เทคโนโลยียานยนต์ไฟฟ้า

Electric Taxi Service เริม่ ใชบ ริการไดตั้งแตว ันท่ี 9 กนั ยายน 2561 เปนตน ไป ต้งั เปา ใหบ รกิ าร 101 คนั แรกภายในป 2561 51 ทม่ี า: https://www.grab.com/th/blog/electric-vip-taxi/

Autonomous vehicle o หมายถงึ ยานยนตท ส่ี ามารถขบั เคลอ่ื นไดดวยตนเอง ไปยังเปาหมายทเ่ี ฉพาะเจาะจงใน สภาพการจราจรจริง โดยไมม ีการแทรกแซงจากคนขับ  Sensor  IoT  AI  Big data analytics 52

Autonomous vehicle ระดับของยานพาหนะไรค นขบั มี 6 ระดบั ดงั นี้ o ระดับท่ี 0 : มนุษยข ับเคล่อื นยานพาหนะเอง (ยานพาหนะสวนใหญอ ยูใ นระดับน้ี ) o ระดับท่ี 1 : ยานพาหนะเร่มิ ชวยมนษุ ยขับเคล่อื นบา ง (มีเซ็นเซอรค อยเตอื นเมือ่ ขบั ออกนอกเลน ชวยในการเบรกกะทนั หนั เปนตน ) o ระดับที่ 2 : ยานพาหนะขับเคลอ่ื นไดเ องบางสว น (ควบคุมพวงมาลยั เรงเครื่อง เบรก ไดพ รอ มกนั และจอดเขา ซองไดเอง) o ระดบั ท่ี 3 : ยานพาหนะขบั เคลอ่ื นไดเ องเปนสวนใหญ โดยมมี นุษยค อย Support และแกไขสถานการณอ ยหู ลงั พวงมาลัย o ระดบั ท่ี 4 : ยานพาหนะขบั เคลอ่ื นไดเ องแบบสมบูรณ โดยมนุษยไ มตอ ง Focus อยู หลงั พวงมาลยั แตอาจตองเขาควบคุมยานพาหนะในบางสถานการณท ฉ่ี กุ เฉนิ o ระดบั ท่ี 5 : ยานพาหนะสามารถขับเคล่ือนไดเองแบบสมบรู ณพ รอ ม โดยไมตอ งมที นี่ ่ัง สาํ หรบั คนขับ ไมตองมีพวงมาลัย มเี พยี งที่นั่งสาํ หรบั ผโู ดยสาร 53

The Future of Automated driving ทม่ี า: https://www.vda.de/ 54

The Future of Automated driving ทม่ี า: https://www.vda.de/ 55

Autonomous vehicle ท่ีมา: https://labs.sogeti.com/driverless-cars-ultimate-use-case-telecom-industry/ 56

Autonomous vehicle ทม่ี า: https://www.selfdrivingcars360.com/google-self-driving-car/ 57

Autonomous vehicle ทม่ี า: https://apollo.auto/robotaxi/index.html ทมี่ า: https://waymo.com/waymo-one/ 58

สว นประกอบหลกั ของระบบสง กําลงั Key Powertrain Electric machine Components Power electronic Energy management system Energy storage system 59

เคร่อื งจักรกลไฟฟา (Electric Machine: EM) ท่มี า: N. Qin, Electric Vehicle Architectures, EV and Technology Workshop, 2016 60

เคร่ืองจักรกลไฟฟา (Electric Machine: EM) ทมี่ า: https://www.evdriven.com/ 61

ลักษณะสมบัติของมอเตอรทีใ่ ชในยานยนตไฟฟา o มีคา ความหนาแนนของแรงบิดและกําลงั สูง o มยี า นแรงบดิ ความเร็วรอบกวาง o มปี ระสิทธภิ าพสงู ตลอดยา นแรงบดิ ความเร็วรอบ o มีความคงทนและความนาเชอ่ื ถือ o ตน ทนุ ในการผลิตและคา บาํ รุงรักษาตํา่ ทมี่ า: K. M. Sidorov V. E. Yutt, A.G. Grishchenko and T.V. Golubchik. (2018). “Practical implementation of the concept of converted electric vehicle with advanced traction and dynamic performance and environmental safety indicators, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 315 : 1-9. 62

กรณีศกึ ษา Direct-drive motor ท่มี า: https://www.danatm4.com/ 63

กรณีศกึ ษา ทมี่ า: ZF Friedrichshafen AG, “Electric Bus Drive Systems by ZF”, 2017 64

กรณีศกึ ษา ทมี่ า: ZF Friedrichshafen AG, “Electric Bus Drive Systems by ZF”, 2017 65

อเิ ลก็ ทรอนกิ สกําลงั (Power Electronic: PE) o อินเวอรเ ตอร (Inverter) o แปลงไฟฟากระแสตรงเปน ไฟฟากระแสสลับ (DC to AC) o คอนเวอรเ ตอร (Converters) o เพ่ิม/ลด แรงดันไฟฟา กระแสตรง (DC to DC) o ตัวเรียงกระแส (Rectifiers) o แปลงไฟฟา กระแสสลบั เปนไฟฟา กระแสตรง (AC to DC) ทมี่ า: C. Castro,T. Reiter, D. Graovac, and A. Christmann, Application requirements for automotive power modules, 2011 66

อเิ ล็กทรอนกิ สกําลงั (Power Electronic: PE) www.deltathailand.com 67

อิเล็กทรอนิกสกาํ ลงั (Power Electronic: PE) 68

อิเล็กทรอนิกสกาํ ลงั (Power Electronic: PE) 69

ระบบการจดั การพลงั งาน (EMS) EMS ใชก ารควบคมุ ฮารดแวรและซอฟตแ วรเพอื่ เพม่ิ ประสทิ ธภิ าพการใชพ ลงั งานและ ความสามารถในการขบั ขี่ o Software-based high level supervisory control (HLSC) ทมี่ า: N. Qin, Electric Vehicle Architectures, EV and Technology Workshop, 2016 70

ระบบกกั เกบ็ พลงั งาน (ESS) o ระบบกกั เกบ็ พลงั งานควรเปน แบตเตอร่ี ตวั เกบ็ ประจุยง่ิ ยวด (supercapacitor or ultracapacitor) และถังไฮโดรเจนสาํ หรบั เซลลเช้อื เพลิง o ชนิดของแบตเตอร่ีท่ใี ชใน EV ไดแก Lead-acid, Nickel-metal hydride, Lithium ion ท่ีมา: https://www.thecarconnection.com/ ทีม่ า: https://www.autoblog.com ท่ีมา: http://www.i-sis.org.uk/ 71

แบตเตอรี่ o แบตเตอร่ีทีน่ ิยมใชในรถยนตม ีท้งั สน้ิ 3 ประเภท คอื แบตเตอรตี่ ะก่ัว แบตเตอร่ี นิกเกลิ และแบตเตอรล่ี เิ ทยี ม o แบตเตอรี่ลเิ ทียมมีคุณสมบตั ทิ เี่ หมาะกับการนํามาใชงานในยานยนตไฟฟามากท่สี ดุ เนอื่ งจากคณุ สมบัตดิ า นความหนาแนนพลังงานที่สูง ซง่ึ แบตเตอรีล่ เิ ทยี มมขี นาด และน้ําหนักนอ ยกวา แบตเตอร่ีตะกั่วและแบตเตอรนี่ กิ เกิล ทีม่ คี วามจเุ ทากัน ท่มี า: ความรูยานยนตไฟฟา เบ้ืองตน, สถาบันยานยนต, 2555 72

แบตเตอรล่ี เิ ทยี ม o ความจพุ ลงั งานจําเพาะ (Specific Energy); Wh/kg o กําลังไฟฟาจาํ เพาะ (Specific Power); W/kg o ความปลอดภัย (Safety) o สมรรถนะ (Performance) LCO LMO NMC o อายุในการใชงาน (Life Span) Nissan Leaf o ตน ทุน (Cost) Chevy Volt BMW i3 LCO : Li-cobalt LFP NCA LTO LMO : Li-manganese NMC : Li-nickle manganese cobalt LFP : Li-iron phosphate Proterra BYD Electric Bus Tesla Model S Electric Bus NCA : Li-nickle cobalt aluminum LTO : Li-titanate โดยทั่วไปจะแบง ตามวสั ดุทใี่ ชทาํ ขวั้ บวก สวนขว้ั ลบทาํ จากแกรไฟตเ ปนหลกั แตจะมปี ระเภท LTO ทแี่ ตกตา งออกไป คือ มีข้วั ลบเปนลิเทยี มไททาเนต ท่มี า: N. Qin, Electric Vehicle Architectures, EV and Technology Workshop, 2016 73

แบตเตอร่ี 74 Cells Types ตัวอยาง รูปทรงท่เี ลอื กเปน 18650 18 คือ ขนาดเสนผา นศนู ยก ลาง (mm) 65 คือ ความยาว (mm) 0 คอื รูปทรงกระบอก ท่ีมา: https://www.greenstart.it/silicio-nelle-batterie-del-futuro-14297

Charge/discharge rate o อตั ราการอัดหรือคายประจุ หรอื C-rate คือ คากระแสท่ใี ชใ นการอัดหรือคายประจุ ของแบตเตอร่ี โดยเทียบกับความจุ (capacity) ของแบตเตอรนี่ ัน้ ๆ o ตวั อยางเชน สําหรบั แบตเตอรี่ทม่ี คี วามจุ 100 Ah การอดั หรือคายประจุดว ยอัตรา 1C จะตอ งใหกระแสแกแ บตเตอร่ี (ถาอัดประจุ) หรอื ดึงกระแสจากแบตเตอร่ี (ถาคาย ประจุ) เทา กบั 100 A และกวาท่ีจะอดั ประจุจนเต็ม (จากแบตเตอรีท่ ่หี มด) หรอื คาย ประจุจนหมด (จากแบตเตอรเ่ี ต็ม) จะใชเ วลา 1 ชั่วโมง o การอดั หรือคายประจทุ อี่ ตั รา 2C ตองใชกระแส 200 A (100 A x 2) เปน เวลา 30 นาที (1 ช่วั โมง ÷ 2) สวนอัตรา C/4 คือการอัดหรือคายประจุดว ยกระแส 25 A (100 A ÷ 4) โดยใชเ วลา 4 ช่วั โมง (1 ชว่ั โมง x 4) เปน ตน 75

Discharge characteristics ทีม่ า: https://www.mpoweruk.com/ ท่ีมา : http://www.diamec.com.hk/e/customize/content/handling_4.asp 76

Charge characteristics ท่มี า: https://www.fveaa.org/forums/index.php?topic=1302.0 77

ระบบการจัดการแบตเตอร่ี o Battery Management System : BMS คือ ระบบบริหารจัดการหรือควบคุม แบตเตอรเ่ี พ่ือใหบรรลุวตั ถุประสงค ดังนี้ o เพื่อเฝา ตรวจการทํางานของแบตเตอรี่ o เพอ่ื การปองกนั แบตเตอรี่ o เพือ่ ประมาณคาสถานะของแบตเตอรี่ o เพ่อื ใหแบตเตอร่ีทํางานไดอยา งมีประสทิ ธภิ าพสงู สดุ o เพื่อแสดงผลหรอื รายงานคา พารามเิ ตอรใ หผ ูใ ชงาน หรือ สงผานสูอปุ กรณภ ายนอก ทม่ี า: https://www.lithiumbalance.com/ 78

การสมดลุ เซลล o Passive Balancing o ใชสวติ ชและความตา นทานเพอ่ื ดสิ ชารจ ประจสุ วนเกนิ ของเซลลอ อกไป o เกดิ ความสญู เสียทางไฟฟา o แรงดนั ของเซลลเทากับเซลลท่ีมีแรงดนั ต่ําสดุ o เปนแบบทใี่ ชก นั แพรหลายทส่ี ุด o Active Balancing o ยา ยประจสุ ว นเกินของเซลลไ ปยงั เซลลอ่นื ๆ ในโมดูล o ในอดุ มคติไมมคี วามสญู เสยี o ประสิทธภิ าพสงู กวา แบบ Passive o วงจรมีขนาดใหญ ซบั ซอน ราคาแพง 79

Battery pack topology o การออกแบบแบบอนกุ รม/แบบขนาน โดยทว่ั ไปจะพจิ ารณาจากปจจัยทาง เศรษฐศาสตรและความปลอดภยั o Modules จะนอยกวา 50 V เพอ่ื ความปลอดภยั o Packs จะนอ ยกวา 600 V o เชน โมดลู “3P6S” 18 cells: 3 in parallel and 6 in series. Parallel-cell modules (PCM) Series-cell modules (SCM) Vpack = Ns x Vcell Ipack = Np x Icell ท่มี า: G. Plett, Battery Management and Control, Lecture notes, ท่มี า: N. Omar et. al, (2012) “Standardization Work for BEV University of Colorado, 2015 and HEV Applications: Critical Appraisal of Recent Traction Battery Documents.”, Energies. Vol.5 No.1 : 138-156 80

Nissan LEAF 81 ที่มา: https://www.nissan.co.th ที่มา: โครงการศึกษาวิจยั ถอดแบบช้นิ สว นยานยนตไฟฟา , สถาบันยานยนต, 2561

การจดั การแบตเตอรีท่ ่ีใชแ ลว ท่มี า: https://www.thaiauto.or.th/ 82

การอดั ประจุไฟฟา ท่มี า: คมู ือประกอบกิจการสถานอี ดั ประจไุ ฟฟา สาํ หรับยานยนตไ ฟฟา (EV), คณะกรรมการกํากบั กิจการพลงั งาน (กกพ.), 2561 83

เทคโนโลยีของอปุ กรณป ระจไุ ฟฟา ท่มี า: https://www.mpoweruk.com/ 84

Charging Levels defined by SAE J1772 https://www.emobilitysimplified.com/2019/10/ev-charging-levels-modes-types-explained.html 85

Charging modes defined by IEC 61851-1 https://www.emobilitysimplified.com/2019/10/ev-charging-levels-modes-types-explained.html 86

Charging connector types defined by IEC 62196-2 & 3 https://www.emobilitysimplified.com/2019/10/ev-charging-levels-modes-types-explained.html 87

Charging connector types 88

Connection Case http://www.ksterminals.com.tw/eng_certification5.asp 89

การติดต้ังเคร่อื งอดั ประจไุ ฟฟา 90

การติดต้ังเคร่อื งอดั ประจไุ ฟฟา 91

รปู แบบการอัดประจุไฟฟาในอนาคต ทีม่ า: ABB co., ltd 92

รูปแบบการอดั ประจุไฟฟาในอนาคต ที่มา: https://www.eetasia.com/qualcomm-sells-wireless-ev-charging- technology-to-witricity/ Wireless Power Transfer ทม่ี า: https://www.tweaktown.com/news/57646/qualcomm- demonstrates-dynamic-wireless-vehicle-charging/index.html 93

แนวโนม การพฒั นาเทคโนโลยยี านยนตไ ฟฟา www.deltathailand.com 94

แนวโนม การพฒั นาเทคโนโลยยี านยนตไ ฟฟา ทีม่ า: https://www.thaiauto.or.th/ 95

ท่ีมา: https://www.thaiauto.or.th/ 96

แนวโนมการพัฒนาเทคโนโลยยี านยนตไ ฟฟา ท่ีมา: http://www4.egat.co.th/ 97

แนวโนมการพัฒนาเทคโนโลยยี านยนตไ ฟฟา ทีม่ า: https://www.facebook.com/pg/cherdchaicorporation/posts/ 98

แนวโนมการพัฒนาเทคโนโลยยี านยนตไ ฟฟา ทม่ี า: https://www.sut.ac.th/ 99

แนวโนม การพฒั นาเทคโนโลยยี านยนตไ ฟฟา https://www.facebook.com/AsiaTechnologyIndustry/videos/426209171573979/?t=11 ท่ีมา: CU. Smart Mobility Research Center 100