เรารู้กันดีว่ารถยนต์ไฟฟ้ามักจะมีน้ำหนักมากกว่ารถยนต์เครื่องยนต์สันดาป (น้ำมัน) ในระดับหรือขนาดใกล้เคียงกันโดยรถยนต์ไฟฟ้าจะหนักกว่ารถยนต์ที่ใช้น้ำมัน ประมาณ 20% – 30% รถยนต์น้ำมันขนาดกลางทั่วไป มีน้ำหนักเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 1,300 – 1,700 บางรุ่นอย่างเอสยูวีคันใหญ่ อาจหนัก 2,200 กิโลกรัม ส่วนรถยนต์ไฟฟ้าที่ขนาดใกล้เคียง กลับมีน้ำหนักพุ่งสูงไปถึง 1,800 – 2,600 กิโลกรัม หรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับขนาดตัวถังและความจุของแบตเตอรี่ แล้วทำไมรถ EV ถึงหนักกว่ามาก? สาเหตุหลักมาจาก น้ำหนักของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาดใหญ่ ที่ติดตั้งอยู่ใต้พื้นรถ ต่างจากรถน้ำมันที่กักเก็บเชื้อเพลิงไว้ในถังน้ำมันซึ่งมีน้ำหนักเบากว่ามาก ยิ่งค่ายรถต้องการให้ EV วิ่งได้ระยะทางไกลต่อการชาร์จมากขึ้นเท่าไร ขนาดและน้ำหนักของแบตเตอรี่ก็ยิ่งมหาศาลตามไปด้วย
เหตุผลที่ทำให้รู้สึกว่าเบรกของรถยนต์ EV ไม่คุ้นเคย หรือมีความรู้สึกว่า เบรกไม่ได้ตอบสนองได้ดีเท่ากับรถยนต์สันดาปภายใน เนื่องจากน้ำหนักรถที่มากกว่า รถ EV มีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ ทำให้น้ำหนักรวมของรถหนักกว่ารถยนต์สันดาปในขนาดเดียวกันมาก เมื่อใช้ความเร็วสูง แรงเฉื่อยของมวลที่หนักกว่า หรือ Momentum จึงมีมากกว่า ทำให้ต้องใช้ระยะทางในการหยุดรถยาวขึ้นหากใช้แรงเหยียบเท่ากัน การไม่เผื่อระยะเบรก เป็นอีกสาเหตุที่ทำให้เกิดอุบัติเหตุตามมา เนื่องจากคนขับรถไฟฟ้า ส่วนใหญ่ ไม่ได้คำนึงถึงน้ำหนักรถที่เพิ่มขึ้นและต้องมีการเผื่อระยะเบรกเพื่อความปลอดภัย
การทำงานร่วมกับระบบ Regenerative Braking: ระบบหน่วงความเร็วอัตโนมัติเมื่อถอนคันเร่ง ทำให้รู้สึกว่ารถชะลอลงตั้งแต่ยังไม่เหยียบเบรก แต่เมื่อต้องเหยียบเบรกจริง ๆ น้ำหนักสัมผัสของแป้นเบรกในรถ EV หลายรุ่น ถูกเซ็ตมาให้มีความนิ่มหรือหน่วง แตกต่างจากรถน้ำมัน ทำให้รู้สึกเหมือนเบรกไม่จับหรือลื่นในช่วงแรก ผ้าเบรกและยางติดรถก็มีส่วนสำคัญ รถ EV เน้นการประหยัดพลังงานและการใช้ระบบ Regenerative Braking เป็นหลัก ผ้าเบรกเดิมจากโรงงานบางรุ่น ไม่ได้เน้นเนื้อสัมผัสที่จิกถนนทันทีแบบสปอร์ต ประกอบกับยางรถ EV มักเน้นลดแรงต้านการหมุน ซึ่งส่งผลต่อการยึดเกาะในยามฉุกเฉินเมื่อต้องใช้เบรกหนักๆ เพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุ การลดต้นทุนเพื่อทำราคาขาย ทำให้คาลิปเปอร์เบรกของรถยนต์ไฟฟ้าพลังสูง เล็กเกินไป หรือมีพลังในการหยุดยั้งแรงบิดจากมอเตอร์น้อยเกินไป ในความเป็นจริง เบรกของรถยนต์ไฟฟ้าที่เร่ง 0-100 กม/ชม. ควรจะมีประสิทธิภาพและขนาดที่ใหญ่กว่านี้ ส่วนใหญ่ให้เบรกมาเล็กเกินไป หรือไม่ก็มีประสิทธิภาพไม่มากพอในการลดความเร็วอย่างฉับพลันทันที
นอกจากนี้ น้ำหนักของแบตเตอรี่ที่หนักอึ้ง ส่งผลให้เกิดอาการหน้าดื้ออย่างชัดเจน เพิ่มแรงแรงเหวี่ยงหรือโมเมนตัมเฉื่อย (Inertia) และสร้างภาระความเครียดสะสมให้กับระบบช่วงล่าง แน่นอนว่า น้ำหนักของตัวรถนั้นส่งผลโดยตรงต่อระยะทางขับขี่จริง ยิ่งหนักมากเท่าไหร่ก็ยิ่งสิ้นเปลืองพลังงานและเบรกได้ยากมากขึ้น
รถที่มีน้ำหนักมาก ต้องใช้พลังงานในการเคลื่อนที่และการหยุดมากกว่า ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อระยะทางเนื่องจากความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้น นำไปสู่การสิ้นเปลืองพลังงานในแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว และทำให้ต้องแวะเข้าสถานีชาร์จไฟบ่อยครั้ง จากการทดสอบ BMW iX1 xDrive30 ซึ่งมีน้ำหนักตัวรถตามสเปกอยู่ที่ 2,010 กิโลกรัม ติดตั้งชุดแบตเตอรี่ความจุ 64.7 kWh สามารถขับขี่ทำระยะทางได้สูงสุด 380 กิโลเมตร ต่อการชาร์จเต็มหนึ่งครั้ง
สิ่งที่น่าสังเกตคือ ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักตัวรถกับระยะทางนั้นเป็นไปในทิศทางแปรผันตรง เนื่องจากวิศวกรยานยนต์ มักจะออกแบบความจุแบตเตอรี่ให้ได้สัดส่วนกับขนาดของตัวรถอยู่แล้ว รถขนาดใหญ่อย่าง Lotus Eletre R ต้องใช้ชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ถึง 112 kWh ป้อนพลังงานให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าสองตัว เพื่อช่วยขับเคลื่อนยักษ์ใหญ่หนัก 2,640 กิโลกรัมคันนี้ให้ทะยานไปได้อย่างรวดเร็ว
อาการหน้าดื้อและระยะเบรกที่ยาวขึ้นของรถยนต์ไฟฟ้า มีแนวโน้มที่จะเกิดอาการหน้าดื้อ หรือ Understeer เนื่องจากน้ำหนักของชุดแบตเตอรี่ และการกระจายน้ำหนักที่แตกต่างจากรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป น้ำหนักของตัวรถส่งผลกระทบต่อลักษณะการควบคุมรถอย่างมาก โดยเฉพาะในจังหวะเข้าโค้ง ยกตัวอย่างเช่น BMW i4 M50 ที่มีน้ำหนัก 2,215 กิโลกรัม แสดงอาการหน้าดื้อออกมาให้เห็นอย่างชัดเจน ตั้งแต่ยังไม่ถึงขีดจำกัดการเกาะถนนของยาง ในระหว่างการทดสอบ
ข้อเสียของรถ EV ที่หนักกว่ารถเครื่องยนต์สันดาปคือ
แรงเฉื่อย เพราะยิ่งรถหนักมากเท่าไร ระยะทางในการเบรกก็ยิ่งยาวขึ้น หมายความว่ารถที่หนัก จะต้องใช้ระยะทางในการหยุดรถมากกว่ารถปกติ ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยในสถานการณ์ฉุกเฉิน แรงเฉื่อยที่มากขึ้น ส่งผลให้เกิดการสึกหรอและเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนต่างๆ มากขึ้น เช่น ผ้าเบรกและยาง แม้ว่ารถยนต์ไฟฟ้ารุ่นใหม่ๆ จะถูกติดตั้งระบบความปลอดภัยแบบเชิงรับ (Passive Safety) และเชิงรุก (Active Safety) แต่อุบัติเหตุก็ยังเกิดขึ้นกับรถยนต์ไฟฟ้าที่คนขับขาดความระมัดระวัง ในความเป็นจริง น้ำหนักตัวรถที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 450 กิโลกรัม มีโอกาสส่งผลให้ความเสี่ยงในการเสียชีวิตจากอุบัติเหตุพุ่งสูงขึ้นถึง 47%
ยิ่งไปกว่านั้น ความเสี่ยงต่อผู้ใช้รถใช้ถนนที่เปราะบาง เช่น คนเดินเท้า จักรยานและจักรยานยนต์ เพราะน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของรถ EV สามารถก่อให้เกิดการบาดเจ็บที่รุนแรงมาก หากเกิดการชนกับจักรยานหรือมอเตอร์ไซค์ น้ำหนักตัวรถที่สูงขึ้น ยังสร้างภาระภาระหนักให้กับช่วงล่าง ยางและผ้าเบรก ซึ่งส่งผลต่อทั้งสมรรถนะและความทนทานในระยะยาวของยานยนต์
ระบบเบรก ผ้าเบรกหมดเร็วจริง หรือยืดอายุได้มากกว่ากัน?
การขับขี่ใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าทั่วไป ผ้าเบรกรถ EV แน่นอนว่าหมดช้าลงมาก แต่จะกินผ้าเบรกและจานเบรกหนักมากเมื่อเบรกกะทันหัน หรือเจอปัญหาจานเบรกขึ้นสนิม
ตัวช่วยหรือระบบเบรกสะสมพลังงาน (Regenerative Braking) เมื่อถอนคันเร่ง มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำหน้าที่เป็นเจนเนอเรเตอร์เพื่อหน่วงรถและปั่นไฟกลับเข้าแบตเตอรี่ การDeceleration (ลดความเร็ว) ในชีวิตประจำวันกว่า 70–80% จึงไม่ได้ใช้ Friction Brake (ผ้าเบรกกดจานเบรก) ทำให้ผ้าเบรกของรถ EV หลายรุ่นมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ารถน้ำมัน 2–3 เท่า นั่นคือการขับแบบปกติ แต่ถ้าวันไหนเกิดขับเร็วขึ้นมา ระยะเบรกก็จะเปลี่ยนไป และการใช้เบรกหนักๆ ควบคู่ไปกับระบบเบรกสะสมพลังงาน ในความเป็นจริง การเผื่อระยะเบรกไปด้วย จะช่วยทำให้การใช้รถยนต์ EV มีความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น
จุดที่เบรกทำงานหนักสุด เมื่อต้องแบกน้ำหนัก 2.5 -2.7 ตัน
แรง kinetic energy น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น 20–30% จากแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ เมื่อต้องเบรกกะทันหันในย่านความเร็วสูง หรือลงทางชันต่อเนื่อง มอเตอร์จะไม่สามารถดึงพลังงานกลับได้ทัน ระบบจะสลับมาใช้ผ้าเบรกจับจานเบรก 100% ในจังหวะนั้น ผ้าเบรกจะต้องรับแรงกดและสร้างความร้อนมหาศาล เพื่อหยุดมวล 2.5 ตัน ทำให้อัตราการสึกหรอของผ้าเบรกสูงกว่ารถน้ำมันปกติอย่างเห็นได้ชัด ในการกระทืบเบรกแต่ละครั้ง
ผลกระทบข้างเคียง
เนื่องจากการใช้งานผ้าเบรกน้อยเกินไป ในพื้นที่ชื้นอาจทำให้เกิด สนิมจับหน้าจานเบรก (Corrosion) หรือเกิดอาการ Glazing (หน้าผ้าเบรกไหม้ด้าน) จากการที่นานๆ ทีจะถูกกดใช้งานอย่างรุนแรงแบบกะทันหัน
ช่วงล่าง ภาระหนักที่ต้องแบกรับตลอด 24 ชั่วโมง
ช่วงล่างคือจุดที่รับศึกหนักที่สุดของรถ EV น้ำหนัก 2.5 ตัน เพราะต้องรับแรงทั้งแนวตั้ง (Weight Load) และแนวขนาน (Dynamic Force)
การเสื่อมสภาพของ บูชยาง, บูกลูกหมาก และโช้คอัพ เมื่อถูกกดทับตลอดเวลา รถ EV น้ำหนัก 2.5 ตัน (เช่น SUV ไซส์กลาง-ใหญ่) กดทับสปริง โช้คอัพ และบูชยาง (Rubber Bushings) ทำให้บูชยางทรุดตัวและแตกร้าวเร็วขึ้น
แรงกระแทกเฉียบพลัน (Impact Load) เมื่อรถหนัก 2.5 ตัน ตกหลุมหรือเจอกับคอสะพาน โมเมนตัมซ้ำเติม shock absorber ให้ต้องถ่ายเทแรงกดมหาศาลเพื่อไม่ให้ตัวรถกะแทกถึงจุด Bump Stop โช้คอัพและวาล์วภายในจึงเสื่อมสภาพเร็วกว่าปกติ
แรงบิดมหาศาล (Instant Torque Force)
รถ EV กดคันเร่งแล้วแรงบิดออกทันที การพุ่งตัวหรือชะลอตัวอย่างรวดเร็วทำให้เกิดแรงถ่ายเทน้ำหนักหน้า-หลัง อย่างรุนแรง บูชปีกนก ลูกหมากเต้า ต้องรับแรงดึง-แรงดันกระชากสูงมาก
ตัวแปรเพิ่มเติม ยางรถยนต์
เมื่อช่วงล่างและเบรกรับภาระหนัก ภาระทั้งหมดจะถูกถ่ายทอดลงที่ ยางรถยนต์ (Tires) ยางรถ EV จะเสื่อมสภาพและหน้ายางหมดเร็วกว่ารถน้ำมันประมาณ 20% – 30%
น้ำหนักกด 2.5 ตัน
แรงบิดมหาศาลขณะออกตัว
แรงหน่วงแบบต่อเนื่องจาก Regenerative Braking
ผ้าเบรก หากขับเนียนๆ ไม่ขับซิ่ง ผ้าเบรกหมดช้ากว่ารถน้ำมัน แต่ต้องระวังเรื่องสนิมจับจานเบรก แต่ถ้าเป็นสายขับเร็ว เบรกหนัก ผ้าเบรกจะหมดไวและไหม้ง่ายกว่าปกติมาก
ช่วงล่าง (โช้ค/บูช/ลูกหมาก) เสื่อมสภาพไวกว่ารถน้ำมันชัดเจน ค่ายรถจึงต้องหันมาใช้ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมอัลลอยด์, สปริงค่า K สูง หรือระบบช่วงล่างถุงลม (Air Suspension) เพื่อเข้ามาช่วยพยุงและควบคุมมวล 2.5 ตันให้มีความเสถียร
ทำไมรถยนต์ไฟฟ้าถึงมีน้ำหนักมากกว่า?
สาเหตุหลักที่ทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีน้ำหนักมากกว่าคือน้ำหนักของแบตเตอรี่ แตกต่างจากรถยนต์เบนซินหรือดีเซลที่กักเก็บน้ำมันไว้ในถังที่มีน้ำหนักเบา รถ EV ต้องพึ่งพาระบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาดใหญ่ในการเก็บพลังงาน แบตเตอรี่นั้นหนักกว่าถังน้ำมันแบบเดิม เป็นสัดส่วนน้ำหนักหลักของตัวรถทั้งคัน ในรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป (ICE) น้ำหนักส่วนใหญ่จะมาจากเครื่องยนต์ เกียร์ ระบบไอเสีย และระบบน้ำมันเชื้อเพลิง ส่วนรถ EV ชิ้นส่วนของระบบขับเคลื่อนสันดาปภายใน ถูกแทนที่ด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่ EV ขนาดใหญ่ที่ติดตั้งอยู่ใต้พื้นรถ
น้ำหนักแบตเตอรี่ที่ต้องใช้เพื่อให้ได้ระยะทางขับขี่ที่ไกลขึ้นนั้นมีมวลมหาศาล ยิ่งชุดแบตเตอรี่มีขนาดใหญ่ รถก็ยิ่งวิ่งได้ไกลขึ้นต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง นี่คือเหตุผลว่าทำไมเอสยูวีไฟฟ้าสายเดินทางไกลหรือรถ EV สำหรับครอบครัวถึงมักมีน้ำหนักมากกว่าคู่แข่งที่เป็นรถเบนซินหรือดีเซล
แน่นอนว่า รถยนต์เบนซินและดีเซลยุคใหม่หลายรุ่นเองก็มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไปเช่นกัน จากการติดตั้งระบบความปลอดภัย ออปชันเทคโนโลยีที่เพิ่มขึ้น และมิติตัวถังที่ใหญ่ขึ้น
รถ EV หนักกว่ารถน้ำมันมากแค่ไหน?
โดยเฉลี่ยแล้ว รถยนต์ไฟฟ้าจะมีน้ำหนักมากกว่ารถยนต์เครื่องยนต์สันดาปในระดับเดียวกันประมาณ 20–30%
ตัวอย่างเช่น รถยนต์เบนซินขนาดกลางทั่วไปมีน้ำหนักระหว่าง 1,300 ถึง 1,700 กิโลกรัม ขณะที่รถยนต์ไฟฟ้าขนาดใกล้เคียงกันอาจมีน้ำหนักตั้ง 1,800 ถึง 2,600 กิโลกรัม ขึ้นอยู่กับขนาดของแบตเตอรี่
น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น ส่วนใหญ่มาจากระบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน นอกจากนี้ รถทรงเอสยูวีโดยธรรมชาติต้องหนักกว่ารถแฮตช์แบ็กขนาดเล็กอยู่แล้วไม่ว่าจะใช้ระบบขับเคลื่อนแบบไหน การจัดสรรและกระจายน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของรถยนต์ไฟฟ้า ช่วยเพิ่มความมั่นคงและความนุ่มนวลในการขับขี่ เนื่องจากชุดแบตเตอรี่ถูกติดตั้งไว้ต่ำบริเวณแชสซีส์ ทำให้รถ EV โดยทั่วไปมี จุดศูนย์ถ่วงต่ำกว่ารถยนต์เบนซินและดีเซล จุดศูนย์ถ่วงที่ต่ำลงช่วยลดอาการโคลงของตัวถัง มีความเสถียรขณะเข้าโค้ง และสร้างฟีลลิ่งการขับขี่ที่เกาะถนน
หนึ่งในข้อได้เปรียบของมอเตอร์ไฟฟ้า คือ แรงบิดที่มาแบบฉับพลันทันที แตกต่างจากรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถเค้นแรงบิดสูงสุดออกมาได้เกือบจะในทันทีที่กดคันเร่ง ช่วยชดเชยน้ำหนักตัวถังที่เพิ่มขึ้น หมายความว่ารถ EV สามารถทำอัตราเร่งได้อย่างรวดเร็ว แม้จะมีน้ำหนักรวมมากกว่า และน้ำหนักตัวที่เพิ่มขึ้นนั้นก็ส่งผลกระทบกับระบบเบรก ช่วงล่าง และยาง อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้.
อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/