มอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้า ใช้ได้นานกี่ปี?

การทำงานของรถยนต์ไฟฟ้า (Electric Vehicle: EV) มีหลักการพื้นฐานที่แตกต่างจากรถยนต์น้ำมันอย่างสิ้นเชิง โดยเปลี่ยนจากการใช้การระเบิดในห้องเครื่องมาเป็นการใช้พลังงานไฟฟ้าขับเคลื่อนมอเตอร์โดยตรง   ส่วนประกอบสำคัญและหน้าที่แบตเตอรี่แรงดันสูง (Battery Pack): ทำหน้าที่เก็บพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เพื่อใช้เป็นพลังงานหลักในการขับเคลื่อนอินเวอร์เตอร์ (Inverter) ตัวแปรสำคัญที่ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากแบตเตอรี่ ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อส่งให้มอเตอร์ และยังควบคุมความเร็วและกำลังของมอเตอร์ด้วย

มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor): เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกลเพื่อหมุนล้อรถยนต์ชุดเกียร์ (Transmission) รถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่มักใช้เกียร์ความเร็วเดียว (Single-speed / 2 Speed) เนื่องจากมอเตอร์ให้แรงบิดสูงสุดได้ทันทีระบบควบคุม (Vehicle Control Unit)  เปรียบเสมือนสมองกลที่บริหารจัดการการไหลของพลังงานทั้งหมดในรถ  ขั้นตอนการทำงานขณะขับขี่การรับคำสั่ง  เมื่อผู้ขับขี่เหยียบคันเร่ง ระบบควบคุมจะส่งสัญญาณไปยังอินเวอร์เตอร์การแปลงพลังงาน: อินเวอร์เตอร์จะดึงไฟฟ้าจากแบตเตอรี่และแปลงเป็นกระแสสลับตามปริมาณที่ต้องการการหมุนของมอเตอร์ มอเตอร์ขับเคลื่อน จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อหมุนแกนโรเตอร์ และส่งกำลังผ่านชุดเกียร์ไปยังล้อ

ระบบปั่นไฟกลับเพื่อสะสมพลังงาน (Regenerative Braking)  เมื่อปล่อยคันเร่งหรือเหยียบเบรก มอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เปลี่ยนพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่กลับเป็นไฟฟ้าไปเก็บไว้ในแบตเตอรี่ 

ระบบการชาร์จพลังงานไฟฟ้า 
AC Charging (ชาร์จปกติ): ใช้กับไฟบ้านหรือตู้ชาร์จทั่วไป โดยรถจะมีตัวแปลง (On-board Charger) เปลี่ยนไฟ AC จากบ้านให้เป็น DC เพื่อเก็บในแบตเตอรี่

DC Fast Charge (ชาร์จเร็ว): จ่ายไฟ DC เข้าสู่แบตเตอรี่โดยตรงผ่านสถานีชาร์จความเร็วสูง ช่วยลดเวลาชาร์จเหลือเพียง 30–60 นาที หรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับตู้ชาร์จว่าปล่อยกระแสไฟได้มากขนาดไหน ในระหว่างการชาร์จ มีรถไฟฟ้ามาชาร์จอยู่ในตู้เดียวกันหรือไม่ 

รถยนต์ไฟฟ้า (EV) ขับเคลื่อนด้วยระบบที่เรียบง่ายกว่ารถยนต์สันดาป แต่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในการจัดการพลังงาน  เริ่มจากหัวใจของระบบขับเคลื่อน ซึ่งแน่นอนว่า มันคือ มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor) นั่นเอง มอเตอร์ไฟฟ้า ไม่ว่าจะเดี่ยว หรือคู่ ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลเพื่อหมุนล้อ ในรถยนต์ไฟฟ้ายุคใหม่ นิยมใช้มอเตอร์ขับเคลื่อน 2 ประเภท คือ PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) ให้ประสิทธิภาพสูง ขนาดเล็ก นิยมใช้ในรถ EV ส่วนใหญ่ อีกแบบคือ Induction Motor  ทนทานและราคาถูกกว่า แต่มักใช้ในรถสมรรถนะสูง 

ยานยนต์ EV ส่วนใหญ่ใช้เกียร์อัตโนมัติแบบซิงเกิลสปีด (อัตราส่วนเดียว) เพื่อลดความเร็วในการหมุนระหว่างมอเตอร์และล้อ เช่นเดียวกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน มอเตอร์ไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพสูงสุดที่รอบต่ำและโหลดสูง ในขณะที่รถยนต์ไฟฟ้าอาจมีระยะการขับขี่ที่ยอมรับได้โดยใช้เกียร์เดียว แต่รถปิกอัพและ SUV ที่หนักกว่าที่ออกแบบมาเพื่อบรรทุก จะเพิ่มระยะด้วยอัตราทดเกียร์ที่หลากหลาย แต่รถยนต์ไฟฟ้าบางรุ่น เช่น Audi e-tron GT และ Porsche Taycan ใช้เกียร์สองสปีด การมีแค่เกียร์เดียวหรือสองเกียร์ ผกผันกับต้นทุนในการพัฒนา นั่นเป็นสาเหตุว่าทำไมรถยนต์ไฟฟ้า EV ที่มีมากกว่าหนึ่งเกียร์จึงไม่ใช่เรื่องปกติ แต่ในอนาคตอันใกล้นี้ คาดการณ์ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงระบบส่งกำลังของรถยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะมอเตอร์และเกียร์ ให้มีประสิทธิภาพดีขึ้นไปเรื่อยๆ รวมถึงมีขนาดที่เล็กลง 

ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้า: อะซิงโครนัสกับซิงโครนัสมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสองประเภท ที่ใช้สร้างแรงฉุดลากสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า: แบบอะซิงโครนัส (หรือที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำ) และแบบซิงโครนัส

ในมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสหรือแบบเหนี่ยวนำ โรเตอร์จะถูกดึงเข้าสู่การหมุน โดยพยายาม "ไล่ตาม" อย่างต่อเนื่องกับสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยสเตเตอร์ มอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้าประเภทนี้ เป็นที่รู้จักในด้านกำลังขับที่สูงและเป็นมอเตอร์ทั่วไปในยานพาหนะพลังงานไฟฟ้า

สำหรับมอเตอร์แบบซิงโครนัส ในทางกลับกัน โรเตอร์จะหมุนด้วยความเร็วเดียวกับสนามแม่เหล็ก ให้แรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำ จึงเหมาะสำหรับการขับขี่ในเมือง ข้อดีอีกประการหนึ่งคือขนาดของมัน มอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสอาจมีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา

ส่วนประกอบสำคัญและระบบจัดการพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้า 
Inverter (อินเวอร์เตอร์): "หัวใจ" ของการควบคุม แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากแบตเตอรี่เป็นกระแสสลับ (AC) เพื่อส่งให้มอเตอร์ และควบคุมความเร็ว/แรงบิด
Battery Pack  แหล่งเก็บพลังงาน (มักเป็น Lithium-ion)
BMS (Battery Management System)  ระบบสมองกลที่ดูแลทุกอย่าง ตั้งแต่การรักษาสมดุลแรงดันเซลล์ การควบคุมอุณหภูมิ และความปลอดภัย เพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่
DC-DC Converter: แปลงไฟแรงดันสูงจากแบตเตอรี่หลัก มาเป็นไฟ 12V เพื่อใช้กับอุปกรณ์ในรถ (ไฟส่องสว่าง, หน้าจอ, เครื่องเสียง)

การรับกระแสไฟจากแบตเตอรี่ของมอเตอร์ กระแสไฟไหลจากแบตเตอรี่ผ่าน Inverter ตามการเหยียบคันเร่งของผู้ขับ นอกจากนี้ยังมีระบบ Regenerative Braking หรือระบบเบรกสะสมพลังงาน ที่มอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นเครื่องปั่นไฟขณะชะลอรถ เพื่อส่งกระแสไฟกลับไปเก็บในแบตเตอรี่ด้วย

การซ่อมบำรุงและราคา
การซ่อมบำรุงของมอเตอร์ไฟฟ้า น้อยกว่ารถน้ำมันมาก เพราะไม่มีการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่อง กรองอากาศเครื่องยนต์ หรือหัวเทียน สิ่งที่ต้องดูแลคือ ระบบหล่อเย็น (Coolant), น้ำมันเกียร์ (Reduction Gear), ระบบเบรก และยาง 
ราคาอะไหล่ ไม่น่าเชื่อว่า มอเตอร์ไฟฟ้า มีอายุการใช้งาน 15-20 ปี  หากเสียมักใช้วิธีเปลี่ยนยกชุด ซึ่งราคาสูง (หลักแสนบาท) แต่โอกาสเสียมีน้อย แบตเตอรี่: เป็นชิ้นส่วนที่แพงที่สุด (ประมาณ 30-50% ของราคารถ) แต่ปัจจุบันมีการรับประกันที่ยาวนาน (8 ปี หรือ 160,000 กม. ขึ้นไป)

อายุการใช้งานของมอเตอร์ในยานยนต์พลังงานไฟฟ้า 
มอเตอร์ไฟฟ้าถูกออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานยาวนานเกือบตลอดอายุของตัวรถ สำหรับตัวเลขระยะเวลาการใช้งาน โดยทั่วไปมอเตอร์ไฟฟ้าสามารถใช้งานได้นาน  15-20 ปี หรือคิดเป็นระยะทางประมาณ 180,000 - 200,000 กิโลเมตร ขึ้นไป ก่อนที่จะต้องมีการซ่อมบำรุงครั้งใหญ่ ส่วนการรับประกันจากศูนย์  ค่ายรถยนต์ส่วนใหญ่ เช่น BYD, MG และ GWM มักให้การรับประกันมอเตอร์ไฟฟ้าควบคู่กับแบตเตอรี่ที่ 8 ปี หรือ 150,000 - 180,000 กิโลเมตร สิทธิพิเศษ: บางแบรนด์อย่าง GAC AION หรือ Deepal อาจมีการเสนอการรับประกันแบบตลอดอายุการใช้งาน (Lifetime Warranty) ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด 

การดูแลรักษามอเตอร์ขับเคลื่อนของรถยนต์ไฟฟ้า 

การดูแลมอเตอร์ไฟฟ้านั้นทำได้ง่ายและมีค่าใช้จ่ายต่ำกว่ารถยนต์น้ำมัน

ระบบหล่อเย็น (Coolant): ตรวจเช็กระดับน้ำยาหล่อเย็นมอเตอร์ตามระยะ เพื่อป้องกันความร้อนสะสมขณะใช้งานหนัก

ลักษณะการขับขี่  หลีกเลี่ยงการกระชากคันเร่งอย่างรุนแรงต่อเนื่องนานๆ เพราะจะทำให้มอเตอร์และชุดเกียร์เกิดความร้อนสูง

การเช็กระยะ เข้าตรวจเช็กที่ศูนย์บริการตามรอบ (เช่น ทุก 20,000 กม.) เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของจุดเชื่อมต่อสายไฟและซอฟต์แวร์ควบคุม

น้ำมันเกียร์ มอเตอร์ไฟฟ้ามักเชื่อมต่อกับเกียร์แบบจังหวะเดียว (Single-speed) ซึ่งอาจต้องมีการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเกียร์ตามที่คู่มือกำหนด.

E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/