ในโลกของยานยนต์ยุคเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานไฟฟ้า (Electrification) เราได้ยินคำว่า EV, HEV, และ PHEV อยู่บ่อยครั้ง แต่ยังมีอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่เป็นสะพานเชื่อมสำคัญและได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว นั่นคือ MHEV หรือ Mild Hybrid Electric Vehicle (รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดแบบอ่อน)
บทความนี้จะพาคุณไปทำความรู้จักกับ MHEV อย่างละเอียด ตั้งแต่กลไกการทำงาน ประวัติความเป็นมา ไปจนถึงความแตกต่างจากรถไฮบริดแบบเต็มรูปแบบ (HEV)
MHEV คืออะไร? (What is MHEV?)
MHEV หรือ Mild Hybrid Electric Vehicle คือ ระบบลูกผสมระหว่างเครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine - ICE) กับมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก โดยมีจุดเด่นคือ มอเตอร์ไฟฟ้าจะไม่สามารถขับเคลื่อนรถได้ด้วยตัวเอง (ไม่สามารถวิ่งด้วยโหมด EV ล้วนได้)
หน้าที่หลักของมอเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่แรงดันต่ำ (ส่วนใหญ่อยู่ที่ 12V, 48V หรือ 60V) คือการเข้ามา "ช่วยเหลือ" เครื่องยนต์เบนซินหรือดีเซลใน 3 ด้านหลัก
- Assist (ช่วยเสริม): ช่วยออกแรงเสริมแรงบิด (Torque Assist) ขณะออกตัวหรือเร่งความเร็ว ซึ่งช่วยลดภาระการทำงานของเครื่องยนต์หลัก ทำให้ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงขึ้น
- Start/Stop (สตาร์ทและดับเครื่อง): ทำหน้าที่เป็นมอเตอร์สตาร์ทที่มีประสิทธิภาพสูงและเงียบกว่าระบบสตาร์ททั่วไปมาก เพื่อให้ระบบ Start/Stop ทำงานได้เร็วและนุ่มนวล
- Regeneration (กู้คืนพลังงาน): ทำหน้าที่กู้คืนพลังงานที่สูญเสียไปขณะเบรกหรือลดความเร็ว แล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าเก็บไว้ในแบตเตอรี่
ทำไมจึงเกิด MHEV และใครเป็นผู้คิดค้น?
- ทำไมจึงเกิด MHEV?
- ต้นทุนต่ำกว่า HEV/PHEV: การติดตั้งระบบ MHEV ที่ใช้มอเตอร์ขนาดเล็กและแบตเตอรี่แรงดันต่ำ มีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่าระบบไฮบริดแบบเต็มรูปแบบมาก
- ปรับใช้กับรถเดิมได้ง่าย: สามารถนำระบบ MHEV ไปติดตั้งในรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบเดิมได้โดยไม่ต้องปรับเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานของรถยนต์มากนัก (Minimal Re-engineering)
- ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น: แม้จะเป็นการช่วยเสริมเพียงเล็กน้อย แต่ก็สามารถช่วยลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงได้ประมาณ 5-15% และลดการปล่อย CO2 ได้อย่างมีนัยสำคัญ
- ใครเป็นผู้คิดค้นและเริ่มต้นพัฒนาเมื่อใด?
- จุดเริ่มต้น: แนวคิดของระบบ Mild Hybrid เริ่มเป็นรูปเป็นร่างในเชิงพาณิชย์ในช่วงปลาย คริสต์ทศวรรษ 1990 (Late 1990s) ถึง ต้นคริสต์ทศวรรษ 2000 (Early 2000s)
- ผู้บุกเบิกในยุคแรก:
- Honda Insight (รุ่นแรก, 1999): แม้จะเป็นรถ HEV แต่ใช้ระบบที่เรียกว่า IMA (Integrated Motor Assist) ซึ่งถือเป็นรูปแบบเริ่มต้นของ Mild Hybrid เนื่องจากมอเตอร์มีบทบาทหลักในการ ช่วยเสริม และ ไม่สามารถขับเคลื่อนรถได้เอง
- General Motors (GM): เป็นอีกหนึ่งผู้บุกเบิกที่นำเทคโนโลยีนี้มาใช้ในรถยนต์บางรุ่นในช่วงต้นยุค 2000s โดยใช้ชื่อทางการค้าที่หลากหลาย
- ประเทศใดเป็นผู้คิดค้น MHEV?
MHEV ถือกำเนิดขึ้นมาเพื่อเป็น "ทางออกที่สมเหตุสมผล" สำหรับผู้ผลิตรถยนต์ในการปฏิบัติตาม กฎระเบียบการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 Emission Standards) ที่เข้มงวดมากขึ้นทั่วโลก โดยเฉพาะในยุโรป
แนวคิดในการใช้มอเตอร์ไฟฟ้าช่วยเสริมเครื่องยนต์สันดาปไม่ได้มีผู้คิดค้นคนเดียว แต่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องโดยหลายบริษัท
เนื่องจาก MHEV เป็นวิวัฒนาการทางเทคโนโลยี ไม่ได้มีประเทศใดประเทศหนึ่งที่คิดค้นอย่างโดดเดี่ยว แต่มีการพัฒนาและนำมาใช้เชิงพาณิชย์โดยผู้ผลิตรถยนต์จากหลายประเทศ โดยเฉพาะ ญี่ปุ่น (Honda) และ สหรัฐอเมริกา (GM) ในยุคแรก และได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในปัจจุบันโดยผู้ผลิตจาก เยอรมนี (Audi, Mercedes-Benz) และ อังกฤษ (Land Rover/Jaguar) เพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐานการปล่อยมลพิษของสหภาพยุโรป (EU)
แตกต่างกับ HEV อย่างไร? (MHEV vs. HEV)
ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่าง MHEV และ HEV (Full Hybrid Electric Vehicle - ไฮบริดแบบเต็มรูปแบบ) คือ ความสามารถในการขับเคลื่อน และ ขนาดของระบบไฟฟ้า
| คุณสมบัติ | MHEV (Mild Hybrid) | HEV (Full Hybrid) |
|---|---|---|
| ความสามารถในการขับเคลื่อน | ไม่สามารถ วิ่งด้วยไฟฟ้าล้วนได้ | สามารถ วิ่งด้วยไฟฟ้าล้วนได้ในระยะสั้นๆ และความเร็วต่ำ |
| ขนาด/กำลังมอเตอร์ | มอเตอร์ขนาดเล็ก (∼5−15 kW) | มอเตอร์ขนาดใหญ่กว่า (∼20−100 kW) |
| แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ | ต่ำ (ส่วนใหญ่ 48V) | สูง (ส่วนใหญ่ 200V ขึ้นไป) |
| การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง | ประมาณ 5−15% | ประมาณ 25−50% |
| ต้นทุนระบบ | ต่ำ | สูง |
ตัวอย่างรถยนต์ที่ใช้ระบบ MHEV
ระบบ MHEV กำลังเป็นที่นิยมอย่างสูงในกลุ่มรถยุโรปพรีเมียม เนื่องจากช่วยให้เครื่องยนต์ขนาดใหญ่ประหยัดน้ำมันได้มากขึ้น โดยที่ต้นทุนไม่สูงเท่า HEV หรือ PHEV
- Audi: Q5, A4, A6, A8 (ใช้ระบบ 12V และ 48V)
- Mercedes-Benz: C-Class, E-Class, S-Class รุ่นที่ใช้เทคโนโลยี EQ Boost (48V)
- BMW: 3 Series, 5 Series, และ X Series บางรุ่น
- Land Rover / Jaguar: Discovery Sport, Range Rover Evoque, F-Pace บางรุ่น
- Volvo: XC60, S60, และรุ่นอื่นๆ ที่ลงท้ายด้วยรหัส 'B' (เช่น B4, B5)
MHEV เป็นทางเลือกที่ชาญฉลาดสำหรับผู้ที่ต้องการประสิทธิภาพการประหยัดน้ำมันที่เพิ่มขึ้นและความนุ่มนวลในการขับขี่ ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าระบบไฮบริดแบบเต็มรูปแบบ ทำให้มันเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดในปัจจุบันก่อนการเปลี่ยนผ่านสู่ยุค EV เต็มตัว
