์ ับเคลอ่ื น รถประเภทนี้ใช้พลังงานจากนำ้ มนั สามารถเติมพลังงานได้ท่ัวไปตามสถานีบรกิ ารน้ำมนั การ ดูแลบำรุงรักษาค้นหาสถานที่ดูแลง่าย สามารถซ่อมได้ที่ร้านซ่อมทั่วไป ส่วนการใช้งานทั่วไปของรถ ประเภทน้ี อาจมีการกระชากจากการเร่งเครื่อง เปลยี่ นเกยี รบ์ ้าง สำหรับผลกระทบตอ่ สงิ่ แวดล้อมนั้น อาจเกิดขึ้นได้จากการปล่อยควันเสีย หรืออาจจะมีเสียงรบกวนในแวดล้อมรอบข้าง หากเป็น รถจักรยานยนต์รุ่นเก่าหรอื ได้รับการดูแลท่ไี ม่ถกู ต้อง อาจมีค่าใชจ้ า่ ยในการซ่อมแซมทส่ี งู รถจกั รยานยนตไ์ ฟฟา้ (Electric Vehicle, EV) รถจกั รยานยนต์ไฟฟ้า เปน็ รถทีใ่ ชม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ ขบั เคลื่อนเพียงอยา่ งเดยี ว หรือผู้คนทั่วไปจะ รู้จักกันในชื่อรถจักรยานยนต์ EV (Electric Vehicle) ไม่มีเครื่องยนต์เข้ามาเกี่ยวข้อง มอเตอร์ไฟฟ้า จะทำหน้าทห่ี มุนล้อ โดยไดพ้ ลังงานมาจากแบตเตอรซี่ ่ึงมาจากการอัดประจุไฟฟา้ จากภายนอกเท่านั้น ดังนั้นเมื่อแบตเตอรี่หมดไฟลงจะต้องทำการเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จประจุไฟเติมเข้าไปใหม่ รถจกั รยานยนต์พลงั งานไฟฟ้าแบตเตอรจี่ ะเปน็ รถท่ีไม่มีการปลดปลอ่ ยมลพิษและคารบ์ อนไดออกไซด์ รถจักรยานยนต์ EV เป็นประเภทรถที่กำลังได้รับความนิยมสูงขึ้นเรื่อย ๆ เรียกได้ว่าเป็นเทรนด์ของ โลกยุคใหม่ไปแล้ว สำหรับการชาร์จไฟของรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าส่วนมากจะใช้เวลาในการชาร์จ ประมาณหนึ่งชั่วโมงถึงครึ่งวัน แล้วแต่อัตราการเติมพลังงาน โดยสามารถชาร์จจากบ้านที่มีอุปกรณ์ รองรับได้ หรือชาร์จตามสถานีเติมพลังงานไฟฟ้าได้เช่นกัน ส่วนการซ่อมบำรุงนั้น รถจักรยานยนต์ ไฟฟ้า มีชิ้นส่วนทั้งคันน้อยกว่ารถจักรยานยนต์ที่ขับเคลื่อนโดยพลังงานเชื้อเพลิงมาก ทำให้การซ่อม บำรุงมีความสะดวกและรวดเร็วกว่า ส่งผลให้ประหยัดค่าใช้จ่ายไปในตวั ส่วนด้านการใช้งานทัว่ ไปนั้น การขับขี่จะมีสมรรถนะที่มีความนิ่มนวล และที่สำคัญ รถจักรยานยนต์ไฟฟ้าไม่มีผลกระทบต่อ สงิ่ แวดลอ้ มอกี ดว้ ย

6 ข้อดีของรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า 1.รถจักรยานยนต์ไฟฟา้ ปราศจากมลพิษทางเสียง 2.รถจักรยานยนตไ์ ฟฟา้ มคี ่าการดแู ลรักษาทตี่ ำ่ กวา่ มาก 3.รถจักรยานยนต์ไฟฟา้ เปน็ มิตรตอ่ สง่ิ แวดล้อม 4.อุปกรณ์แขง็ แรงทนทานกว่ารถจักรยานยนต์ที่ใช้นำ้ มนั 5.ประหยัดเงินค่าน้ำมนั 6.ไม่มสี ว่ นใดท่ีร้อน 7.รถจักรยานยนตไ์ ฟฟา้ บ่งบอกความเปน็ ตัวตน ผ้จู ำหนา่ ยรถจกั รยานยนต์ไฟฟ้า

7 2. ประเภทของแบตเตอรี่รถจกั รยานยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ที่นิยมใช้ในรถจักรยานยนต์มีทั้งสิ้น 3 ประเภท คือ แบตเตอรี่ตะกั่ว แบตเตอรี่นิกเกิล และ แบตเตอรล่ี เิ ทยี ม โดยแบตเตอรี่ลิเทียมมี คุณสมบัตทิ ่เี หมาะกับการนำมาใชง้ านในยานยนต์ไฟฟ้า มากที่สุดเนื่องจากคุณสมบัติด้าน ความหนาแน่นพลังงานที่สูง ซึ่งแบตเตอรี่ลิเทียม มีขนาดและ นำ้ หนักนอ้ ยกว่าแบตเตอรี่ตะกัว่ และแบตเตอร่นี กิ เกิล ที่มคี วามจเุ ทา่ กัน 1. แบตเตอร่ีตะกั่ว-กรด (lead-acid battery) 2. แบตเตอรี่นกิ เกลิ ทีน่ ยิ มใชก้ ันมากมี 5 ประเภทดังน้ี (ประเภทที่ 1 -2 มีใชม้ ากกวา่ ประเภทอน่ื ) 2.1 แบตเตอรนี่ ิกเกลิ -แคดเมียม (Nickel-Cadmium, Ni-Cd หรือ NiCadTM) ใชใ้ นอปุ กรณ์ ไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกสท์ ั่วไป เช่น ไฟฉายฉุกเฉิน แฟลชสำหรบั กลอ้ งถ่ายรปู อปุ กรณ์และเครื่องมือ ช่างแบบไรส้ าย . แบตเตอรี่นิกเกลิ แคดเมยี ม แบตเตอรน่ี กิ เกิลแคดเมียม - ประกอบดว้ ย แคดเมียม ซึ่งเป็นโลหะหนักทมี่ ีความเปน็ พษิ

8 2.2 แบตเตอรนี่ กิ เกลิ - เมทัลไฮไดรด์ (Nickel-metal hybrid, Ni-MH) ใชใ้ นอุปกรณไ์ ฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ท่วั ไป เชน่ อปุ กรณส์ ่อื สารแบบไรส้ าย หน่วยสำรองไฟฟ้า (UPS) สำหรบั สถานีส่ง คลนื่ โทรศัพทแ์ ละโทรทัศน์ และรถยนตไ์ ฟฟา้ เปน็ มิตรกบั สงิ่ แวดล้อม แต่แบตเตอรม่ี ีแพงกว่าและมีอายุ การใช้งานจำกัด 2.3 แบตเตอรีน่ ิกเกิล - เหล็ก แบตเตอรี่ชนิดใดที่กำลังเป็นที่นิยมเนื่องจากมีขอบเขตการพัฒนาขนาดใหญ่เพื่อ เปลี่ยนแบตเตอรี่ให้กลายเป็นแบตเตอรี่ความหนาแนน่ พลงั งานสูงสำหรบั รถยนต์ ไฟฟ้า คำตอบก็คือ แบตเตอรี่นิกเกิลเหล็ก หรือ แบตเตอรี่ Edison. ในคำ เดียว แบตเตอรี่ Ni-Fe เป็นแบตเตอรี่ที่แข็งแกร่งมาก มีความทนทานสูงมาก สำหรบั การชารจ์ มากเกินไปการคายประจุมากเกินไปการลัดวงจร ฯลฯ แบตเตอร่ี นี้สามารถทำงานได้อย่างเท่าเทียมกันแม้ว่าเราจะไม่ได้ชาร์จแบตเตอรี่เป็น เวลานาน เนื่องจากมีน้ำหนักมากแบตเตอรี่นี้จึงถูกใช้ในแอพพลิเคชั่นเหล่านั้นท่ี น้ำหนักของแบตเตอรี่ไม่สำคัญตัวอยา่ งเช่นในระบบพลังงานแสงอาทติ ย์ในระบบ พลังงานลม เพื่อเป็นข้อมูลสำรอง ความทนทานและอายุการใช้งานของเซลล์นิกเกิลเหล็กนั้นสูงกว่า แบตเตอรี่ตะก่ัวกรดมาก แต่ถงึ กระนนั้ เนือ่ งจากตน้ ทุนการผลติ สงู 2.4 แบตเตอรนี่ ิกเกิล - สงั กะสี (Nickel-Zinc, Ni-Zn) ใชใ้ นอุปกรณ์ไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ท่ัวไป กล้องถ่ายรูป อุปกรณ์ และเครื่องมือช่างแบบไร้สาย แบตเตอรี่นิกเกิลซิงค์มีทั้งคุณสมบัติเชิงบวกและ ขอ้ บกพร่องรา้ ยแรง ดงั นี้ • แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ด้วยขนาดที่เท่ากันแบตเตอรี่ประเภทนี้มี ความสามารถในการจ่ายแรงดันไฟฟ้า 0.4 V ซึ่งสูงกว่า แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์และ 0.1 V มากกว่าแบตเตอร่ี ทวั่ ไป • ประสิทธิภาพการไหลของกระแสไฟท่ยี อดเยย่ี ม จะรักษา แรงดนั ไฟฟ้าใหส้ งู ทสี่ ดุ เท่าทีจ่ ะเป็นไปได้ • ความต้านทานภายในต่ำ เน่อื งจากคุณภาพนท้ี ำให้แบตเตอรี่ ชนิดนส้ี ามารถชาร์จได้เรว็ ข้นึ มาก • ราคาค่อนขา้ งต่ำ และมีน้ำหนักเบา

9 2.5 แบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจน ( Nickel-Hydrogen, Ni-H2 ) ใ ช้ งานในอวกาศ เช่น ดาวเทียม แบตเตอรี่นิกเกิล – ไฮโดรเจนถือได้ ว ่ า เ ป ็ น ล ู ก ผ ส ม ร ะ ห ว ่ า ง แ บ ต เ ต อ รี่ น ิ ก เ ก ิ ล แ ค ด เ ม ี ย ม แ ล ะ เ ซ ล ล์ เชื้อเพลิง แคดเมียมถูกแทนที่ด้วย อิเลก็ โทรดแก๊สไฮโดรเจน แบตเตอรน่ี ้แี ตกตา่ งจากแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมอยา่ งเห็นได้ชัดเน่ืองจาก เซลล์เปน็ ภาชนะรับความดนั ซ่งึ ตอ้ งมมี ากกวา่ หนง่ึ พนั ปอนด์ต่อตารางนวิ้ (psi) ของก๊าซไฮโดรเจน แบตเตอร่ีลเิ ทียมไอออน แบตเตอรล่ี เิ ทียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ทีม่ นี ำ้ หนกั เบา มคี วามหนาแนน่ ของพลังงานสงู ค่า แรงดันไฟฟา้ คงที่สูงและอัตราการคายประจตุ ่ำ ทำใหส้ ามารถกักเกบ็ พลงั งานได้มากขึน้ แตข่ ้อเสีย ของแบตเตอรช่ี นิดนี้ก็คอื ต้องใช้เทคโนโลยี การผลติ ขั้นสงู รวมถึงอาจเกดิ การลุกไหม้และระเบดิ ได้ ระหวา่ งการใชง้ านจากการท่ีแบตเตอรี่ ลดั วงจร ผใู้ ช้งานจงึ ควรทำตามเงื่อนไขการใชง้ าน ด้วยความ ระมดั ระวงั ปจั จบุ นั แบตเตอรล่ี ิเทียมไอออน มีทั้งหมด 6 ประเภทหลัก ดังนี้

10 แบตเตอรีล่ เิ ทียมไอออน (Lithium ion exchange battery) มสี ว่ นประกอบ ดงั นี้ . ขั้วลบ มีองคป์ ระกอบหลักเปน็ คาร์บอนท่ีมี รพู รุนเคลือบอยู่บนแผน่ ทองแดง เช่น แกรไฟต์ เคลือบบนแผน่ ทองแดง เป็นต้น 2. ขัว้ บวก มอี งค์ประกอบเป็นลเิ ทยี มเมทลั ออกไซดเ์ คลอื บอยบู่ นแผ่นอลูมเิ นยี ม 3. สารละลายอิเลก็ โทรไลต์ ประกอบดว้ ย เกลือของลิเทยี มในสารละลายต่าง ๆ เชน่ ลิเทียมเตตระฟลอู อโรบอเรต (LiBF4) ใน สารละลายเอทลิ ีนคารบ์ อเนต ลเิ ทียมเฮก ซะฟลูออโรฟอตเฟส (LiPF6) ในสารละลายไดเอทิลคารบ์ อเนต ลิเทยี มเฮกซะฟลอู อโรฟอตเฟส (LiPF6) ในสารละลายไดเมทิลคาร์บอเนต เป็นต้น โดยสารละลายอเิ ล็กโทรไลต์จะทำหน้าท่ี แลกเปลย่ี นไอออนของลเิ ทียมและอเิ ล็กตรอนของขัว้ บวกและขั้วลบ 4. เย่ือเลือกผ่าน (Separator) ทำหน้าท่ีคน่ั ระหว่างขัว้ บวกและข้ัวลบ ส่วนใหญ่นิยมใชเ้ ปน็ พอลิ-โพ รพลิ นี (Polypropylene, PP) หรอื พอลเิ อทิลนี (Polyethylene, PE) เป็นต้น

11 โดยเมื่อมีการอัดประจุลงใน แบตเตอร์รี่ ไอออนของลิเธียม จะเคลื่อนตัวออกจากขั้วบวก ผ่านเยื่อเลือกผ่านและ สารละลายอิเลก็ โทรไลต์เข้าสู่ข้ัว ลบ เกิดเป็นสารประกอบของ ลิเทียมและคาร์บอน ในทาง กลับกัน อิเล็กตรอนจากขั้วบวก จะเคลอื่ นตวั จากข้ัวบวกเข้าสู่ข้ัว ลบผ่านว งจรภ ายน อ ก ซึ่ ง ในขณะที่เกิดการคายประจุ (Discharge) ก็จะเกิดปฏิกิริยาในทิศทางตรงข้ามกันร่วมด้วย กระบวนการที่ไอออนของลิเทียมแทรก ตวั เข้าไปในโครงสร้างของขว้ั ลบเรยี กวา่ “Lithium insertion” หรอื “Lithium intercalation” การนับจำนวน Cycle ( รอบ ) จำนวนรอบ (Cycle) คือ ตัวเลขที่ บ่งบอกอายุการใช้งานของ แบตเตอรี่ว่า แบตเตอรี่จะเริ่มเสื่อม เมื่อผ่านการชาร์ตไปนานแค่ไหน ถ้าแปลตรงๆ คำว่า cycle ก็คือ รอบ คำว่ารอบไม่ได้เท่ากับคำว่า ครั้ง ดังนั้นการชาร์ต 1 ครั้งจึงไม่ เท่ากบั 1 cycle จำนวน 1 Cycle จะวดั จาก ปรมิ าณการชาร์ตไฟท่ีรวมๆแลว้ เท่ากับปริมาณการชารต์ ไฟจาก แบตเตอรี่ทีไ่ ม่มไี ฟ (0%) จน แบตเตอร่ีมไี ฟเตม็ (100%) 1 ครงั้ เชน่ ถ้าเราชารต์ ครั้งแรกจาก แบตเตอรี่ 50% => 100% การชาร์ตครงั้ นก้ี จ็ ะนับเท่ากบั 0.5 cycle หรอื ถ้าชาร์ตครง้ั ต่อมาอีก 80% => 100% เมอ่ื รวมกบั ครงั้ แรกก็จะได้เทา่ กบั 0.5 + 0.2 = 0.7 cycle

12 สำหรบั แบตเตอร่ีแบบ Lithium สามารถชารต์ อย่างไรก็ได้ ไมไ่ ด้มีผลตอ่ อายุการใชง้ าน การ ท่ีแบตเตอร่ีแบบ Lithium จะเส่ือมได้นน้ั เกดิ จาก… - ใชง้ านจนถงึ จำนวน Cycle ท่ีแบตเตอรจ่ี ะเรม่ิ เสอ่ื มเองตามปกติ - เมือ่ ถงึ เวลาที่แบตเตอรีจ่ ะเส่ือมมันกจ็ ะเร่ิมเสอ่ื มเอง โดยนับเวลาตง้ั แต่การผลติ ไม่ใชเ่ วลาใน การใชง้ าน - อณุ หภูมิของแบตเตอรี่ ถา้ แบตเตอร่ีอยู่ในสภาพแวดลอ้ มท่อี ุณหภมู สิ งู กจ็ ะส่งผลให้ แบตเตอรี่เสื่อมเร็วกวา่ ปกติ ขอ้ ดขี องแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ขอ้ แรก ดูแลรกั ษางา่ ยมาก แตกต่างจากแบตเตอร่ชี นดิ อ่ืนๆ ซงึ่ บางชนดิ ตอ้ งดูแลน้ำกล่ัน บางชนดิ ต้อง นำมาชารจ์ ไฟอยู่เป็นประจำ บางชนดิ ตอ้ งใชง้ านให้หมดก่อนจงึ จะนำมาชารจ์ ไฟใหม่ได้ บางชนดิ เม่อื ใชง้ านจนไฟหมดเกล้ียงจะชาร์จไฟกลับไม่ได้ บางชนิด ชาร์จไฟเก็บไว้ เม่ือจะนำมาใช้งานอาจพบว่าไม่ มีไฟแล้วและอ่ืนๆ ซึ่งเราจะไม่เจอปัญหาเหลา่ นี้หากเปลีย่ นมาใชล้ ิเทียม-ไอออน ขอ้ สอง มีความจุพลังงานสงู ทำให้สามารถใช้แบตเตอรี่ที่มีขนาดเลก็ ลง นำ้ หนกั เบา และจา่ ยไฟได้ ยาวนานกว่าแบตเตอร่ปี ระเภทอื่น สะดวกในการพกพา เพ่ือลดขนาดของสนิ ค้า และช่วยเพมิ่ ความ สะดวกสบายใหก้ บั ผู้ใช้งาน ข้อสาม สามารถชาร์จไฟไดอ้ ย่างรวดเร็ว ในเวลาเพยี งไม่นาน ข้อส่ี มีความปลอดภัยในระดับทด่ี ี ไม่มสี ่วนประกอบทเ่ี ปน็ อันตรายต่อธรรมชาติ เช่น กรด หรอื สารพษิ จึงเปน็ มิตรตอ่ สิง่ แวดลอ้ มมากกว่า ไม่มีไอระเหย ในขณะชาร์จหรือใชง้ าน ภายในตัวแบตเตอร่ี ลเิ ทยี มมีวงจรปอ้ งกัน ซงึ่ แบตเตอร่ปี ระเภทอืน่ ไมม่ ี ทำใหแ้ บตเตอร่ีประเภทนี้มีความปลอดภยั มากขึน้ อีกด้วย ข้อห้า เปน็ แบตเตอร่ีทจี่ ่ายไฟไดแ้ รง สามารถตอบสนองได้ในทกุ ความต้องการใชง้ าน

13 แบตเตอรล่ี เิ ทียม (Lithium) เป็นแบตเตอร่ีทมี่ ปี ระสิทธิภาพสูงสดุ สามารถแบง่ เป็น 2 แบบ . แบตเตอรล่ี เิ ทียมไอออน (Lithium-Ion Battery) - แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน (Lithium-Ion Battery) เป็น แบตเตอรี่ที่ค่าการจ่ายไฟที่แรง และคงที่ มีระยะเวลาการชาร์จ ประจไุ ฟจนเตม็ ไดไ้ วกวา่ ราคาก็แพงกว่าแบตเตอรชี่ นิดอ่ืน - ลเี ทียม-โพลเิ มอร์ (Lithium-Polymer) LiPo แบตเตอรป่ี ระเภท Lithium Polymer ไดถ้ ูกพฒั นาขน้ึ การออกแบบครั้งแรกไดร้ วม อิเล็กโทรไลท์-โพลิเมอร์ ในรปู แบบ แข็ง และ แหง้ คล้ายกบั ฟิลม์ พลาสติก ทำให้ผลออกมาคอื รปู ร่างจะคล้ายๆกับ บตั รเครดติ (มี ลกั ษณะบาง) ในขณะท่ียงั คงมีความสามารถในการคงอายุการใชง้ าน ท่ดี ี นอกจากนี้ แบตเตอร่ปี ระเภทน้ี ยังมคี วามเบา และถูกปรับปรุง ให้มคี วามปลอดภัยสูงยงิ่ ข้ึน อย่างไรกต็ าม แบตเตอรี่ประเภทนี้มี ราคาทส่ี งู กวา่ Lithium Ion และมีความหนาแน่นของแบตเตอร่ีน้อย กว่า Lithium Ion 2. แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนฟอสเฟต (Lithium Iron Phosphate)(LiFePO4) - แบตเตอรล่ี ิเทียมไอออนฟอสเฟต (Lithium Iron Phosphate)(LiFePO4) เป็นแบตเตอร่ีที่ พัฒนามาจากแบตเตอรลี่ เิ ทียมไอออน (Lithium - Ion Battery) ทนต่อความร้อนทีเ่ กดิ จากปฏกิ รยิ าเคมี ซง่ึ สามารถให้ พลังงานท่ีสูงกวา่ ไมเ่ ป็นพษิ มีอายุการใช้งานท่ีมากกวา่ แบตเตอรี่รุ่นเก่า ราคาสูง

14 การนำแบตเตอร่ี 18650 ไปใช้งาน มกี ารใช้งานแตกตา่ งกันอย่างไร หวั แบน (Flat), หวั นนู (Tip), หวั นนู มวี งจรปอ้ งกัน (Tip with Protected Circuit) 1. แบตเตอรี่ หัวแบน (ยาว 65.0 mm) เหมาะสำหรบั ไฟฉายแรงสูง, พัดลมพกพา, บุหรี่ไฟฟา้ , สวา่ นไฟฟา้ , นำไปบดั กรี, ใสใ่ นPowerBank, ใส่ Notebook รนุ่ เกา่ , ทำ Spot Welding เชอ่ื มตอ่ กนั เป็นวงจรขนาน หรือวงจร อนุกรม และ อ่ืนๆ 2. แบตเตอร่ี หัวนูน (ยาว 67.0 mm) เหมาะสำหรบั ไฟฉายแรงสงู , พดั ลมพกพา (พัดลมบางรนุ่ ใสแ่ ลว้ แนน่ แนะนำใหใ้ ช้แบตหวั แบน แทน), บหุ รี่ไฟฟ้า, สปอตไลท์, ลำโพง bluetooth และอนื่ ๆ 3. แบตเตอรี่ หวั นูนมีวงจรปอ้ งกนั (ยาว 69.5 mm) เหมาะสำหรบั ไฟฉายแรงสงู และอปุ กรณ์ไฟฟา้ ท่ีมสี ปริงยดื หดได้สูง เพราะวงจรป้องกันจะยาวกวา่ มาตราฐานเดมิ คือ 65 mm อีก 4.5 mm รวมเปน็ 69.5 mm ตอ้ งวดั เคร่ืองใช้ใหด้ ีวา่ ใส่ไดไ้ ห วิธีการอา่ นขนาดแบตเตอร่ลี ิเธยี มไอออน (Li-ion) แบตเตอรเ่ี บอร์ 18650 แยกตัวเลขเปน็ 2 ส่วน ตามมาตราฐาน คอื 18 - 650 18 คือ เสน้ ผา่ ศนู ย์กลาง= 18.0 มลิ ลเิ มตร (mm) 650 คือ ความยาว = 65.0 มิลลิเมตร (mm)

15

16 ตารางแสดงคา่ ตวั แปรมาตรฐานของแบตเตอรที่ ใี่ ชล้ เิ ทียมเปน็ พนื้ ฐาน

17 3.ส่วนประกอบหลกั ของรถจักรยานยนตไ์ ฟฟ้า อุปกรณห์ ลกั ของรถจักรยานยนตไ์ฟฟ้า สั าณกันขโมย หนา้ จอไมล์ดจิ ติ อล กลอ่ งควบคุม รีเลย์ไฟเล้ียว กลอ่ งลดแรงดันไฟดีซี คันเรง่ ( ) ก่อนบิดคันเร่ง ใหก้ ดปมุ หลงั จากน้ันคอ่ ย ๆ บิดคนั เร่ง เพอ่ื เชค็ ดวู า่ ใชง้ าน คนั เบรก สาหรับชะลอความเรว็ หรือหยดุ การเคล่ือนทข่ี องรถจักรยานยนต์ไฟฟา้ ไดต้ ามปกติหรือไม่ ตาแหน่งเกยี ร์ คันเบรกหนา้ คันเบรกหลัง ตาแหน่งเปดไฟสูง -ตา่ ตาแหนง่ เลอื กเปดไฟส่องสว่าง ตาแหนง่ เปดไฟเล้ียวซา้ ย- ขวา การขบั ขี่แบบสปอร์ตท่ีมีแรงบดิ เพม่ิ ขน้ี แตร

18 . กลอ่ งควบคุม เป็นชุดควบคุม DC motor , Hub Motor (Brushless) และส่งคำสั่งต่างๆ เช่น ทิศทาง ความเร็ว รวมถงึ แรงบิด เพ่ือกำเนิดสัญญาณหน่งึ หรือมากกว่านน้ั เพื่อขับเคลอ่ื นมอเตอร์ 2.กล่องลดแรงดันไฟดซี ี [DC to DC Converter Step-Down] [Down Regulator] DC to DC Converter ทำหนา้ ทีแ่ ปลงแรงเคล่อื นของไฟฟ้าแรงเคลื่อนสูงจากแบตเตอรี่ลเิ ทยี มไอออน เป็นไฟฟ้าแรงเคลอ่ื นต่ำ 12 Volt เพ่อื ทำการจา่ ยให้ระบบไฟฟ้าทีใ่ ช้แรงเคล่ือน 12 Volt เช่น อุปกรณ์ ของระบบไฟเรือนไมล์ และระบบไฟสัญญาณ 3.สั าณกนั ขโมย ตรวจเชค็ สัญญาณกันขโมย ดว้ ยการกดล็อค และลองขยับรถ ถ้าหากมเี สียงดงั ข้ึนแสดงว่าใช้งานไดป้ กติ 4.แบตเตอร่ีลิเทียม เปน็ อุปกรณท์ ใ่ี ชเ้ ก็บพลังงานไฟฟา้ โดยจะรับกระแสไฟฟ้า เกบ็ ไฟฟ้าไวแ้ ละจา่ ย ออกมา ให้ใช้ในเวลาที่ ปัจจุบันเทคโนโลยีแบตเตอร์รี่ลิเทียม ไดเ้ ขา้ มาในท้องตลาดมากข้ึน มีขนาดเล็ก ลงและจ่ายกระแสไดม้ ากข้ึน 5.รีเลย์ไฟเลย้ี ว จะทำหน้าที่สง่ สญั ญาณไฟดว้ ยการกระพริบ 6.กล่องลดแรงดนั ไฟดีซี ใชล้ ดแรงดนั จากแรงดนั สูงใหต้ ่ำลง ใช้สำหรับตอ่ อุปกรณช์ าร์จมือถือ 7.สวติ ช์กุ แจ 8.ฮบั มอเตอร์ (Hub Motor หรือ Brushless DC Motor) หรือมอเตอร์ดุมล้อ ซึ่งจะไม่มี ชุดแปรง ถ่าน มอเตอร์แบบนี้จะติดตั้งอยู่ที่ศูนย์กลางของล้อหรือดุมล้อ โดยมอเตอร์แบบนี้จะมีราคา สูงกวา่ แบบมีแปรงถ่านและวงจรของชุดควบคุมจะมีการทำงานทซี่ ับซ้อนกว่า โดยภายในมอเตอร์ชนิด นี้จะมีขดลวดอยู่ 3 ชุดแต่ละชดุ จะประกอบด้วยขดลวดหลายขดและมกี ารป้อนกลับของสญั ญาณจาก Hall Sensor ทั้งหมด 3 ตัว จะทำงานในระดับ Low และ High ตามขั้วของแม่เหล็ก โดย Hall Sensor นจี้ ะวางลกั ษณะใกล้ๆกนั ซ่ึงมุมของเฟสไฟฟา้ แตกต่างกนั 9.เซอร์กิตเบรกเกอร์ DC ใช้เพื่อป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ทำหน้าท่ี ตัดและตอ่ วงจรไฟ 0.เรือนไมลด์ จิ ติ อล จะคอยแจ้งเตือนระดบั ความเร็วท่ีเพ่ิมขึ้นตามเกียรท์ เี่ ลือก ระดบั แรงดนั ของ แบตเตอร่ี จำนวนระยะทาง วัดความเรว็ การเคลื่อนที่ของรถจักรยานยนต์ไฟฟา้

19 4.ไฟฟ้าเบอ้ื งต้น ชนิดของไฟฟา้ 1. กระแสไฟฟ้าที่นำมาใช้ในรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า สามารถแบ่งได้เป็น 2 แบบ ดงั น้ี 1.1. ไฟฟา้ กระแสตรง (Direct Current ; DC) 0 1.2 ไฟฟา้ กระแสสลับ (Alternating Current ; AC) + - 0 2. แบบของวงจรไฟฟ้า 2.1 วงจรอนุกรม

20 2.2 วงจรขนาน ข้อควรรู้ทางไฟฟ้าเบือ้ งต้น 1. A = Amp 2. 1000 mA = 1 A 3. ความจแุ บตเตอร่ี มหี นว่ ยเป็น mAh คือ มลิ ลแิ อมปช์ ั่วโมง หมายถงึ ประมาณกระแสหน่วย มิลลิแอมป์ท่ีใช้ไปแลว้ จำนวณเวลาหน่วยชัว่ โมง เช่น แบตเตอรก่ี ้อนนี้หากจ่ายไฟกระแส 5 mA จะจ่ายได้ 10 h (ช่ัวโมง) แสดงวา่ แบตเตอร่ีก้อนนีม้ คี วามจุ 5(mA) x 10(h) = 50 mAh เป็นตน้ 4. หรอื อาจเปน็ หน่วย Ah คือ แอมป์ชว่ั โมง เชน่ แบตเตอร่ีก้อนน้หี ากจา่ ยกระแส 0.5 A จะจา่ ย ได้ 5 h แสดงว่าแบตเตอรี่ก้อนนมี้ คี วามจุ 0.5(A) x 5(h) = 2.5Ah หรือเท่ากับ 2500 mAh 5. หรืออาจเป็นหนว่ ย Wh คือ วัตต์ชั่วโมง เช่นแบตเตอร่กี ้อนนหี้ ากจา่ ยกำลังให้อุปกรณ์ 3 W จะจา่ ยได้ 20 h แสดงวา่ แบตเตอรี่ก้อนน้มี ีความจุ 3 (W) x 20 (h) = 60 Wh 6. แตห่ ากจะแปลงให้เปน็ mAh เราต้องทราบแรงดนั ของแบตเตอรท่ี ใ่ี ช้ เชน่ 5V แสดงวา่ แบตเตอร่ีกอ้ นน้จี า่ ยกระแสให้อปุ กรณ์เทา่ กับ (จาก I=P/V) 3W / 5V = 0.6 A = 600 mA สตู รการคำนวณที่ควรรู้ P = IE I = P/E E = P/I P คอื กำลงั ไฟฟา้ มหี น่วยเปน็ วัตต์ E คอื แรงเคลื่อนไฟฟ้า มีหนว่ ยเป็นโวลต์ I คือ กระแสไฟฟ้า มหี นว่ ยเป็นแอมแปร์

21 ข้อมลู จำเพาะรถจกั รยานยนต์ ไฟฟา้ 60 20

22 สตู รการคำนวณหากำลงั ไฟฟ้าแบตเตอร่ี (P1) P=VxI P = 60 V x 20 Ah = 1200 Wh = 1.2 KWh กำลงั ไฟทชี่ ารจ์ แบตเตอรล่ี ิเทียม (P2) P=VxI P = 67.2 V x 8 Ah = 537.6 Wh = 0.5376 KWh คำนวณหาจำนวนระยะเวลาของแบตเตอร่ี 60 20Ah t = P1/P2 P = 1.2 / 0.5376 = 2.23 h คิดคา่ ใช้ไฟฟา้ ของแบตเตอร่ี 60 20Ah ตอ่ การชารจ์ ครัง้ 1.20 KWh = 1.20 หน่วย(ยนู ติ ) อตั ราการคดิ ค่าไฟฟา้ เฉลี่ยยูนติ 4 บาท อัตราการคิดคา่ ไฟฟา้ = 4 x 1.20 60 Km/h = 4.80 บาทต่อ 1 การชาร์จ

23 คำนวณหาระยะทางของรถจกั รยานยนต์ไฟฟา้ สูตรเส้นรอบวง = 2πr =πD จากขอ้ มูลและสเปกของฮบั มอเตอร์ 60V1000W สภาวะที่ Rate Load มคี วามเร็วรอบ 750 รอบ/นาที หากใช้ลอ้ ขนาด 10“ยาง 6 จะมีเส้นรอบวง =2πr (2x3.142x8) = 50.272 นว้ิ (1 เมตร เทา่ กับ 39.3701 นวิ้ ) หรอื (50.272/39.37 = 1.277 เมตร) และอตั ราสว่ นมอเตอร์และล้อ 1:1 (มอเตอร์หมุน 1 รอบ ล้อหมุน 1 รอบ) ฉะน้นั ใน 1 นาที ลอ้ จะหมุนเทา่ กับ 750 รอบ ได้ระยะทาง 750 X 1.277 = 957.68 เมตร/นาที ในเวลา 1 ช่วั โมง รถจะวง่ิ ไดร้ ะยะทางเท่ากบั 957.68 X 60 = 57460.86 เมตร (57.460 กม/ชม) วธิ ีคิดคำนวณจำนวนแบตเตอร่ลี เิ ทียม 60V 20Ah คิดคำนวณทีแ่ บตเตอรีล่ เิ ทียมมแี รงดันต่ำ 60V / 3.2 = 18.75 = 19 กอ้ น จะใช้แบตเตอรีล่ เิ ทียมจำนวน 19 ก้อน หรอื 19S มแี รงดันไฟฟา้ = 19X3.2 = 60.08 V ถ้าคิดคำนวณทีแ่ บตเตอร่ีลิเทยี มมีแรงดันสงู Max 60V / 3.65 = 16.44 = 17 ก้อน จะใช้แบตเตอรลี่ เิ ทียมจำนวน 17 กอ้ น หรอื 17S มีแรงดนั ไฟฟา้ = 17X3.65 = 62.05 V

24 วิธีการต่อแบตเตอรล่ี ิเทยี ม ( Battery Li - ion) สั ลกั ษณ์/ความหมาย S = Series คือการต่อแบตเตอรี่แบบอนกุ รม P = parallel คอื การต่อแบตเตอรี่แบบขนาน 1S หมายถึง cell แบตเตอรีล่ ิเทียม 1 cell จะได้โวลต์ 3.7V (หรอื 4.2V เม่ือไม่มีโหลด) 2S หมายถงึ มี cell แบตเตอร่ีลิเทียม 2 cells ตอ่ อนุกรมกัน จะได้โวลต์ 3.7 x 2 = 7.4 V (หรือ 8.4V เม่ือไม่มโี หลด) 3S หมายถงึ มี cell แบตเตอรี่ลเิ ทยี ม 3 cells ตอ่ อนกุ รมกัน จะได้โวลต์ 3.7 x 3 = 11.1V (หรอื 12.6V เม่ือไมม่ โี หลด) 1P หมายถึงไมม่ ีการขนาน cell (แบตเตอรี่ลิเทยี มมี cell เดียว) 2P หมายถงึ ขนาน cell แบตเตอรี่ลเิ ทียม 2 cells จะได้ความจุเปน็ 2 เทา่ เช่นความจุ แบตเตอรี่ cell ละ 1,000mAh เมอื่ ขนาดจะไดค้ วามจรุ วมเปน็ 2,000 mAh วิธีการคานวณการต่อแบตเตอรลี่ ิเทยี ม ( Battery ) จะต้องอาศัยหลกั การของการต่อ Battery แบบขนาน แบบอนกุ รม และแบบผสมดงั น้ี การตอ่ Battery แบบอนกุ รม การตอ่ Battery แบบอนุกรม จะทำให้ได้กระแสไฟฟ้าเท่าเดมิ แต่จะได้แรงดันไฟฟ้าเทา่ กับ แรงดนั ไฟฟ้าของแต่ละก้อนบวกกัน เช่น Battery 3.6V 3400 mA สามก้อนมาต่ออนกุ รม เราจะได้ Battery ขนาด 14.4 V 3400 mA (3.6 v + 3.6 V + 13.6 V = 3.6 V) ลักษณะการต่อคือเอาข้วั บวกของ Battery ไปต่อกับขวั้ ลบของ Battery อกี ก้อน ต่อกนั ไปแบบนี้ ดงั รูป กำลังไฟฟ้าทัง้ หมด (P) = VI เซลล์ 3.6V X 3,400mAh = 12.24 KWh

25 การต่อ Battery แบบขนาน การต่อ Battery แบบขนาน จะทำให้ไดแ้ รงดนั เท่าเดิม แต่จะได้กระแสไฟฟ้าเท่ากับกระแสไฟฟา้ ของ แตล่ ะก้อนบวกกนั เชน่ Battery 3.6V 3400 mA สกี่ ้อนมาต่อขนานกนั เราจะได้ Battery ขนาด 3.6V 13600 mA (3400 A + 3400 mA + 3400 mA + 3400 mA = 13600mA) ลักษณะการต่อคือเอาขัว้ บวกของ Battery แต่ละกอ้ นมาเช่ือมต่อรวมกัน และนําเอาขว้ั ลบของ Battery แตล่ ะกอ้ นมาเชอื่ มต่อรวมกันแบบนี้ ดังรูป การตอ่ Battery แบบผสม การตอ่ Battery แบบผสม คือการนําทั้งสองแบบ(แบบอนุกรม และแบบขนาน) มาต่อรวมกนั ซึ่งจะ ได้ แรงดนั ไฟฟา้ และกระแสเพิม่ ข้นึ ตามน้ี 18650 - 2S2P

26 วงจรควบคมุ แบตเตอรี่ลิเทียม กลอ่ งควบคมุ 60 V + + - - วงจรแหลง่ จา่ ยไฟเข้ากล่องควบคมุ ฮบั มอเตอร์ กลอ่ งควบคุม U U V V W W ฮบั มอเตอร์ วงจรฮับมอเตอร์เข้ากล่องควบคุม กล่องควบคุม + - สัญญาณ U สัญญาณ V สัญญาณ W วงจร Hall Sensor เข้ากล่องควบคมุ แบตเตอรี่ลิเทียม DC to Dc 60 V + + - - 12 DCV วงจรแปลงแรงดันสูงลดลงมาเป็น 2 DCV

27 ตารางเทยี บขนาดสายไฟ AWG

28 จักรยานยนต์ไฟฟา้ กาลงั มอเตอร์ไฟฟา้ ( ) ความเร็วสูงสุด (กม. ชม.) ระยะทางขับขส่ี งู สุด ( กม.) 000 60 60 750 45 70 2 000 55 100 3 000 82 110 7 000 130 180 ขนาดแรงดนั กระแสของแบตเตอรจ่ี กั รยานยนต์ไฟฟ้า ขนาดแบตเตอรี่ กาลงั มอเตอร์ไฟฟ้า ( ) ระยะทางขบั ขีส่ งู สดุ ( กม.) 60 2 1 500 30 40 60 20 1 500 50 60 1 500 60 80 2 60 2 1 500 120 130 2 60 25 กาลังมอเตอร์ไฟฟา้ ( จกั รยานไฟฟ้า 250 ) 48 ความเร็วสูงสดุ (กม. ชม.) 25-30 500 30-40 000 35-55 500 45-65 3 000 00 7 000 30 000 20

วงจรต่อ BMS Li - ion 29 2 3 4

30 วงจรต่อ BMS LePo4 ( ) จะมอี ยู่ดว้ ยกัน 2 แบบท่ี คือ 1. 2. - แบบ โดยจะนํากระแสไฟไปใช้งานจากตาํ แหน่ง และ - อีกทั้งกเ็ ปน็ ตาํ แหนง่ เดียวกนั สาํ หรบั การชารจ์ ดว้ ย รูปแบบวงจรแบบอนุกร ม แบบ โดยตาํ แหน่งต่อนาํ กระแสไฟไปใชง้ านกบั ตําแหน่งชาร์จอยู่ คนล่ะตาํ แหนง่ ซ่ึงตาํ แหนง่ - สําหรบั ตอ่ นําไปใชง้ านกบั โหลด และตําแหน่ง - สําหรบั การชารจ์ หา้ มตอ่ ผดิ ตําแหนง่ เนื่องจากทํางานคนละ่

31 3.7 3000 ใบงานท่ี 3.7 3000 การต่อวงจรพน้ื ฐาน 3.7 3000 ขอ้ ท่ี 1 3.7 3000 3.7 3000 3.7 3000 แรงดนั = กระแส = กําลังไฟฟา้ = ข้อท่ี 2 3.7 3000 ขอ้ ท่ี 3 3.7 3000 3.7 3000 แรงดัน = กระแส = กาํ ลังไฟฟ้า = 3.7 3000 3.7 3000 3.7 3000 3.7 3000 3.7 3000 3.7 3000 แรงดัน = กระแส = กาํ ลังไฟฟ้า =

32 ใบงานที่ 2 งานเดนิ สาย Battery Management System (BMS) ขอ้ ท่ี 1 BMSแบบ ขอ้ ท่ี 2 BMSแบบ ข้อท่ี 3 BMSแบบ ข้อท่ี 4 BMSแบบ

33 ใบงานท่ี 3 การออกแบบรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า ข้อที่ 1 แบตเตอรี่ลเิ ทียมขนาด 72V 30Ah ต้องใช้แบตเตอรีล่ ิเทียมไอออนจำนวนเท่าไหรใ่ นการแพ็ค ตอบ ก้อน S ขอ้ ที่ 2 จากข้อมูลสเปกของฮับมอเตอร์ 48V800W สภาวะที่ไรโ้ หลดจะมีความเร็วรอบ 266.1 rpm หากใช้ลอ้ ขนาด 24 นิว้ จงหาระยะทางได้ก่ี Km/h โดยใช้สตู รเสน้ รอบวง = 2πr =πD (1 เมตร เท่ากบั 39.3701 นิ้ว) ตอบ Km/h

34 ใบงานท่ี 4 ตรวจจสอบสั าณกลอ่ งควบคมุ control box control box สัญญาณเตือนกนั ขโมย Hall Sensor สี............ สี............ สี............ สี............ ส.ี ........... คันเร่ง กราวนด์ S P ตำแหน่ง รอบตำ่ ส.ี ........... เกียร์ 1 ไฟจา่ ย เรือนไมล์ สี............ สี............ สี............ ส.ี ........... ไฟเลย้ี ง ระบบ คนั เรง่ สัญญาณ ตำแหน่ง รอบสูง ไฟเบรก เกยี ร์ 3