HYBRIDCARS

รถยนต์H Y B R I D นายคณุ าสิน จทู อง สาขาวิชายานยนต์ วทิ ยาลยั เทคนคิ สโุ ขทยั

รถยนตไ์ ฮบรดิ (HYBRID CARS)เพือ่ การเดินทางทป่ี ระหยัดน้ามนั และเป็นมติ รต่อสง่ิ แวดล้อมระบบขบั เคล่อื นอัจฉริยะท่ผี สาน 2แหง่ พลงั งานไว้ด้วยกันไฮบริด หมายถึง ลูกผสม จะใช้ทังเคร่ืองยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า ในการท้างานของระบบทังนีพลงั งานท่ีตอ้ งสญู เสียของเคร่ืองยนต์ เช่น ขณะเบรกเพอื่ ชะลอความเร็ว จะถกู น้ามาผลติ พลังงานไฟฟ้าเก็บไว้ท่ีแบตเตอรี่ และถูกน้ามาใช้ในการขบั เคล่ือน รถยนต์เพ่ือลดกาใช้น้ามันลง นอกจากนีการลดการใช้น้ามันจากการเดินเครื่องยนต์ท่ีระดับความเร็วรอบท่ีให้ ประสิทธิภาพสูงสุดเสมอพลังงานจากเคร่ืองยนต์ท่ีเกินความต้องการจะถูกน้าไปผลิตพลังงานไฟฟ้าและในกรณีท่ีความตอ้ งการใชพ้ ลงั งานของรถมากกวา่ ทเ่ี ครื่องยนต์ผลิตได้ รถจะใชพ้ ลงั งานจากแบตเตอรีเ่ สรมิ

ขอ้ ไดเ้ ปรยี บของระบบไฮบริดจากระบบการท้างานท่ีกล่าวไปในหัวข้อที่แล้ว จะเห็นได้ว่า เครื่องยนต์ชนิดนีมีมากมาย ไม่เฉพาะชว่ ยลดมลภาวะแต่ชว่ ยประหยดั และให้ความสะดวกสบายในการใชง้ านด้วยดงั นี ช่วยลดมลภาวะ :เนื่องจากภาระของเครื่องยนต์เบนซินลดลงกว่าคร่ึงโดยการใช้มอเตอร์ไฟฟ้ามาช่วยส่งก้าลังแทนไอเสียท่ีเกิดจากการเผาไหม้เชือเพลิงจึงลงด้วย จากการทดสอบจริงด้วยรูปแบบการขับขี่ 10/15 (รูปแบบจ้าลองการขับข่ีในเมืองที่ใช้ในการทดสอบของญ่ีปุ่น) ก๊าซพิษท่ีสา้ คญั ทงั 3 ตวั (CO,HC & NOx) มปี รมิ าณเพียง 1 ใน 10 ของเครื่องยนต์ทว่ั ไปเท่านนั รวมทังสามารถลด ก๊าซ CO2 ลงไดถ้ งึ 50 % เลยทเี ดียว ช่วยประหยัดน้ามัน : เนื่องจากภาระของเครื่องยนต์เบนซินลดลงกว่าครึ่งจึงประหยัดน้ามันได้กว่าคร่ึงด้วยจากการทดสอบ ด้วยรูปแบบ 10/15 รถรุ่นนี ( เครื่องยนต์ขนาด 1.5 ลิตร )จะวง่ิ ไดป้ ระมาณ 14 ก.ม./ลิตร ใช้งานได้สะดวก : เน่ืองจากการประจุไฟจะเกิดขึนในขณะใช้งาน ( ทังขณะวิ่งลงทางลาดและ ขณะเบรก ) จึงไมจ่ ้าเป็นต้องจอดรถเพื่อชารท์ แบตเตอรี่เหมอื นรถไฟฟา้ ทวั่ ไป ลดเสียง : นอกเหนือจากหัวข้อท่ีกล่าวแล้ว ประโยชน์ทางอ้อมที่ได้รับคือ เสียงการท้างานของเครือ่ งจะนอ้ ยลงดว้ ย

รถยนต์ไฮบริด คือ รถยนต์ที่มีการขับเคล่ือนด้วยพลังงาน 2 แบบในรถยนต์คันเดียวกันนันกค็ อื พลงั งานจากเคร่อื งยนตท์ ี่ใช้น้ามนั เชือเพลงิ และ พลังงานจากมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กระแสไฟจากแบตเตอร่ี โดยทังสองระบบนีจะท้างานร่วมกันตลอดเวลาอย่างมปี ระสิทธภิ าพและชาญฉลาด เทคโนโลยีไฮบริดจึงช่วยประหยัดเชือเพลิง อีกทังยังลดจ้านวนการปล่อยมลพิษในอากาศจากการทดสอบประสิทธิภาพของคมั ร่ไี ฮบรดิ ในประเทศไทย ( กรุงเทพ )ขนั ตอนการท้างานของระบบไฮบริด ระบบไฮบริดจะควบคุมและผสมผสานการท้างานของเครอ่ื งยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า เพ่ือให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในทุกสภาพกา ขับขี่ โดยสามารถ แบ่งการท้างานของระบบไฮบริดเป็น 7สถานะ ดังนี 1. เริ่มต้นขับเคล่ือน – เมื่อเร่ิมการขับเคล่ือนระบบไฮบริดจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้า ซ่ึงท้างานด้วยพลังงานจากแบตเตอร่ีเพียงอย่างเดียว เน่ืองจากมอเตอร์ไฟฟ้ามีแรงบิดต้่าในการออกตัวจึงท้าใหร้ ถยนต์มกี ารออกตัวทดี่ ีและนุ่มนวล 2. การขับข่ีด้วยความเร็วต่้า/ปานกลาง – ในขณะขับข่ีด้วยความเร็วต่้าหรือปานกลางเครื่องยนต์ไม่สามารถใชพ้ ลังงานไดอ้ ยา่ งมีประสทิ ธิภาพ

แต่มอเตอร์ไฟฟ้าจะใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ดังนันระบบไฮบริดจะใช้พลังงานไฟฟ้าซ่ึงเก็บอยู่ในแบตเตอรี่เพ่ือหมุน มอเตอร์ไฟฟ้าในการขับเคล่ือนรถยนต์ในขณะขับขี่ด้วยความเรว็ ต้า่ และปานกลาง 3. การขับขี่ด้วยความเร็วปกติ – จะใช้พลังงานจากเครื่องยนต์เป็นการขับเคล่ือนเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด โดยพลังงานท่ีถูกผลิตจากน้ามันเชือเพลิงจะถูกน้าไปใช้ขับเคล่ือนทังสี่ล้อโดยตรง และส่วนหนึ่งจะถูกส่งไปยังเคร่ืองก้าเนิดไฟฟ้าโดยพลังงานท่ีผลิตจากเครื่องก้าเนิดไฟฟ้าจะถกู ส่งไปยงั มอเตอร์ไฟฟา้ เพ่อื ชว่ ยเสรมิ การท้างานของเครอ่ื งยนต์ 4. การขับขี่ความเร็วปกติ / การชาร์จแบตเตอร่ี – เนื่องจากระบบไฮบริดจะท้าหน้าท่ีควบคุมเคร่ืองยนตใ์ ห้ท้างานไดอ้ ย่างมสี มรรถนะสงู สุด จึงอาจท้าให้เครื่องยนตผ์ ลิตพลังงานออกมามากเกินความจ้าเป็น ในกรณีนีพลังงานส่วนเกินที่ถูกผลิตขึนจะถูกแปลงไปเป็นพลังงานไฟฟ้าเพอ่ื เก็บไวใ้ น แบตเตอร่ี

5. การเร่งเครื่องยนต์ – เมื่อมีการเร่งเครื่องยนต์อย่างเต็มท่ี เช่น ในขณะขับข่ีทางลาดชันหรือในจังหวะเร่งแซง พลังงานจากแบตเตอร่ีจะถูกส่งไปยังมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อช่วยเสริมแรงในการขับเคล่อื น และด้วยการผสานพลังงานทังจากเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า ท้าใหร้ ะบบไฮบริดสามารถส่งพลังงานเพ่ือไปขับเคล่ือนรถยนต์เทียบได้กลับรถยนต์ท่ีมีเคร่ืองยนต์ท่ีใหญ่กว่าหนึ่งเท่าตวั 6. การลดความเร็ว / การผลิตพลังงานเพ่ิม – ในจังหวะท่ีเบรกหรือลดความเร็ว ระบบไฮบริดจะใช้พลังงานจลที่เกิดขึนเพื่อท้าให้ ล้อไปหมุนมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งท้างานเสมือนเป็นเครอื่ งก้าเนิดไฟฟ้าและพลงั งานความร้อนจากแรงเสียดทาน เมื่อลดความเร็วกจ็ ะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า ซ่งึ จะถูกสง่ ไปเกบ็ ไว้ในแบตเตอรี่เพ่ือใชง้ านตอ่ ไป

7. เม่ือหยุดอยู่กับท่ี – เคร่ืองยนต์มอเตอร์ไฟฟ้าและเคร่ืองก้าเนิดไฟฟ้าจะหยุดท้างานโดยอัตโนมัติ เมอ่ื รถยนตห์ ยุดอยูก่ ับท่ีดังนนั จึงไมม่ กี ารสูญเสยี พลงั งานใดๆ ทังสินนวตั กรรมไฮบรดิ ในช่วงทศวรรษท่ีผ่านมา การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ ส้าหรับรถยนต์นันจะหันไปที่เทคโนโลยีเพื่อสภาพแวดล้อม ไฮบริด (Hybrid) เป็นค้ามาจากภาษาละตินว่า “Hybrida” ซ่ึงก็มีรากศพั ทม์ าจากภาษากรีกอีกทอดหนงึ่ ความหมายของค้าว่าไฮบรดิ จรงิ ๆ เปน็ ไทยเราอาจบอกว่าเป็น“การผสมผสานกนั ”ก็ไมน่ ่าจะผิด ในทางชวี ะวิทยาเราจะเห็นเขาใชค้ ้าว่าไฮบริดกับสตั ว์ลูกผสมข้ามสายพันธ์หรือ ข้ามชนิดกัน เช่น ล่อ ซึ่งเป็นลูกผสมระหว่างม้ากับลา ส่วนในการกีฬานันนักเล่นกอล์ฟจะรู้จักค้าว่าหัวกอล์ฟไฮบริด มันเป็นหัวกอล์ฟจากวัสดุลูกผสมกึ่งไม้ก่ึงเหล็ก นาฬิกาท่ีอ่านเวลาได้ทังแบบ analog และ digital เราก็เรยี กนั วา่ นาฬกิ าไฮบรดิ สว่ นในเทคโนโลยกี ารขบั เคล่ือนนันถ้าเป็นระบบขบั เคล่ือนแบบไฮบริดโดยท่ัวไปจะหมายถึงการผสมผสานเทคโนโลยีต่าง ชนิดกันเพื่อ

การขบั เคลอ่ื นระบบ ส้าหรบั ยานยนต์หรอื รถยนต์ไฮบริดแล้วตามนยิ ามขององค์การสหประชาชาติ(UNO) หมายถึงยานยนตท์ ่ีมเี คร่ืองเปลย่ี นพลังงานสองระบบประกอบกบั ระบบกกั เก็บ พลังงานสองระบบเพ่ือการขับเคล่ือนยานยนต์นันด้วยเช่นกัน ตัวอย่างของเครื่องเปล่ียนพลังงานในยานยนต์ได้แก่ เครื่องยนต์เบนซินหรือดีเซลล์กับมอเตอร์ไฟฟ้า ส่วนตัวอย่างของระบบกักเก็บพลังงานกรณีนีก็จะเป็นถังน้ามันกับแบตเตอร่ี น่ันเอง ยังมีการผสมผสานเทคโนโลยีอ่ืนๆ อีก เพื่อการขับเคล่ือนยานยนต์ แต่เราจะตีกรอบของเร่ืองไว้ที่ยานยนต์รุ่นใหม่ไฮบริดท่ีเข้ามาท้าตลาดบ้านเรา ยุคนีเท่านนั ไฮบริด car คือ รถท่ีมีแหล่งก้าเนิดของพลังงานมากกว่า 1 แห่ง หรือ รถท่ีเกิดจากความพยายามในการรวมข้อดีและแหล่งพลังงานแต่ละชนิดเข้าด้วยกัน และหลีกเล่ียง หรือ ขจัดข้อเสียของแต่ละพลังงานออกไป ซ่ึงรถ ไฮบริด แต่ละประเภทแตกต่างกันอยู่บ้างเช่น ประเภทที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากับเคร่ืองยนต์ประเภทเผาไหม้ภายใน หรือ ใช้เคร่ืองยนต์กับล้อช่วยแรง หรือมอเตอร์ไฟฟ้ากับล้อชว่ ยแรง หรอื กงั หันแก๊สกับลอ้ ชว่ ยแรง เป็นต้นปัจจุบัน รถยนต์ของโตโยต้า ที่ได้ถูกผลิตขึนนัน มีด้วยกันหลายรุ่นที่เป็นรถยนต์ ไฮบริด ได้แก่ รุ่นPrius, Estima, Crown, Alphard, Rx400h, Highlander, Gs450h, Camry Hv เป็นต้น และรุ่นท่ีได้กล่าวมานันเป็นรุ่นท่ีใช้ระบบ ไฮบริด ประกอบไปด้วย เครื่องยนต์ที่ใช้น้ามัน และมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นก้าลังในการขับเคลือ่ น โดยทแ่ี หลง่ พลังงานทงั สองจะถกู เกบ็ ไวใ้ นรถยนตค์ นั นันๆ เลย ดังนีน้ามนั เชือเพลงิ ถกู เก็บไวใ้ นถังนา้ มนั เชือเพลงิ สา้ หรบั เครือ่ งยนตท์ ใ่ี ช้นา้ มันกระแสไฟฟ้า ถูกเก็บไวใ้ นชดุ แบตเตอรไ่ี ฟฟา้ แรงสงู ของรถ ไฮบรดิ ส้าหรบั มอเตอรไ์ ฟฟ้า

ดังนัน ผลลัพธ์ท่ีได้ จากการผสมผสานระหว่างแหล่งพลังงานทังสอง นีจะช่วยให้ประหยัดน้ามันเชือเพลิงและลดมลพิษได้ดียิ่งขึน สภาวะเคร่ืองยนต์ที่ใช้น้ามันจะจ่ายก้าลัง(ขับ) ให้เจนเนอร์เรเตอร์(ตัวป่ันไฟ) เพื่อชาร์จชุดแบตเตอร่ีส้าหรับเอาไว้ใชง้ านอกี ด้วย ซึ่งแตกตา่ งกบั รถยนตท์ ี่ใช้แตพ่ ลังงานไฟฟ้าเพยี งอยา่ งเดยี ว จงึ ไมจ่ า้ เปน็ ตอ้ งชารจ์ จากแหล่งจา่ ยไฟอน่ือ้างอิงhttps://innovativehybrid.wordpress.com/