สถานีเติมแบตเตอรี่ไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ในปี 2020

สถานีเติมแบตเตอรี่ไฟฟ้าสำหรับรถยนต์อีก 7 ปีข้างหน้า เป็นไปได้ไหม?

ที่เขียนเรื่องนี้ขึ้นมาเพราะอยากให้เป็นที่แชร์ลิงค์ที่น่าสนใจหลายๆ อันในเรื่องรถไฟฟ้า ไม่รู้เหมือนกันว่าอีกหลายปีข้างหน้ากลับมาอ่านจะตลกไหม บทความนี้เพื่อเเป็นบทความที่เขียนหลังจากอ่านข้อมูลจากหลายแหล่ง และสรุปโดยใช้ความคิดเห็นส่วนตัว บางเรื่องเป็นเพียงสิ่งที่คาดหวังยังไม่เป็นข้อเท็จจริง

ทำไมถึงอยากผลิตรถยนต์ไฟฟ้ากัน

เรากำลังพูดถึงรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น นิสสัน LEAF รถแบบนี้จะไม่มีเครื่องยนต์แบบน้ำมัน ไม่มีแรงอัดในกระบอกสูบ ไม่มีหัวฉีด ไม่มีถังน้ำมัน ไม่มีระบบท่อไอเสีย ซึ่งเท่ากับการลดความซับซ้อน และลดทนทุนลงไปได้มาก นอกจากนี้ยังดึงดูดใจผู้ใช้เนื่องจากค่าพลังงานต่อกิโลเมตรถูกมาก หากมองแค่ค่าไฟฟ้าที่วิ่งไปต่อระยะ 1 กิโลเมตร ก็ไม่ถึง 60 สตางค์ ถูกกว่าทุกระบบที่มีอยู่ในตลาด นอกจากนี้รถยนต์ไฟฟ้ายังเพิ่มโอกาสในการเข้ามาของผู้ผลิตรายใหม่ หรือการเป็นผู้นำรายใหม่ และที่สำคัญที่สุดคือ มันดูเป็นไปได้จริงในแง่ปฎิบัติ

เมื่อสองสัปดาห์ก่อนผมยังไม่เห็นด้วยว่ารถยนต์ไฟฟ้า “จะมา” ได้เลยผมมองว่ายังไงไฮบริดก็ดีกว่าในหลายแง่ หรือว่าถ้าอยากจะประหยัดเพิ่มขึ้นก็ขยับไปปลั๊กอินไฮบริดก็ยังน่าสนกว่ารถไฟฟ้า แต่มาตอนนี้มุมมองเปลี่ยนไปบ้างก็เลยอ่านข้อมูลเพิ่มแล้วก็เขียนบทความนี้ขึ้นมา จุดที่เปลี่ยนความคิดเนื่องมาจากการที่ Tesla แก้จุดอ่อนในการรอคอยการชาร์จประจุไฟฟ้า มาเป็นเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่ประจุไว้แล้ว เพื่อกลบข้อด้อยของเทสล่าที่เป็นรถไฟฟ้า super car แต่มีข้อจำกัดที่น่าหงุดหงิด ก็คือการรอคอยระหว่างการชาร์จไฟ ทำให้เทสล่าเสนอทางเลือกที่ 3

การใช้วิธีเปลี่ยนแบตฯมาใช้แบตฯลูกเต็มก็เหมือนการแก้ไขที่ใครๆ ก็คาดได้ เหมือนรถเด็กเล่นที่น้องๆ ซื้อมาแข่งกัน แบตฯหมดก็เปลี่ยน จบง่ายๆ แต่มันน่าสนใจเวลามองภาพรวมเมื่อมองไปถึง สถานีเปลี่ยน แบตเตอรี่ แทนที่ ปัมพ์น้ำมัน โดยมีเรื่องอื่นมาสะกิดใจ โซล่าร์เซลล์ พาวเวอร์ทูกริด ขนาดและแนวโน้มราคาแบตเตอรี่ ระบบชาร์จเร็ว ทั้งหมดเหล่านี้รวมๆ กันแล้วน่าสนใจมาก

อัตราประหยัดน้ำมันของรถไฟฟ้า กับไฮบริดต่างกันแค่ไหน

ไฮบริด จากประสบการณ์ เฉลี่ยที่ใช้พริอุส 7 พันกิโลเมตรเฉลี่ยได้ 20 กม.ต่อลิตร ถ้ามองเป็นเงินต่อกิโลเมตรเฉลี่ยๆ อยู่ที่ 1.8 บาทต่อกิโลเมตร ในขณะที่รถยนต์ไฟฟ้า อย่างนิสสันลีฟใช้ไฟฟ้าเฉลี่ย 0.212 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อกิโลเมตร ค่าไฟฟ้าต่อหน่วยประมาณ 3 บาท จะได้ว่าระยะทาง 1 กม. ใช้ไฟฟ้าเป็นเงิน 60 สตางค์ รถไฟฟ้าประหยัดกว่าไฮบริดประมาณ 3 เท่าตัว นั่นคือสมมติถ้าเราจ่ายเงินเท่ากันขับไฮบริดไปได้ 10000 กม. เราจะขับรถไฟฟ้าไปได้ถึง 30000 กม. (ซึ่งด้วยเงินเท่ากันนี้จะขับรถน้ำมันเบนซินไปได้เพียง 5000 กม.) หรือจะลองเทียบกับ Fit หรือ Prius ที่คาดว่าจะออกในปี 2014, 2015  สูงสุดที่คาดหวังได้คือ 40 กม.ต่อลิตร จะมีค่าใช้จ่ายที่กิโลเมตรละ 95 สตางค์ รถไฟฟ้าก็ยังประหยัดกว่า 60 ต่อ 95 ความเป็นได้ของรถยนต์ไฟฟ้าก็ยังดึงดูดอยู่

แร่ลิเธียมที่ทำ แบตเตอรี่คุณภาพสูงจะมีพอให้รถไฟฟ้ากี่คันในโลกนี้

รถยนต์ไฟฟ้ายุคปัจจุบันจะใช้ แบตเตอรี่ Li-Ion ซึ่งพบแล้วว่าแค่ประเทศโบลิเวียก็มีธาตุลิเธียมเพียงพอสำหรับ แบตเตอรี่ทำรถยนต์ไปได้ถึง 4800 ล้านคัน และยังมีแหล่งลิเธียมที่ประเทศอื่นๆ อีก นอกจากนี้เรานำลิเธียมกลับมาใช้ใหม่ได้ ทำให้ผู้ผลิตรถยนต์มองว่าไม่มีปัญหาขาดแคลนลิเธียมผลิตแบตฯรถยนต์ไฟฟ้า ในขณะเดียวกันก็มีข้อมูลเผยแพร่ในสื่อและสถาบันวิจัยว่า แบตฯลิเธียมไอออนไม่ได้สร้างปัญหาอย่างมีนัยสำคัญ (ตามอ่านลิงค์ด้านล่าง)

ข้อด้อยของรถยนต์ที่ใช้ไฟฟ้าเพียวๆ

ข้อด้อยเรื่องความจุและระยะทางใช้งานเป็นข้อด้อยแรกๆ ที่คนส่วนใหญ่พูดถึง เป็นต้นว่า นิสสันลีฟ ในป้าย EPA ยอมรับว่าใช้งานได้ที่ 117 กม. ซึ่งเพียงพอกับการใช้ชีวิตทำงานในเมืองทั่วไป แต่ก็มีคำถามว่าแล้วถ้าเราเอาไปใช้ในชีวิตจริงซึ่งมีการขับไปไหนๆ วันละ 200 กม. เช่น ขับไปพัทยา หรือคนมีอาชีพเป็นเซลล์ หรือใช้เป็นรถประจำสำนักงาน จะไหวไหม เค้าก็มีทางชาร์จอยู่ ซึ่งเดี๋ยวจะเขียนในเรื่องการชาร์จไฟ แต่โดยรวมสำหรับการใช้งานแบบนั้นคงจะไม่เหมาะเท่าไหร่

นอกจากเรื่องระยะทางที่วิ่งต่อการชาร์จในรถเล็กๆ ก็มีทางออกคือซื้อรถที่มีประจุไฟฟ้าที่เยอะขึ้น ไปได้ไกลขึ้น  ตัวอย่างของรถเทสล่าก็เป็นตัวอย่างนึง ซึ่งขับได้ถึง 245 ไมล์หรือ 400 กิโเลเมตรต่อการชาร์จ 1 ครั้งซึ่งพอกับการขับรถไปๆกลับๆ ที่ทำงานถึงบ้าน ไปไหนต่อไหนเป็นสัปดาห์ พอเข้าบ้านก็เสียบชาร์จเพิ่ม ดูเหมือนจะไม่เป็นปัญหา แต่พอมองว่า “เป็นรถหรูใช้ขับเที่ยวเท่ๆ” เช่น ตั้งใจจะขับรถเทสล่าจากกรุงเทพไปเชียงใหม่เพื่อเปลี่ยนบรรยากาศแล้วหล่ะก็จะต้องกำหนดเส้นทางให้ดีมีทางเลือก 2 ทาง คือหาที่แวะพัก 2 ชั่วโมงกลางทางเพื่อชาร์จด้วยเครื่องชาร์จพกพาแล้วไปได้อีก 100 กม. ก็เป็นการเสียเวลารอคอยนานเกินไป ซึ่ง ณ. จุดนี้เทสล่าจึงได้เสนอวิธีชาร์จเร็ว Supercharge ด่วนแบบ 40 นาทีชาร์จได้ 80% (ไปได้ 320 กม.) และวิธีเปลี่ยน Battery Swap ภายใน 90 วินาที แต่นั้นหล่ะเจ้าของรถก็ต้องแพลนว่าจะไปหาแหล่งนี้ได้ที่ไหน พร้อมเตรียมนึกกิจกรรมทำระหว่างรอไปด้วย ทำให้คนมีเงินระดับที่ซื้อเทสล่าได้อาจจะต้องเปลี่ยนเอาคันอื่นขับไปเที่ยวแทน

โดยส่วนตัวแล้วคิดว่ารถยนต์ไฟฟ้าที่เหมาะกับคนทั่วไป คือรถที่ควรจะมีระยะทางวิ่งได้ขั้นต่ำ 300 กม. แบบต่อเนื่องแล้วค่อยให้กลับไปชาร์จยาวๆ สัก 1 คืนหรือถ้าไม่ได้ถึง 300 กม. แต่ต้องแวะจุดเติมประจุไฟฟ้าไม่เกิน 10 นาทีแล้วไปต่อได้ อันนี้ก็พอจะรับได้ แต่ถ้าเกิน 10 นาที อันนี้ลองดูจากปัมพ์ NGV บ้านเราก็จะเห็นว่าโดนบ่นแน่นอน ขนาดมีปัมพ์เกือบ 500 จุดแล้วก็ตาม ทำให้มองเห็นว่า แนวทาง Battery Swap เป็นแนวทางที่แก้ข้อด้อยเรื่องข้อจำกัดระยะทางไปได้จริง

ราคาและอายุ แบตเตอรี่รถไฟฟ้า

จากบทความด้านล่าง ได้ข้อมูลว่า ณ เวลานี้ ราคา แบตเตอรี่ยกแพ็คของนิสสันลีฟที่อเมริกาคือ 16500 ดอลล่าร์สหรัฐ หรือประมาณเกือบ 5 แสนบาท และราคายกแพ็คของแบตฯเทสล่า โมเดล S ขนาด 85 kWh อยู่ที่ 72400 ดอลล่าร์สหรัฐ หรือประมาณ 2.2 ล้านบาท ส่วนในเรื่องของอายุก็มีการคาดเดากันว่าจะนับเป็นรอบการชาร์จได้ 7000-10000 ครั้งเต็ม ถ้าชาร์จวันละครึ่งลูกจาก 50% มาเป็น 100% เต็มก็ได้สัก 2 เท่าตัว เรียกว่าไม่มีปัญหาเรื่องจำนวนการชาร์จ แต่ปัญหาหลักมันอยู่ที่ราคา เลยทำให้กลับไปเป็นปัญหาของการเติมประจุแบบ Battery Swap ของราคา 5 แสนถึง 2 ล้านกว่า จะมั่นใจได้อย่างไรว่าได้แบ็ตลูกที่ดีเท่ากับที่คืนไป ใครจะเป็นคนลงทุนซื้อแบตเตอรี่ไว้ให้บริการลูกค้า จะคุ้มกับผลกำไรที่ได้รับหรือไม่ หรือว่าบริษัทรถยนต์จะรับภาระนี้เอง เพราะดูเหมือนจะไม่จูงใจทั้งผู้ประกอบการและผู้ผลิต แบตเตอรี่ให้ออกเงินตรงนี้เพื่อให้พวกเค้าขายรถไฟฟ้าได้อย่างแน่นอน

แต่นอกจากราคาที่สูงลิ่วก็ยังมีข่าวดีแทรกว่าจากสถิติแล้วราคา แบตเตอรี่จะลดลง 14% ทุกๆ ปี ซึ่งราคาต่อ ความจุกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) ในปี 2009 ราคามากกว่า 1000 ดอลล่าร์สหรัฐ ปี 2011 อยู่ประมาณ 800 ดอลล่าร์สหรัฐ ปี 2012 อยู่ประมาณ 689 ดอลล่าร์สหรัฐ หรือประมาณ 2 หมื่นบาท  ปี 2013 นี้เหลือประมาณ 400-550 ดอลล่าห์สหรัฐ ทำให้ราคาในปี 2020 น่าจะอยู่ที่ 200 ดอลล่าร์สหรัฐ หรือ 6000 บาท ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงซึ่งหมายถึงรถขนาดนิสสันลีฟจะเปลี่ยนแบตฯทีละแสนกว่าบาท ซึ่งถ้าเทียบค่าเงินในอีก 7 ปีข้างหน้าแสนกว่าบาทก็อาจจะเทียบกับการจัดแม็กพร้อมยางระดับกลางๆ ชุดนึง (พรีอุสไฮบริดปลั๊กอินมีแบตฯอยู่ประมาณ 4.4 kWh นิสสันลีฟมี 24 kWh เทสล่ามี 60 กับ 85 kWh)

ก็คาดหวังหล่ะครับว่าราคาจะลงได้อย่างรวดเร็ว เหมือนฮาร์ดดิส แรม เมมโมรี่ หรือความละเอียดของกล้อง และจอ และสินค้าอิเลคทรอนิคส์เทคโนโลยีอื่นๆ

กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อระยะทาง

นิสสันลีฟใช้ไฟฟ้า 0.212 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อระยะทางกิโลเมตร (0.212 kWh/km) ส่วนเทสล่าโมเดล S ใช้ไฟฟ้า 0.237 kWh/km (แม้ขนาดรถจะต่างกันแต่อัตราการใช้ไฟฟ้าต่อระยะทางต่างกันแค่ 10%) ซึ่งถ้านำค่าเฉลี่ยนี้ไปคำนวนว่าระยะทาง 80 กิโลเมตร จะต้องมีแบตฯเท่าไหร่ก็จะได้ว่าต้องมีแบ็ตที่มีความจุประมาณ 18 kWh ถ้าคาดหวังในอนาคตการขับเคลื่อนมีประสิทธิภาพกว่านี้อีกหน่อยรวมกับการคาดเรื่องราคาที่ 200 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ณ ตอนนั้นก็จะใช้เงินประมาณ 1 แสนบาทซื้อแบตฯเพื่อใช้ในซื้อแบตฯรถไฟฟ้าเพิ่มระยะการขับเคลื่อน 80 กิโลเมตร

ทางเลือกเมื่อแบ็ตหมด

– ชาร์จปกติที่บ้านโดยตัวชาร์จที่มากับรถ (ขนาด 3.3 กิโลวัตต์ on board charge หรือรุ่นใหม่ก็จะเป็นขนาด 6.6 กิโลวัตต์) ซึ่งประจุได้เทียบระยะทางคือชาร์จชั่วโมงไปได้อีก 20-40 กม.

– ชาร์จเร็วที่สถานีชาร์จ (direct current charge quick charge) เช่น CHAdeMO (50-60kW ซึ่งชาร์ต 30 นาทีไปได้ 50-100 กม.) หรือของค่ายยุโรป SAE Combo ขนาด 100kW หรือ Supercharge ของเทสล่าร์ ขนาด 90-120 kW ที่ชาร์จเพียง 40 นาทีก็ไปต่อได้อีก 300 กว่ากิโลเมตร

– เปลี่ยนแบ็ตลูกที่ชาร์จเต็มแล้ว Battery swap มาใช้ซึ่งใช้เวลาเพียง 90 วินาทีก็ไปต่อได้อีกเท่าตัว

ข้อดีข้อด้อยของทาง 3 ทางเลือกเป็นปัจจัยนึงที่ทำให้บางคนไม่อยากจะซื้อรถไฟฟ้ามาใช้ เนื่องจากถ้าไม่ลงทุนก็ต้องรอนานในการชาร์จที่บ้าน หรือจะไปหาที่ชาร์จเร็วก็ไม่ได้เร็วเท่าที่ใจอยาก ไปสถานีชาร์จเร็วก็ต้องมีกิจกรรมทำเช่น ซื้อของ กินกาแฟ เป็นต้น ส่วนไปเปลี่ยนแบตฯที่สถานีบริการก็ไม่แน่ใจเรื่องคุณภาพแบตฯ ในขณะที่ไม่แน่ว่าจะมีใครยอมลงเงินให้จมกับการซื้อแบตฯขนาดใหญ่มาให้เปลี่ยนกัน เนื่องจาก ทุน-กำไร-ราคาบริการ ดูจะไม่ลงตัว ทำให้จำนวนผู้ใช้และอัตราเข้ารับบริการยิ่งน้อยตามโดยเฉพาะประเทศเล็กๆ

ลองนึกถึงรถยนต์ที่วิ่งได้ 300 กม. ความจุ 50 kWh ราคาแบตฯอีก 7 ปีข้างหน้าหวังไว้ถูกๆ เลยที่ kWh ละ 6000 บาท ค่า แบตเตอรี่เพื่อทำบริการ Battery station ก็เข้าไปที่ 3 แสนต่อ 1 ชุด ต้องเก็บไว้หลายชุด หลายรุ่น เนื่องจากรถแต่ละรุ่นรูปร่างแบตฯไม่เหมือนกัน มันก็เป็นไปได้แต่ว่ามีทางที่เป็นไปได้ง่ายกว่านั้นหน่อยนึงไว้เขียนในตอน Battery station ครับ

ชาร์จเร็วหรือช้าสำคัญอย่างไร

จากบทความหนึ่งในเว็บ batteryuniversity ให้ข้อมูลไว้ว่าแบตเตอรี่ Li-Ion ที่มีประสิทธิภาพนี้ จริงๆ แล้วจะชาร์จที่ละน้อยหรือชาร์จจนเต็ม อายุการใช้งานก็ไม่ได้ต่างกัน สมมติว่าเราซื้อแบ็ตก้อนนึ่งเขียนว่าชาร์จได้ 500 ครั้ง ถ้าเราใช้แบ็ตก้อนนี้จนเกือบหมดแล้วชาร์จจนเต็มครบ 500 ครั้งมันก็เสื่อม แต่ถ้าเราชาร์จตอนใช้ไม่หมดเช่นใช้จนเหลือ 50% แล้วชาร์จจนเต็ม 100% จะเป็นอย่างไร คำตอบคือมันก็จะชาร์จได้ 1000 ครั้ง ทำให้เวลาผู้ขายบอกเราว่าชาร์จได้เลยไม่มีปัญหาชาร์จเมื่อไหร่ก็ได้อันนั้นเป็นเรื่องที่เข้าใจถูกแล้ว

แต่สิ่งนึงที่จะเป็นประเด็นคือการชาร์จช้าหรือเร็ว (และการใช้แบบกินกระแสน้อยหรือมาก) ซึ่งจากการทดลอง แบตฯแบบลิเธียมไอออน ถ้ามีการชาร์จและใช้งานด้วยอัตรากระแสที่สูงกว่าพิกัดจะทำให้เสื่อมเร็วขึ้น ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่เขียนว่า 1000 mAh (หรือ 1Ah) 5V ชาร์จได้ 500 ครั้ง ถ้าเราใช้จนหมดแล้วนำไปชาร์จด้วยไฟ 1A 5V ใช้เวลา 1 ชั่วโมงเอาไปใช้แบบค่อยๆ คายไฟ 1A ใช้แบบนี้จะชาร์จได้ 500 ครั้งถึงจะค่อยๆ เสื่อมตามนั้น แต่ถ้าเราไปใช้กับระบบชาร์จเร็ว และใช้ไฟมากเช่น ใช้ไฟและชาร์จที่ 2A 5V ซึ่งเวลาชาร์จเพียงครึ่งชั่วโมงแบตฯก็เต็ม แต่ถ้าชาร์จแบบนี้สัก 300 ครั้งก็จะเริ่มเสื่อม หรือถ้าเราเอาแบตฯก้อนนี้ไปใช้และชาร์จกับระบบ 3A 5V ซึ่งชาร์จเพียง 20 นาทีเต็มละก็แบตฯก้อนนี้ชาร์จแค่ 100 ครั้งก็จะเริ่มเสื่อม

การชาร์จหรือใช้ที่พิกัดกระแสชั่วโมง Ah (Amp-hour) ของแบ็ตจะเรียกว่า 1C ส่วนการใช้และชาร์จที่เกินเป็น 2 และ 3 เท่านั้นเรียกกว่า 2C และ 3C ตามลำดับ ผู้ผลิตจะแนะนำให้ใช้และชาร์จที่ไม่เกิน 0.7C เพื่อยืดอายุการใช้งาน และจำกัดการชาร์จด้วยกระแสสูงจะให้ชาร์จได้กับแบตฯใหม่ๆ และชาร์จในช่วงต้นเท่านั้นถ้าไฟเกือบเต็มประมาณ 70% ก็ต้องลดกระแสชาร์จกลับเป็นขนาด 0.7C-1C เท่าเดิม (นั่นเป็นเหตุหนึ่งที่ทำให้แบตฯของรถไฮบริดอายุยาวกว่าแบ็ตของรถไฟฟ้าเนื่องจากตัวควบคุมรถไฮบริดสามารถเรียกกำลังจากเครื่องยนต์แทนการใส่กระแสมากๆในมอเตอร์เพื่อยืดอายุแบตฯได้ ในขณะที่รถไฟฟ้าไม่มีทางเลือกถ้าผู้ขับเหยียบคันเร่งแรงมอเตอร์ก็ดึงกระแสมากตามขึ้นไป)

แปลความหมายได้ 2 อย่างคือ ควรใช้และชาร์จแบ็ตเตอรี่ด้วยกระแสที่ต่ำกว่าพิกัด หรืออีกนัยนึงผู้ผลิตต้องทำแบตเตอรี่ให้ใหญ่พอกับการใช้หรือชาร์จไฟด้วยกระแสสูงๆ ทำให้ผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้าไม่สะดวกใจที่จะนำรถยนต์ที่มีแบตเตอรี่ส่วนตัวเข้าไปชาร์จในสถานีชาร์จเร็ว 10 เท่าเพราะเกรงว่าจะทำให้แบ็ตราคาแพงของตัวเองมีอันเสื่อมเร็วกว่าปกติ

แบตฯหลักแบตฯเสริม แบตฯในแบตฯนอก

การมีแบตฯที่เปลี่ยนได้เป็นสิ่งที่รถยนต์ไฟฟ้าควรมีอย่างแน่นอน และเพื่อทำให้ทุกอย่างเป็นจริงได้ง่ายขึ้น ส่วนตัวแล้วมีความเห็นว่าการทำรถไฟฟ้าควรแยกแบตเตอรี่ขับเคลื่อนหรือที่เรียกว่า traction battery ออกเป็น 2 ส่วน ไม่ว่าจะเรียกว่า แบตฯหลัก-เสริม (primary-auxiliary) หรือ แบตฯใน-นอก (internal-external) หรือ แบตฯทางยาว-สั้น (long-short range) ก็ตาม โดยแบตฯใน (internal traction battery) มีลักษณะยึดกับตัวถังอยู่ด้านล่างเบาะไม่สามารถถอดจากภายนอกรถได้ ส่วนแบตฯนอก (external traction battery) สามารถถอดเปลี่ยนได้จากภายนอกรถซึ่งอาจจะเป็นช่องด้านข้าง ช่องด้านท้าย หรือใต้กระโปรงหน้าก็แล้วแต่ โดยส่วนตัวคิดว่าควรจะมีให้ใส่ 2 ชุด (หรือ 2 blanks ถ้าเทียบกับการใส่แรมเสริมในเบรนบอร์ดคอมฯ) แต่ละชุดใส่แบตฯได้ 3 ลูกเพื่อลดน้ำหนักการยกเปลี่ยนให้ง่าย โดยตัวแบตฯนอกนี้ก็เชื่อมกับวงจรชาร์จมาตรฐานของรถทำให้สามารถใช้งานได้เสมือนแบตฯใน นอกจากนี้ยังทำให้ตัวควบคุมเลือกชาร์จเลือกใช้ได้

ความจุแบตฯในก็ควรจะให้ได้ระยะทางเพียงพอ เริ่มจาก 30kWh (ให้วิ่งได้ระยะทางสัก 140-150 กม.) ส่วนแบตฯนอกก็ประมาณ 8-16kWh (ระยะทาง 40-75 กม.)  แล้วค่อยๆ เพิ่มขึ้นเมื่อเทคโนโลยีพัฒนาไป ซึ่งถ้ามองในแง่ Power to weight ratio เป็นไปได้ที่จะทำแบตฯนอกลูกละ 10 กก.จำนวน 3 ลูกต่อชุดจำนวน 2 ชุดเพื่อให้ได้ 8 kWh ในปีแรกๆ แล้วค่อยๆ พัฒนาให้ได้ความจุเพิ่มขึ้นเป็น 16kWh หรือมากกว่านั้น จุดนี้โดยส่วนตัวแล้วคิดว่าจะมีการมาตรฐานของแบตฯนอกเพื่อให้เกิดการพัฒนาได้รวดเร็ว คือผู้ผลิตสามารถทำแบตฯครั้งเดียวใช้ได้กับรถยนต์ไฟฟ้าหลายๆ ยี่ห้อ

ในแง่การใช้งาน เจ้าของรถใช้รถในชีวิตประจำวันโดยการชาร์จแบตฯทุกคืนที่จอดไว้ที่บ้านซึ่งเป็นการเติมทั้งแบตฯในแบตฯนอก ขับเคลื่อนได้มากกว่า 200 กม.ในชีวิตปกติ และเข้าไปเติมแบตฯที่สถานีแบตเตอรี่ เฉพาะเวลาที่คาดว่าแบตฯในจะไม่พอในการขับรถกลับบ้านโดยเลือกเติมที่ละชุด (ชุดละ 40 กม.) และจ่ายเงินเติมแบตให้กับเจ้าของสถานีแบตเตอรี่ชุดละ 80 บาท แล้วขับต่ออีก 40 กม. กลับถึงบ้าน การเติมแบตนี้จะเกิดขึ้นนานๆ ครั้งบางคนอาจจะไม่ต้องใช้บริการนี้ หรือบางคนอาจจะใช้สัปดาห์ละ 2 ครั้ง

ตัวแบตฯนอกจะต้องมีมาตราฐานกำหนดเรื่องขนาดและรูปร่าง มีดัชนีแสดงจำนวนครั้ง (Charge cycle) ที่ใช้ไปแล้ว เป็นต้นว่า RFID TAG memory counter  และมีระบบตรวจสอบประสิทธิภาพที่ได้มาตฐานอยู่ในรถยนต์และสถานีแบตเตอรี่

เนื่องจากแบตฯมีอายุการใช้งาน ค่าบริการ ทางเจ้าของสถานีแบตเตอรี่อาจจะออกเป็นแพลนตามประสิทธิภาพ เช่น Silver, Gold, Platinum เช่น Gold เลือกจะใช้แบตที่มีประสิทธิภาพ 90-100% และ Silver ใช้แบตที่มีประสิทธิภาพ 75-90% ส่วน Platinum ใช้แบตฯประสิทธิภาพสูงอายุการใช้งานผ่านการชาร์จน้อยกว่า 300 cycles เป็นต้น ในกรณีที่แบตฯนอกที่มากับรถ และ แบตฯนอกที่จะเปลี่ยนที่สถานีอยู่คนละแพลนกันจะต้องมีค่าข้ามแพลน เป็นสัดส่วนแปลผันตามความต่างของประสิทธิภาพวัดจากเครื่องที่ได้มาตรฐานรับรองที่อยู่ที่สถานีแบต และอาจจะมีการลดราคาในบางช่วงเวลาและเพิ่มค่าบริการในบางช่วงเวลา เช่น วันธรรมดา 20:00-21:00 ราคาถูกลงเพื่อนำมาชาร์จช่วงราคาไฟถูก เสาร์-อาทิตย์ราคาแพงขึ้น หรือกรณีที่สถานีใช้ระบบชารต์ด้วยโซล่าร์เซลล์อาจจะมีโปรโมชั่น วันธรรมดา 9:00-10:00 ราคาถูกก็เป็นไปได้

ข้อดีของการทำแบ็ต 2 ชุดแบบนี้เทียบกับการทำแบบชุดเดียวที่เปลี่ยนได้

ในแง่ต้นทุนดูเป็นไปได้ง่ายกว่าการเปลี่ยนแบตฯขับเคลื่อนทั้งลูก ถ้ามองราคาต่อ kWh ประมาณ 6000 (ราคาในอนาคต) คิดราคาต่อ kWh ที่ 10 บาท จะได้ว่าเจ้าของสถานีแบตเตอรี่ลงทุน 6 ล้านบาทได้กำไรเดือนละ 1.8 -2.3 แสนบาทขึ้นกับช่วงเวลาชาร์จ ในขณะที่เจ้าของรถจ่ายเสียเงิน 2 บาทต่อระยะทาง 1 กิโลเมตร และกับความสะดวกในการใช้รถไฟฟ้าเวลาไฟหมดกลางทาง ในขณะที่เวลาปกติจ่ายเงินน้อยกว่า 60 สตางค์ต่อระยะทาง 1 กิโลเมตร (บวกกับราคาแฝงต่อกิโลเมตรของค่าเสื่อมแบตเตอรี่ไม่เกิน 30 สตางค์ต่อกิโลเมตรรวมเป็น 90 สตางค์ต่อกิโลเมตร)

*หมายเหตุ ราคาต้นทุนไฟและราคาขายใช้ราคาปัจจุบันให้ง่ายต่อการมองภาพรวมผลกำไร หากจะคิดในเวลาจริงต้องขายเป็นสัดส่วนตามค่าไฟและอ้างอิงราคาน้ำมันขณะนั้น

สอดคล้องกับชีวิตจริง เนื่องจากโดย 80% ของการใช้งาน การชาร์จที่บ้านก็เพียงพอแล้ว ระยะทาง 40-80 กม. ที่เติมที่สถานีแบตเตอรี่สำหรับกรณีพิเศษก็เพียงพอแล้ว

เพิ่มความถี่ในการเข้าใช้บริการให้ง่ายขึ้น การจ่ายเงินครั้งละ 80-160 บาทเติมระยะทางกลับไปชาร์จต่อที่บ้าน ราคาทำให้เจ้าของรถใช้บริการสถานีแบตเตอรี่ถี่ขึ้น

– เพิ่มความปลอดภัยของทรัพย์สิน มั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่ในรถซึ่งราคาแพงจะถูกเก็บรักษาไว้อย่างดี

– ทำให้ผู้ออกแบบรถออกแบบได้ง่ายขึ้น และปลอดภัยขึ้น

– เพิ่มโอกาสให้ผู้ผลิตรถยนต์สร้างวิธีการควบคุมการใช้และการชาร์จแบตฯให้มีประสิทธิภาพ เช่นใช้จากแบตฯในและแบตฯนอกสลับกัน หรือใช้ร่วมกันเพื่อลดกระแส การทำแบบนี้จะยืดอายุการใช้งานของแบตฯใน และเป็นไปได้ว่าจะยืดอายุแบตฯนอกด้วย คล้ายๆ การใช้แบตฯของรถไฮบริด อาจจะมีทางเลือกให้เจ้าของรถเลือกใช้ เช่น โหมดระยะทางไกลสุด โหมดยืดอายุแบตฯใน โดยใช้ระยะทางที่เจ้าของรถแพลนไว้ในแต่ละทริปหรือสถิติการใช้รถในแต่ละวันเป็นตัวคำนวน

เพิ่มโอกาสให้เจ้าของรถได้อัพเกรดระยะทาง เช่นอีก 3 ปีถัดไปมีแบตฯนอกที่ความจุดีขึ้นเป็น 120 กม.ในราคาประหยัด เจ้าของรถก็จะได้ประโยชน์นั้นทันที คล้ายๆ กับเรื่องเพิ่มแรมนอกของคอมฯ

เปิดโอกาสให้ผู้ผลิตแบตเตอรี่เข้าถึงเจ้าของรถได้โดยตรง โดยไม่ต้องรอคอยช่วงเวลาออกแบบรถยนต์ของผู้ผลิตรถ

– เพิ่มความเป็นไปได้ของโครงการ power to grid technology อาจจะเป็นแฟรนไชน์จากผู้ผลิตโซล่าร์เซลล์ กับ ผู้ผลิตแบตเตอรี่ ไปยังเจ้าของกิจการขนาดเล็กเพื่อสร้างสถานีแบตเตอรี่ และต่อกับระบบจ่ายไฟสาธารณะ ในขณะที่อาจจะมีการเสนอโครงการ Load cutting ตัดไฟกับบ้านที่มีรถยนต์ที่มีแบตฯเพียงพอต่อการใช้งานไฟฟ้าในช่วงพีคสั้นๆ 1-2 ชั่วโมง และเสนอส่วนลดค่าไฟฟ้าให้แทนที่จะเป็นการรับซื้อซึ่งมีความยุ่งยากและต้องลงทุนติดตั้งแผงโซล่าร์เซลเพิ่ม

เพิ่มโอกาสครอบคลุมไปถึงรถยนต์ไฮบริด และปลั๊กอินไฮบริด ที่ต้องการแบตฯความจุน้อยๆ สามารถอัพเกรดการขับโหมดไฟฟ้าได้ และขับเคลื่อนไฟฟ้าไปได้ไกลขึ้นกว่าเดิมในเวลาที่ค่าน้ำมันแพงมาก

เพิ่มทางเลือกในการขายรถยนต์ตามความต้องการการใช้งานจริงของผู้ซื้อ

Following are advantages of design the EV traction battery into 2 portions; internal traction battery and external traction battery which are both connected to on board control and charge module.

  • Make feasible cost effective of battery station (compare to single battery exchange)
  • More realistic in real life application of medium range EV
  • Possible to encourage car owner to buy a fully charged battery in daily life
  • Provide higher property security because the internal battery is permanently fixed inside the car
  • Easy to find battery location for design safety
  • Opportunity for car maker to develop multiple charging schemes depends on daily range record or input from the driver e.g. longest distance mode, long battery life, usage priority, etc.
  • Feasible for end users to upgrade their driving range like as upgrading an external memory of their computers
  • Open new market for battery OEMs direct to end customers, no need to wait launch with EV
  • Increase feasibility of power to grid technology implemented by franchised business of solar panel and battery OEMs to small business owners (battery station)
  • Open opportunity in Hybrid and PHEV market
  • Opportunity for selling the EV car using difference size of internal and external battery size

ปัมพ์น้ำมัน กับ สถานี แบตเตอรี่ Battery station

การเปลี่ยนแบตฯนอกจำนวน 3 หรือ 6 ก้อนอาจใช้เวลาเพียงแค่ 2 นาทีและจะเปลี่ยนที่จุดไหนๆ ก็เปลี่ยนได้ รูปแบบของสถานีแบตเตอรรี่เป็นไปได้หลากหลายแบบ ตั้งแต่ขนาดเล็กข้างทาง อยู่ในห้าง อยู่บนพื้นที่เล็กๆ บนทางด่วนหลังจุดคิดเงิน หรืออยู่บนรถให้บริการเคลื่อนที่ตามจุดสำคัญก็ยังได้ เพียงแค่มีระบบชาร์จไฟและระบบคิดเงินก็เพียงพอ การก่อสร้างรวดเร็วพอๆ กับการเปิดร้านสะดวกซื้อ จัดพื้นที่ ลงอุปกรณ์ แค่นั้น ส่วนรายไหนจะพัฒนาเพื่อลดต้นทุนไปอีกขั้น โดยทำร่วมกับโซล่าร์เซลล์ ทำระบบขายไฟให้รัฐ power to grid ก็เพิ่มกำไรได้

บทสรุป

  • มีความเป็นไปได้สูงว่าการแยกแบตเตอรี่ขับเคลื่อนออกเป็น 2 ภาคส่วนจะทำให้เกิดประโยชน์กับอุตสาหกรรมรถไฟฟ้า ทั้งในแง่ผู้ผลิตรถ ผู้ผลิตแบตเตอรี่ และผู้ซื้อ และทำให้อุตสาหกรรมนี้เติบโตขึ้น
  • มีความเป็นไปได้ที่จะเห็นมาตราฐานด้านขนาดและรูปร่างของแบตเตอรี่สำหรับรถไฟฟ้าในอนาคตอันใกล้
  • ในวันที่แบตเตอรี่ 1 kWh ราคาต่ำกว่า 6000 บาทเราคงจะเห็นสถานีแบตเตอรี่และรถไฟฟ้าใช้กันหลากหลาย และจุดนั้นจะเป็นอีกจุดเปลี่ยนของปัมพ์น้ำมัน

Conclusion

  • High potential that designing EV traction battery into 2 portions will make benefits to EV industry (Car makers, Battery OEMs, End users)
  • Possible to see the standardization of EV battery especially on its shape
  • On the day that 1kWh cost less than $200, we may see battery station and EV in real life this may change the position of the gasoline station from now

แหล่งรูปภาพ ข้อมูล และอ่านเพิ่มเติม

Original Post: WWW.WEDRIVEHYBRID.COM, WWW.FACEBOOK.COM/WEDRIVEHYBRID
wedrivehybrid-post-20130725

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s