มอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้าทำงานอย่างไร ในรถยนต์ไฟฟ้า เมื่อเหยียบคันเร่ง แบตเตอรี่ในรถยนต์จะจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังสเตเตอร์ ทำให้โรเตอร์หมุน และให้พลังงานกลเพื่อหมุนเกียร์ เมื่อเฟืองหมุน ล้อก็หมุนเช่นกัน ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในพริบตาและปราศจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิล!

มอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้าทุกประเภท แบ่งส่วนหลักออกเป็นสองส่วน สเตเตอร์คือเปลือกนอกของมอเตอร์ที่ยึดอยู่กับที่ ซึ่งตัวเรือนจะติดตั้งเข้ากับแชสซีเหมือนบล็อกเครื่องยนต์ โรเตอร์เป็นองค์ประกอบที่หมุนโดยลำพัง คล้ายกับเพลาข้อเหวี่ยงตรงที่ส่งแรงบิดออกทางระบบส่งกำลังและไปยังเฟืองท้าย

...

ยานยนต์ EV ส่วนใหญ่ใช้เกียร์อัตโนมัติแบบซิงเกิลสปีด (อัตราส่วนเดียว) เพื่อลดความเร็วในการหมุนระหว่างมอเตอร์และล้อ เช่นเดียวกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน มอเตอร์ไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพสูงสุดที่รอบต่ำและโหลดสูง ในขณะที่รถยนต์ไฟฟ้าอาจมีระยะการขับขี่ที่ยอมรับได้โดยใช้เกียร์เดียว แต่รถปิกอัพและ SUV ที่หนักกว่าที่ออกแบบมาเพื่อบรรทุก จะเพิ่มระยะด้วยอัตราทดเกียร์ที่หลากหลาย มีเพียง Audi e-tron GT และ Porsche Taycan เท่านั้นที่ใช้เกียร์สองสปีด การมีแค่เกียร์เดียวหรือสองเกียร์ ผกผันกับต้นทุนในการพัฒนา นั่นเป็นสาเหตุว่าทำไมรถยนต์ไฟฟ้า EV ที่มีมากกว่าหนึ่งเกียร์จึงไม่ใช่เรื่องปกติ แต่ในอนาคตอันใกล้นี้ คาดการณ์ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงระบบส่งกำลังของรถยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะมอเตอร์และเกียร์ ให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น 

มอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้ามีกี่ประเภทและทำงานอย่างไร

มอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้า: AC หรือ DC?
กระแสสลับ (AC) และกระแสตรง (DC) เป็นกระแสไฟฟ้าสองประเภทที่แตกต่างกัน ตามที่ชื่อที่เรียก มอเตอร์กระแสตรง คือ เมื่อประจุไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น ในขณะที่มอเตอร์กระแสสลับประจุไฟฟ้าจะเปลี่ยนทิศทางเป็นระยะ

มอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสตรง พบได้ในรถยนต์ไฟฟ้า แต่จะใช้เฉพาะมอเตอร์ขนาดเล็ก เช่น ที่ปัดน้ำฝนกระจกหน้ารถ และมอเตอร์กระจกไฟฟ้า ไม่สามารถขับเคลื่อนตัวรถได้ สำหรับแรงบิดหรือแรงฉุดลากของรถยนต์ไฟฟ้าจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้า: อะซิงโครนัสกับซิงโครนัส
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสองประเภท ที่ใช้สร้างแรงฉุดลากสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า: แบบอะซิงโครนัส (หรือที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำ) และแบบซิงโครนัส

ในมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสหรือแบบเหนี่ยวนำ โรเตอร์จะถูกดึงเข้าสู่การหมุน โดยพยายาม "ไล่ตาม" อย่างต่อเนื่องกับสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยสเตเตอร์ มอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้าประเภทนี้ เป็นที่รู้จักในด้านกำลังขับที่สูงและเป็นมอเตอร์ทั่วไปในยานพาหนะพลังงานไฟฟ้า

...

ในมอเตอร์แบบซิงโครนัส ในทางกลับกัน โรเตอร์จะหมุนด้วยความเร็วเดียวกับสนามแม่เหล็ก ให้แรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำ จึงเหมาะสำหรับการขับขี่ในเมือง ข้อดีอีกประการหนึ่งคือขนาดของมัน มอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสอาจมีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา

มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนอย่างไร?
ก่อนที่มอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสหรือซิงโครนัสของคุณจะหมุนได้ ไฟฟ้าที่จ่ายเข้ามาให้มอเตอร์ จะต้องผ่านหลายขั้นตอน ก่อนที่จะถึงปลายทางสุดท้ายตามแรงฉุดลาก

...

AC และ DC พบที่ไหนอีกในรถยนต์ไฟฟ้า?
อย่าสับสนระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับกับประเภทของไฟฟ้า ซึ่งใช้ได้ทั้งไฟกระแสสลับหรือไฟกระแสตรง ขึ้นอยู่กับว่าเสียบเข้ากับกริดโดยตรงหรือใช้สถานีชาร์จแบบใดแบบหนึ่ง ในขณะที่มอเตอร์ในรถยนต์ไฟฟ้าของคุณใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ แบตเตอรี่จำเป็นต้องรับกระแสไฟฟ้าแล้วแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง ไฟฟ้าจากกริดเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเสมอ จากนั้น จะผ่านเครื่องชาร์จบนรถยนต์ไฟฟ้าของคุณ (ลองนึกภาพว่าเป็นเครื่องแปลงกระแสไฟจาก AC เป็น DC) ซึ่งจะส่งพลังงานไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่ แต่สถานีชาร์จแบบเร็วที่คุณพบได้บนทางหลวง ลานจอดรถ และตามท้องถนนในเมืองจะแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงเอง หมายความว่า พลังงานจากแบตเตอรี่ส่งตรงเข้าสู่รถยนต์ในรูปแบบไฟฟ้ากระแสตรง เร็วกว่าปลั๊กไฟ AC แต่ใช้พื้นที่ในการติดตั้งมากกว่า

ระบบจัดการพลังงาน จะเปลี่ยนไฟกระแสตรง DC โดยแปลงเป็น AC สำหรับมอเตอร์ได้อย่างไร การใช้อินเวอร์เตอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ในระบบส่งกำลัง…

ระบบส่งกำลังภายในรถยนต์ไฟฟ้า
ในรถยนต์ไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเพียงส่วนหนึ่งของหน่วยขับเคลื่อนขนาดใหญ่ ที่เรียกว่าระบบส่งกำลัง นอกจากนี้ ยังมี Power Electronic Controller (PEC) ซึ่งรับผิดชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมการจ่ายพลังงานของมอเตอร์และการชาร์จแบตเตอรี่ และมอเตอร์เกียร์ซึ่งปรับแรงบิด (แรงหมุน) และความเร็วของการหมุน

...

การสร้างองค์ประกอบต่างๆ ของมอเตอร์ EV ต้องใช้ความชำนาญอย่างแท้จริง ในการสร้างสเตเตอร์ ต้องหาวิธีม้วนลวดทองแดงยาว 2 กิโลเมตรให้เป็นรอยหยักเล็กๆ ในแผ่นโลหะ โดยไม่ทำลายฉนวนเซรามิกที่หุ้มอยู่ ประสิทธิภาพของระบบส่งกำลังที่ใช้มอเตอร์ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ดังที่เราได้เห็นในยานยนต์พลังงานไฟฟ้ารุ่นใหม่ ด้วยนวัตกรรมทางเทคนิคภายในหน่วยระบบส่งกำลังพลังงานสะอาด นำไปสู่ประสิทธิภาพของรถรอบด้านที่ดีขึ้น

อายุการใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้ารถยนต์
อายุของมอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับตัวแปรมากมายจนประเมินได้ยาก ในสภาวะที่เหมาะสม มีคำแนะนำว่า อายุการใช้งานที่เหมาะสมคือระหว่าง 15-20 ปี เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์สันดาป ระบบขับเคลื่อนของรถยนต์ไฟฟ้า มีชิ้นส่วนน้อยกว่า ซึ่งหมายถึงการบำรุงรักษาที่ลดลงและซ่อมบำรุงง่ายกว่า

เมื่อพูดถึงรถยนต์ไฟฟ้า กำลังขับจะเกี่ยวข้องกับความแตกต่างระหว่างไฟฟ้าที่ส่ง (อินพุต) และพลังงานกลที่ขับเคลื่อนมอเตอร์ (เอาต์พุต) ซึ่งเป็นอัตราส่วนที่เรียกว่าประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน ความร้อนและแรงเสียดทานอาจทำให้พลังงานบางส่วนสูญเสียไประหว่างการทำงาน 

กำลังขับของรถยนต์ไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับปริมาตรของมอเตอร์และกำลังวัตต์ของกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้า ตัวอย่างเช่น BYD Dolphin Superior สร้างเอาต์พุต 130 กิโลวัตต์ 177 แรงม้า พร้อมแรงบิด 290 นิวตันเมตร ด้วยระยะทาง WLTP* ที่ 405 กิโลเมตร แบตเตอรี่ขนาด 44.9 กิโลวัตต์ชั่วโมง ทำให้ Dolphin Superior ทำงานได้ดีเป็นพิเศษ ในด้านการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ

มอเตอร์ประเภทใดที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าแบบไฮบริด?

รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดใช้ทั้งเครื่องยนต์สันดาปภายในและมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ในรถยนต์ไฮบริดสามารถชาร์จได้ผ่านการเบรกแบบจ่ายพลังงานใหม่หรือชะลอความเร็ว หมายความว่าการชาร์จกระแสไฟส่วนใหญ่ดำเนินการผ่านเครื่องยนต์สันดาปภายใน

รถยนต์ปลั๊กอินไฮบริด (Plug-in Hybrid Electric) ติดตั้งช่องเสียบชาร์จเฉพาะ มอเตอร์ไฟฟ้า และเครื่องยนต์สันดาปเพื่อลดมลพิษได้ประมาณ 30-120 กิโลเมตร แล้วแต่ขนาดของแบตเตอรี่.