รถยนต์ไฟฟ้า (BEV) หมายถึง รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยแหล่งพลังงานในตัวและใช้เครื่องยนต์ในการขับเคลื่อนล้อตามข้อกำหนดของกฎจราจรและความปลอดภัย เนื่องจากผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับรถยนต์ทั่วไป โดยทั่วไปแนวโน้มจะเป็นไปในแง่ดี
หลักการทำงาน: แบตเตอรี่ - เครื่องควบคุมกระแสไฟ - มอเตอร์ไฟฟ้า - ระบบส่งพลังงาน - ขับเคลื่อนรถยนต์
ในเดือนกันยายน ปี 2022 นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้พัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลโซลิดสเตตรูปแบบใหม่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า (EVS)
ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2565 รถยนต์ไฟฟ้าเจเนอเรชั่นใหม่ได้รับเลือกให้เป็น "สิบอันดับความสำเร็จทางวิศวกรรมของโลกในปี พ.ศ. 2565"
Audi Q5 e-tron เป็นรถ SUV 6/7- ที่นั่งที่สร้างโดย Audi บนแพลตฟอร์มไฟฟ้าล้วน แบตเตอรี่ซุปเปอร์ให้การปกป้องที่ปลอดภัยเป็นพิเศษ และระบบกันสะเทือนแบบไดนามิก e-quattro, DCC และระบบนำพลังงานจลน์ที่ควบคุมด้วยกำลังกลับมามอบประสบการณ์การขับขี่ด้วยพลังงานไฟฟ้าที่สะอาดดีที่สุดในระดับเดียวกัน
ภายในสิ้นปี 2568 เครื่องบินโมเดล A ที่ใช้ไฟฟ้าล้วนซึ่งพัฒนาโดย Alef Aeronautics จะเริ่มส่งมอบให้กับลูกค้า
ประเภทของยานพาหนะไฟฟ้า: รถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ (BEV), รถยนต์ไฮบริด (HEV) และรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง (FCEV)
ไฟฟ้าบริสุทธิ์
ยานพาหนะไฟฟ้าสะอาดคือยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า
รถยนต์ไฟฟ้าล้วนๆ เมื่อเปรียบเทียบกับรถยนต์ที่ใช้พลังงานเชื้อเพลิง ความแตกต่างหลักๆ อยู่ที่องค์ประกอบหลัก 4 ส่วน ได้แก่ มอเตอร์ขับเคลื่อน ตัวควบคุมความเร็ว ชุดแบตเตอรี่ และอุปกรณ์ชาร์จในรถยนต์ เมื่อเปรียบเทียบกับปั๊มน้ำมันแล้ว มีสถานีชาร์จสาธารณะที่เร็วเป็นพิเศษ ข้อแตกต่าง คุณภาพของยานพาหนะไฟฟ้าที่สะอาดนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทั้งสี่นี้ และราคายังขึ้นอยู่กับคุณภาพของส่วนประกอบทั้งสี่นี้ด้วย การใช้รถยนต์ไฟฟ้าโดยเฉพาะยังเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเลือกและการกำหนดค่าของส่วนประกอบหลักทั้งสี่อีกด้วย
ความเร็วและความเร็วสตาร์ทของรถยนต์ไฟฟ้าล้วนขึ้นอยู่กับกำลังและสมรรถนะของมอเตอร์ขับเคลื่อน ระยะการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับความจุของแบตเตอรี่ออนบอร์ด น้ำหนักของแบตเตอรี่ออนบอร์ดขึ้นอยู่กับการเลือกแบตเตอรี่ เช่น แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด สังกะสีคาร์บอน ลิเธียม ฯลฯ ปริมาตร ความถ่วงจำเพาะ พลังงานเฉพาะ พลังงานเฉพาะ และอายุการใช้งานจะแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับ การวางตำแหน่งผู้ผลิตและการใช้แบรนด์รถยนต์ ตลอดจนคำจำกัดความของตลาดและการแบ่งส่วน
มอเตอร์ขับเคลื่อนของยานพาหนะไฟฟ้าล้วนๆ ได้แก่ มอเตอร์แปรงถ่านกระแสตรง มอเตอร์ไร้แปรงถ่านพร้อมแม่เหล็กถาวร มอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้า และสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ทางเลือกของพวกเขายังขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า การใช้งาน และประเภทของยานพาหนะ นอกจากนี้ การควบคุมความเร็วของมอเตอร์ขับเคลื่อนยังแบ่งออกเป็นการควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นตอนและการควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นตอน มีตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์และไม่มีตัวควบคุมความเร็ว เครื่องยนต์ประกอบด้วยมอเตอร์บนล้อ มอเตอร์โรเตอร์ภายใน มอเตอร์ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เดี่ยว ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์หลายตัว และมอเตอร์ขับเคลื่อนแบบรวม
ข้อดี: เทคโนโลยีนี้ค่อนข้างเรียบง่ายและผ่านการพิสูจน์แล้ว และสามารถชาร์จได้ตราบใดที่มีแหล่งพลังงาน
ข้อเสีย: แบตเตอรี่สะสมพลังงานต่อหน่วยน้ำหนักน้อยเกินไป และเนื่องจากแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้ามีราคาแพงกว่าและไม่ได้ก่อให้เกิดขนาดทางเศรษฐกิจ ราคาซื้อจึงสูงขึ้น ส่วนต้นทุนการใช้งานราคาการใช้งานบางส่วนจะแพงกว่ารถยนต์และบางราคาเพียง 1/3 ขึ้นอยู่กับอายุการใช้งานแบตเตอรี่และราคาน้ำมันและไฟฟ้าในท้องถิ่นเป็นหลัก เทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้ายังไม่สมบูรณ์ เทคโนโลยีการชาร์จ ระยะการใช้งาน ความน่าเชื่อถือ และด้านอื่นๆ ยังคงต้องมีการปรับปรุง และการจัดการแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วและการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโครงข่ายไฟฟ้าก็เป็นประเด็นสำคัญที่ต้องได้รับการแก้ไขเช่นกัน
ไฮบริด
หมายถึงยานพาหนะที่สามารถรับพลังงานจากพลังงานอย่างน้อยสองประเภทต่อไปนี้ที่เก็บไว้บนรถ:
เชื้อเพลิงสิ้นเปลืองหรือพลังงานแบบชาร์จได้/อุปกรณ์เก็บพลังงาน
ตามโครงสร้างระบบไฟฟ้าสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทดังนี้
รถยนต์ไฮบริดแบบอนุกรม (SHEV) : รถยนต์ไฮบริด (ไฟฟ้า) ซึ่งแรงขับเคลื่อนมาจากมอเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น ลักษณะการออกแบบคือเครื่องยนต์จะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้าจะถูกถ่ายโอนไปยังเครื่องยนต์ผ่านทาง ตัวควบคุมเครื่องยนต์และเครื่องยนต์ขับเคลื่อนรถยนต์ นอกจากนี้ แบตเตอรี่ยังสามารถแยกพลังงานไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนรถยนต์ได้อีกด้วย
รถยนต์ไฮบริดแบบขนาน (PHEV) : รถยนต์ไฮบริด (ไฟฟ้า) ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องยนต์พร้อมกันหรือแยกกัน ลักษณะการออกแบบคือระบบขับเคลื่อนแบบขนานสามารถใช้มอเตอร์หรือมอเตอร์ขับเคลื่อนเป็นกำลังเท่านั้น หรือสามารถใช้มอเตอร์และตัวขับเคลื่อนมอเตอร์เป็นแหล่งพลังงานสำหรับการควบคุมรถไปพร้อมๆ กัน
รถยนต์ไฮบริด (CHEV): รถยนต์ไฮบริด (ไฟฟ้า) ที่มีโหมดการขับขี่ทั้งแบบต่อเนื่องและแบบขนาน คุณลักษณะการออกแบบคือสามารถทำงานในโหมดไฮบริดแบบอนุกรมหรือในโหมดไฮบริดแบบขนานโดยคำนึงถึงคุณลักษณะของแบบอนุกรมและแบบขนาน
(หมายเหตุ: ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด ประเภทของรถยนต์ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงประเภทข้างต้น แต่ยังแบ่งตามประเภทอื่นๆ ได้ด้วย
รถยนต์ที่มักใช้เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมจะติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อเพิ่มกำลังที่ RPM ต่ำและสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง รถไฮบริดเบนซินเป็นรถยนต์ไฮบริดประเภทหลักในตลาดภายในประเทศ ในขณะที่รุ่นไฮบริดดีเซลก็มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในตลาดต่างประเทศ
ด้านที่แข็งแกร่ง:
1.หลังจากเปลี่ยนมาใช้ระบบไฮบริดแล้ว กำลังสูงสุดของเครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถกำหนดได้ตามกำลังเฉลี่ยที่ต้องการ ปัจจุบันทำงานภายใต้สภาวะการทำงานที่เหมาะสมโดยสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงต่ำและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง เมื่อพลังของเครื่องยนต์สันดาปภายในอันทรงพลังไม่เพียงพอ แบตเตอรี่จะถูกนำมาใช้เพื่อเติมเต็ม เมื่อโหลดต่ำ สามารถสร้างพลังงานส่วนเกินเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ได้ เนื่องจากเครื่องยนต์สันดาปภายในมีความเสถียร แบตเตอรี่จึงสามารถชาร์จได้อย่างต่อเนื่อง ดังนั้นระยะชักจึงยังคงเหมือนเดิมกับรถยนต์ทั่วไป
2.ด้วยแบตเตอรี่ ทำให้สามารถคืนพลังงานได้อย่างง่ายดายระหว่างการเบรก ลงเนิน และรอบเดินเบา
3.ในเขตเมืองที่มีผู้คนพลุกพล่าน เครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถปิดและจ่ายพลังงานแยกจากแบตเตอรี่เพื่อให้การปล่อยมลพิษ "เป็นศูนย์"
4.ด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายใน จึงสามารถแก้ไขปัญหาที่ยานพาหนะไฟฟ้าล้วนต้องเผชิญ เช่น เครื่องปรับอากาศ การทำความร้อน และการละลายน้ำแข็ง ซึ่งใช้พลังงานจำนวนมากได้อย่างง่ายดาย
5.คุณสามารถใช้ปั๊มน้ำมันที่มีอยู่เพื่อเติมเชื้อเพลิงได้โดยไม่ต้องลงทุนซ้ำ
6.สิ่งนี้ช่วยให้คุณรักษาแบตเตอรี่ให้อยู่ในสภาพการทำงานที่ดีโดยไม่ต้องชาร์จมากเกินไปหรือคายประจุมากเกินไป ยืดอายุการใช้งานและลดต้นทุน
ข้อเสีย: โดยหลักการแล้วการขับรถระยะทางไกลและด้วยความเร็วสูงไม่ได้ช่วยให้คุณประหยัดน้ำมันได้
เซลล์เชื้อเพลิง
รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงกระบวนการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีของเซลล์เชื้อเพลิงไม่ได้นำไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่เป็นอันตราย ดังนั้นรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงจึงไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของเซลล์เชื้อเพลิงสูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน 2-3 เท่า ดังนั้นจากมุมมองของการใช้พลังงานและการรักษาสิ่งแวดล้อม ยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิงจึงเป็นยานพาหนะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ยานพาหนะที่สมบูรณ์แบบ
เซลล์เชื้อเพลิงหนึ่งเซลล์จะต้องรวมกันเป็นหน่วยเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อให้ได้พลังงานที่จำเป็นเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการปฏิบัติงานของยานพาหนะ
มีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง ผู้ผลิตรถยนต์ที่มีชื่อเสียงระดับโลก เช่น Daimler-Chrysler, Ford, Toyota และ General Motors ได้ประกาศแผนที่จะนำรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงออกสู่ตลาดภายในปี 2567 ต้นแบบของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงกำลังอยู่ในการทดสอบ และโครงการสาธิตรถบัสขนส่งเซลล์เชื้อเพลิงกำลังดำเนินการในหลายเมืองในทวีปอเมริกาเหนือ ยังคงมีปัญหาทางเทคนิคในการพัฒนารถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง เช่น การรวมหน่วยเซลล์เชื้อเพลิง การปรับปรุงการค้าเครื่องประมวลผลเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าและอุปกรณ์เสริม ชิ้นส่วน ผู้ผลิตรถยนต์กำลังทำงานอย่างหนักเพื่อรวมส่วนประกอบต่างๆ และลดต้นทุนลง และมีความก้าวหน้าอย่างมาก
เมื่อเปรียบเทียบกับยานพาหนะแบบดั้งเดิม ยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิงมีข้อดีดังต่อไปนี้:
1.การปล่อยก๊าซเป็นศูนย์หรือการปล่อยก๊าซเรือนกระจกประมาณเป็นศูนย์
2. ลดมลพิษทางน้ำที่เกิดจากการรั่วไหลของน้ำมัน
3.การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
4. ปรับปรุงการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง
5.เพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์
6.การทำงานที่ราบรื่นและไม่มีเสียงรบกวน