ทำไมรถ Hybrid ไม่ต้องเสียบปลั๊ก? แล้วแบตเตอรี่เอาไฟมาจากไหน

ทำไมรถ Hybrid ไม่ต้องเสียบปลั๊ก? แล้วแบตเตอรี่เอาไฟมาจากไหน

รถยนต์ Hybrid หรือ HEV (Hybrid Electric Vehicle) มีทั้งเครื่องยนต์สันดาป มอเตอร์ไฟฟ้า และแบตเตอรี่แรงดันสูง จึงเป็นเรื่องปกติที่หลายคนจะสงสัยว่า เมื่อมีแบตเตอรี่เหมือนรถยนต์ไฟฟ้า แล้วทำไมรถ Hybrid ถึงไม่ต้องเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จไฟเหมือน EV?

คำตอบคือ รถ Hybrid สามารถจัดการพลังงานและชาร์จแบตเตอรี่ของตัวเองระหว่างการขับขี่ได้ โดยอาศัยทั้งพลังงานจากเครื่องยนต์และการนำพลังงานที่ปกติสูญเสียไปตอนชะลอหรือเบรกกลับมาใช้ใหม่

Motor1 อธิบายว่า นี่คือหลักการสำคัญที่ทำให้รถ Hybrid สามารถใช้ระบบไฟฟ้าเพื่อช่วยลดการใช้น้ำมัน โดยเจ้าของรถไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนพฤติกรรมไปเสียบชาร์จเหมือนรถ EV หรือ Plug-in Hybrid

รถ Hybrid ชาร์จแบตเตอรี่เองได้อย่างไร?

หลักๆ แล้ว รถ Hybrid แบบ HEV มีแหล่งพลังงานสำหรับเติมไฟกลับเข้าสู่แบตเตอรี่อยู่ 2 ทาง

1. ชาร์จจากการชะลอและการเบรก

ระบบนี้เรียกว่า Regenerative Braking หรือระบบเบรกสร้างพลังงานกลับ ในรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปทั่วไป เมื่อรถกำลังเคลื่อนที่แล้วผู้ขับถอนคันเร่งหรือเหยียบเบรก พลังงานจลน์ของรถส่วนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนบริเวณระบบเบรกและสูญเสียออกไป

แต่ในรถ Hybrid มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนหน้าที่ชั่วคราวจากมอเตอร์ขับเคลื่อนมาเป็น Generator หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เมื่อรถชะลอความเร็ว ล้อจะหมุนมอเตอร์กลับ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ก่อนส่งพลังงานกลับเข้าไปเก็บในแบตเตอรี่ Hybrid

จึงเป็นการนำพลังงานที่ปกติจะสูญเสียทิ้งไปกลับมาใช้ประโยชน์อีกครั้ง

2. เครื่องยนต์สามารถช่วยสร้างไฟได้

ไฟในแบตเตอรี่ Hybrid ไม่ได้มาจาก Regenerative Braking เพียงอย่างเดียว เครื่องยนต์สันดาปยังเป็นแหล่งพลังงานสำคัญของระบบ และใน Hybrid บางรูปแบบ เครื่องยนต์สามารถขับ Generator เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า หรือระบบสามารถแบ่งพลังงานบางส่วนจากเครื่องยนต์เข้าสู่ระบบไฟฟ้าเพื่อรักษาระดับประจุของแบตเตอรี่

ทุกอย่างถูกจัดการโดยระบบควบคุมของรถโดยอัตโนมัติ ผู้ขับไม่จำเป็นต้องคอยสั่งว่าเมื่อไรควรชาร์จ หรือเมื่อไรควรใช้ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ Hybrid ไม่ได้ออกแบบมาให้เต็ม 100% ตลอดเวลา

อีกจุดหนึ่งที่แตกต่างจากความเข้าใจเกี่ยวกับแบตเตอรี่ทั่วไปคือ แบตเตอรี่ของรถ HEV ไม่จำเป็นต้องถูกชาร์จให้เต็ม 100% แล้วใช้จนเกือบหมดเหมือนโทรศัพท์มือถือ

ระบบจะพยายามรักษาระดับประจุเอาไว้ในช่วงที่เหมาะสม เพื่อให้สามารถ

• รับพลังงานกลับจากการเบรก
• จ่ายไฟให้มอเตอร์ช่วยเครื่องยนต์
• ใช้มอเตอร์ขับเคลื่อนรถในบางสถานการณ์
• ลดภาระของเครื่องยนต์
• รักษาความพร้อมของระบบ Hybrid

ดังนั้นแบตเตอรี่ใน HEV จึงเปรียบเสมือน “ถังพักพลังงาน” หรือ Energy Buffer มากกว่าแบตเตอรี่หลักสำหรับเก็บพลังงานจำนวนมากเพื่อเดินทางไกลแบบรถ EV

เวลาเราขับรถ Hybrid ระบบทำงานอย่างไร?

รูปแบบการทำงานจะแตกต่างกันไปตามการออกแบบ Hybrid ของแต่ละผู้ผลิต แต่โดยหลักการแล้ว ระบบควบคุมจะตัดสินใจตลอดเวลาว่าควรใช้เครื่องยนต์ มอเตอร์ไฟฟ้า หรือใช้ทั้งสองระบบพร้อมกัน

เช่น ช่วงออกตัวหรือใช้ความเร็วต่ำ รถ Full Hybrid บางรุ่นสามารถใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนได้ในช่วงสั้นๆ เมื่อเร่งความเร็วหรือต้องการกำลังมากขึ้น เครื่องยนต์สามารถเริ่มทำงาน และอาจใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเข้ามาช่วยเสริมกำลัง เมื่อถอนคันเร่งหรือเบรก มอเตอร์สามารถเปลี่ยนมาเป็น Generator เพื่อผลิตไฟฟ้ากลับเข้าแบตเตอรี่ ดังนั้นวงจรของ Hybrid คือการ เก็บพลังงาน → นำพลังงานมาใช้ → เก็บพลังงานกลับ สลับกันตลอดการเดินทาง

“Self-Charging Hybrid” ไม่ได้หมายถึงสร้างพลังงานฟรี

คำว่า Self-Charging Hybrid อาจทำให้เกิดความเข้าใจผิดว่ารถสามารถสร้างไฟฟ้าขึ้นมาเองได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานจากแหล่งอื่น ในความเป็นจริงแล้ว รถไม่ได้สร้างพลังงานขึ้นมาจากความว่างเปล่า

พลังงานสุดท้ายยังมาจากเชื้อเพลิงที่เติมเข้าสู่เครื่องยนต์ รวมถึงการนำพลังงานจลน์ของรถที่ปกติจะสูญเสียระหว่างการชะลอความเร็วกลับมาใช้ใหม่ และทุกกระบวนการยังมีการสูญเสียพลังงานระหว่างการแปลงพลังงานอยู่เสมอ

ข้อดีของ Hybrid จึงไม่ใช่การสร้าง “พลังงานฟรี” แต่เป็น การจัดการพลังงานที่มีอยู่ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

แล้วทำไม Hybrid ไม่ใส่แบตเตอรี่ใหญ่เหมือน EV ไปเลย?

ถ้าแบตเตอรี่ใหญ่ขึ้นจะสามารถวิ่งด้วยไฟฟ้าได้นานขึ้น ทำไมรถ Hybrid ทุกคันถึงไม่ใส่แบตเตอรี่ขนาดใหญ่? เหตุผลคือแบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้นมาพร้อมกับสิ่งที่เพิ่มขึ้นหลายอย่าง ทั้ง

• น้ำหนัก
• ต้นทุน
• พื้นที่ติดตั้ง
• ความซับซ้อน
• ราคาของตัวรถ

รถ HEV ถูกออกแบบมาให้ใช้แบตเตอรี่ขนาดค่อนข้างเล็กเพื่อเก็บพลังงานจากการเบรกและช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น หากต้องการแบตเตอรี่ใหญ่ขึ้นและต้องการเดินทางด้วยไฟฟ้าล้วนเป็นระยะทางมากขึ้น ก็จะเข้าสู่แนวคิดของ PHEV หรือ Plug-in Hybrid แทน

HEV, PHEV และ EV ต่างกันอย่างไร?

HEV – Hybrid Electric Vehicle

• ใช้เครื่องยนต์ร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้า มีแบตเตอรี่ Hybrid ขนาดไม่ใหญ่มาก และไม่ต้องเสียบปลั๊กชาร์จ รถจะบริหารการชาร์จและการใช้พลังงานเองระหว่างการขับขี่

PHEV – Plug-in Hybrid Electric Vehicle

• มีเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้าเหมือนกัน แต่ใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่กว่า สามารถเสียบปลั๊กเพื่อรับพลังงานจากภายนอก และสามารถวิ่งด้วยไฟฟ้าล้วนได้ไกลกว่า HEV

BEV – Battery Electric Vehicle

• ไม่มีเครื่องยนต์สันดาป ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นระบบขับเคลื่อนหลัก และต้องรับพลังงานจากภายนอกผ่านการชาร์จแบตเตอรี่เป็นหลัก

แล้วรถ Hybrid เหมาะกับใคร?

จุดเด่นของ HEV คือความสะดวกในการใช้งาน ผู้ขับสามารถเติมน้ำมันและใช้รถในรูปแบบใกล้เคียงรถเครื่องยนต์สันดาปทั่วไป โดยไม่จำเป็นต้องติดตั้ง Wallbox ที่บ้านหรือค้นหาสถานีชาร์จระหว่างเดินทาง

ขณะเดียวกันก็ได้รับประโยชน์จากมอเตอร์ไฟฟ้าและระบบ Regenerative Braking เพื่อช่วยลดการสิ้นเปลืองพลังงาน

โดยเฉพาะการใช้งานในเมืองที่มีการออกตัว ชะลอ และเบรกบ่อย ระบบ Hybrid มีโอกาสนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ได้บ่อยกว่าการขับทางไกลด้วยความเร็วคงที่

สรุป ทำไม Hybrid ถึงไม่ต้องเสียบปลั๊ก?

เหตุผลที่ HEV ไม่ต้องเสียบปลั๊ก เพราะแบตเตอรี่ไม่ได้มีหน้าที่เก็บพลังงานจำนวนมากเพื่อขับรถด้วยไฟฟ้าเป็นระยะทางไกลเหมือนรถ EV

รถจะชาร์จและรักษาระดับพลังงานของแบตเตอรี่ผ่าน Regenerative Braking รวมถึงพลังงานจากเครื่องยนต์ ก่อนนำไฟที่เก็บไว้กลับมาใช้กับมอเตอร์ในช่วงที่เหมาะสม

จุดสำคัญคือ Hybrid ไม่ได้สร้างพลังงานขึ้นมาเอง แต่พยายาม “ใช้พลังงานเดิมให้คุ้มค่าที่สุด” ลดพลังงานที่ต้องสูญเสียทิ้งไป และช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมรถ Hybrid จึงสามารถมีทั้งแบตเตอรี่และมอเตอร์ไฟฟ้า แต่เจ้าของรถยังสามารถ เติมน้ำมันแล้วขับได้ตามปกติ โดยไม่ต้องเสียบปลั๊กชาร์จ

ที่มา : Motor1 – How Do Hybrid Cars Recharge Without Being Plugged In?