เหตุผลที่รถกระบะและรถดัดแปลงไม่เหมาะสำหรับการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ความลับในอุตสาหกรรมที่คุณควรรู้ก่อนซื้อ

【PCauto】ตั้งแต่ปีที่แล้ว ตลาดรถยนต์ในประเทศเริ่มมีการเปิดตัวรถกระบะไฟฟ้า ISUZU และ Toyota ก็มีแผนที่จะเปิดตัวเวอร์ชันไฟฟ้าของ D-MAX และ Hilux ในปี 2025 ซึ่งสามารถคาดการณ์ได้ว่าในอนาคตจะมีรถกระบะไฟฟ้ามากขึ้น

แม้ว่ารถกระบะไฟฟ้าและรถออฟโร้ดจะมีข้อดีหลายประการ เช่น ไม่ใช้พลังงานน้ำมัน (หรือใช้เพียงเล็กน้อย) มีพลังขับเคลื่อนที่แข็งแกร่ง และสามารถขับเคลื่อนในน้ำได้ แต่ยังมีปัญหาสำคัญสองข้อที่เกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้า ได้แก่ การเกิดความร้อนสูงเกินไปและไม่สามารถควบคุมความเร็วรอบได้อย่างแม่นยำ ซึ่งจะส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องใช้รถกระบะเพื่อหารายได้

การบรรทุกและการขับขี่ขึ้นราบทำให้เข้าใจว่ามอเตอร์ทำงานที่มีความร้อนสูงและสูญเสียพลังงานได้ง่าย

มอเตอร์ไฟฟ้าจะผลิตความร้อนในระหว่างการทำงาน โดยความร้อนนี้มาจากประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของมอเตอร์ ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์ขับเคลื่อนของรถยนต์สามารถมีประสิทธิภาพได้มากกว่า 95% (ขณะที่เครื่องยนต์เบนซินมีประสิทธิภาพแค่ประมาณ 40%) แต่ในทางกลับกัน มีพลังงานไฟฟ้า 5% ที่จะถูกแปลงเป็นความร้อนและสะสมอยู่ในมอเตอร์

ผู้ผลิตรถยนต์มักจะออกแบบระบบระบายความร้อนเพื่อป้องกันไม่ให้มอเตอร์ร้อนเกินไปจนเกิดความเสียหาย และตั้งค่าความร้อนสูงสุดให้กับมอเตอร์ (ปกติจะอยู่ที่ประมาณ 100-120 องศาเซลเซียส) เมื่ออุณหภูมิของมอเตอร์ถึงจุดสูงสุดนี้ แบตเตอรี่จะลดหรือหยุดการจ่ายพลังงานให้กับมอเตอร์ หากคุณกำลังขนส่งไก่แช่แข็งเต็มคันรถ คุณอาจจะพบว่ารถสูญเสียพลังขับเคลื่อนไป คุณต้องรอให้มอเตอร์เย็นลง ขณะที่ต้องมองเห็นไก่แช่แข็งละลายไปตามอุณหภูมิที่ร้อนขึ้น

ความน่าจะเป็นที่มอเตอร์ไฟฟ้าจะร้อนเกินไปไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย เรามักจะได้ยินว่า รถยนต์ไฟฟ้าบางรุ่นสามารถผลิตพลังงานได้ถึง 100kW จริงๆ แล้ว 100kW เป็นพลังงานสูงสุดของมอเตอร์ ซึ่งไม่สามารถทำงานด้วยพลังงานสูงสุดนี้ต่อเนื่องเกิน 1 นาที มิฉะนั้นจะเกิดความร้อนจำนวนมากจนทำให้มอเตอร์เสียหาย ปกติแล้วการทำงานด้วยพลังงาน 50% ของพลังงานสูงสุด หรือ 50kW จะปลอดภัยสำหรับมอเตอร์ และ 50kW นี้คือพลังงานที่กำหนดให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างปลอดภัย ซึ่งต่างจากพลังงานสูงสุด

สมมติว่า คุณกำลังขับรถไฟฟ้า Hilux ที่มีน้ำหนักบรรทุก 3000 กก. บนถนนเรียบด้วยความเร็ว 40 กม./ชม. มอเตอร์จะต้องใช้พลังงานประมาณ 7kW หากความเร็วรถของคุณมีการเปลี่ยนแปลงระหว่าง 20-60 กม./ชม. ก็จะทำให้มอเตอร์ต้องจ่ายพลังงาน 44kW ซึ่งสำหรับมอเตอร์ที่มีพลังงานสูงสุด 100kW นั้นอาจจะเกินกำลังไปบ้าง หากขับขึ้นทางลาดที่มีความชัน 5% (มุมลาด 2.86 องศา) มอเตอร์จะต้องจ่ายพลังงาน 67kW ซึ่งมอเตอร์อาจจะยังสามารถทำงานได้ แต่ประสิทธิภาพจะลดลงและความร้อนที่เกิดขึ้นจะมากขึ้น หากต้องขับขึ้นเขาแบบนี้เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง มอเตอร์อาจจะร้อนเกินไปจนเกิดความเสียหาย

ผู้ผลิตรถยนต์มักจะติดตั้งมอเตอร์ที่มีกำลังสูงขึ้นเพื่อชะลอปัญหาความร้อนเกิน แต่ในความเป็นจริง รถกระบะมักจะมีน้ำหนักบรรทุกและความชันของถนนที่สูงขึ้น ดังนั้นปัญหาความร้อนเกินของมอเตอร์ยังคงสามารถเกิดขึ้นได้ และเนื่องจากเราเป็นประเทศที่มีสภาพอากาศร้อน การเกิดความร้อนเกินในมอเตอร์จึงมีโอกาสสูงขึ้น

ไม่สามารถควบคุมความเร็วที่แน่นอนของมอเตอร์ทำให้ใช้งานในแนวโน้มที่อันตราย

ปัญหานี้เป็นเรื่องที่ผู้ที่ชื่นชอบการขับรถออฟโร้ดควรเข้าใจ โดยไม่ว่าจะเป็นรถกระบะหรือรถออฟโร้ด การขับขี่ออฟโร้ดเหมือนกับการข้ามแม่น้ำ คุณยากที่จะรู้ว่าล้อรถอยู่ข้างล่างเป็นอะไร ดังนั้นจึงต้องขับอย่างระมัดระวัง คอยสังเกตและขับไปอย่างช้าๆ

แต่มอเตอร์ไฟฟ้ามีลักษณะเป็นการทำงานที่ตอบสนองเร็ว มันสามารถเร่งความเร็วจาก 0-100 กม./ชม. ในระยะเวลาอันสั้น แต่กลับยากที่จะลดความเร็วลง ในขณะเดียวกัน การหมุนล้อด้วยความเร็วสูงอาจทำให้รถจมลงในโคลนหรือหล่มได้ หากล้อกลับมามีการยึดเกาะอย่างรวดเร็ว อาจทำให้รถพุ่งไปข้างหน้าในความเร็วที่ไม่คาดคิด

ที่นี่ไม่ได้หมายความว่า ความเร็วรอบของมอเตอร์เร็วเกินไปจนไม่สามารถควบคุมความเร็วรอบได้ ตรงกันข้าม ระบบควบคุมของรถยนต์มีความแม่นยำสูงในการควบคุมมอเตอร์ ซึ่งมอเตอร์สามารถตอบสนองการควบคุมของรถได้หลายครั้งภายใน 1 วินาที ดังนั้น มอเตอร์จึงไม่จำเป็นต้องใช้การหมุนรอบต่ำเหมือนเครื่องยนต์เพื่อรักษาความสามารถในการตอบสนองพลังงาน

สาเหตุที่มอเตอร์ไม่สามารถควบคุมความเร็วรอบได้อย่างแม่นยำนั้น จริงๆ แล้วมาจากการควบคุมความลึกของปีกผีเสื้อจากผู้ขับขี่ ความเร็วรอบของมอเตอร์จะอยู่ระหว่าง 0-10000rpm แต่รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์มักจะมีเพียงเกียร์เดียว อัตราทดเกียร์จะอยู่ที่ประมาณ 9 ถึง 12 ถ้าเราใช้ค่าอัตราทดเกียร์ 10 เมื่อมอเตอร์หมุนครบ 10 รอบ ล้อรถจะหมุน 1 รอบ ซึ่งหมายความว่าความเร็วรอบของล้อจะเพิ่มขึ้นตามมอเตอร์ประมาณ 1000rpm หากคุณเหยียบคันเร่งแค่ 10% ความเร็วรอบของล้อจะหมุนไปที่ 100rpm ซึ่งก็ประมาณ 15 กม./ชม. ซึ่งถือว่าเร็วเกินไปสำหรับรถออฟโร้ด

หากคุณขับรถออฟโร้ดหรือกระบะที่ใช้เครื่องยนต์ คุณสามารถเลือกเกียร์ 1 หรือ 2 เพื่อลดความเร็วรอบของล้อ หรือแม้แต่เปลี่ยนไปใช้เกียร์ L4 ในเกียร์ 1 เมื่อคุณเหยียบคันเร่งแค่ 10% ความเร็วรอบของล้อจะอยู่ที่ประมาณ 40rpm ซึ่งเท่ากับความเร็ว 3.6 กม./ชม. พอๆ กับการเดินปกติ และล้อยังคงมีแรงบิดที่สูง นี่คือลักษณะเด่นของเครื่องยนต์ที่ช่วยให้คุณควบคุมความเร็วรอบของล้อได้อย่างละเอียดอ่อน

เราสามารถแก้ไขปัญหามอเตอร์ร้อนเกินไปและการควบคุมความเร็วรอบไม่แม่นยำได้หรือไม่

จากตัวอย่างการขับขี่แบบออฟโรด เราจะเห็นว่า การเพิ่มเกียร์ให้กับมอเตอร์เป็นทางเลือกที่ดี ไม่จำเป็นต้องมีเกียร์หลายตัว แค่ 2-3 ตัวก็เพียงพอ เพื่อควบคุมความเร็วรอบล้อได้ดียิ่งขึ้น และยังช่วยให้มอเตอร์ทำงานในช่วงที่มีประสิทธิภาพสูง ลดการเกิดความร้อนเกินไป และสามารถแก้ปัญหาความร้อนได้

ใช่แล้ว มีแบรนด์รถยนต์บางค่ายที่ทำแบบนี้ เช่น Porsche และ Mercedes-Benz ตัวอย่างเช่น Porsche Taycan ที่เพิ่มระบบเกียร์ 2 ตัวที่เพลาหลัง ซึ่งมีอัตราทดที่ 16 และ 8.05 โดยการเปลี่ยนเกียร์จะเกิดขึ้นเมื่อความเร็วประมาณ 90 กม./ชม. ทำให้ Taycan สามารถเร่งจาก 0-100 กม./ชม. ในเวลา 5.4 วินาที ด้วยกำลังมอเตอร์ 408 แรงม้า และความเร็วสูงสุดถึง 230 กม./ชม.

ขณะที่ Mercedes-Benz G580 ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า มาพร้อมกับมอเตอร์สี่ตัวที่ควบคุมล้อแต่ละตัว โดยมอเตอร์แต่ละตัวจะติดตั้งระบบเกียร์ 2 ตัว ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ G580 เร่งจาก 0-100 กม./ชม. ได้ในเวลาแค่ 4.7 วินาที แต่ยังสามารถให้แรงบิดที่ทรงพลังในขณะขับขี่ที่ความเร็วต่ำ สามารถปีนทางลาดชันที่มีความชัน 100% หรือ 45 องศาได้อย่างง่ายดาย

Porsche Taycan และ Mercedes-Benz G580 ในฐานะรถหรูสามารถผลิตได้โดยไม่คำนึงถึงต้นทุนมากนัก แต่สำหรับรถกระบะไฟฟ้าในอนาคตอย่าง Hilux หรือ D-MAX นั้นแตกต่างออกไป เพราะต้นทุนที่เพิ่มขึ้นจากระบบเกียร์อาจทำให้หลายคนตัดสินใจไม่ซื้อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับ G580 ที่ใช้เกียร์ถึง 4 ชุด ซึ่งเป็นเรื่องที่แทบเป็นไปไม่ได้สำหรับรถกระบะที่ต้องคำนึงถึงความคุ้มค่าเป็นหลัก

รถกระบะและรถยุทธ์ไม่ควรใช้มอเตอร์ไฟฟ้า ปัญหานี้ไม่ใช่สำหรับทุกคน

ในประเทศและหลายประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ รถกระบะเป็นเครื่องมือทำมาหากินที่สำคัญ ต้องรองรับการขนส่งของหนักและใช้วิ่งบนเส้นทางที่สภาพเลวร้าย เราไม่จำเป็นต้องมีความสามารถในการเร่งความเร็วที่สูงมาก แต่ความน่าเชื่อถือคือสิ่งที่สำคัญที่สุด

รถกระบะไฟฟ้าเหมาะกับกลุ่มชนชั้นกลางที่ใช้สำหรับการเดินทางพักผ่อนกับครอบครัวหรือเพื่อน เช่น การตั้งแคมป์ หรือหากคุณแน่ใจว่าในอนาคตจะใช้รถกระบะไฟฟ้าวิ่งบนถนนลาดยางเท่านั้น ก็สามารถช่วยประหยัดค่าน้ำมันได้มาก อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือ ก่อนซื้อรถกระบะไฟฟ้าหรือรถออฟโรด คุณควรพิจารณาการใช้งานของตัวเองให้รอบคอบ ไม่ใช่เพียงเพราะมีคนบอกว่ารถกระบะไฟฟ้าหรือรถออฟโรดมีสมรรถนะสูงและประหยัดพลังงาน แล้วตัดสินใจซื้อโดยไม่เข้าใจการใช้งานจริง