รถยนต์ไฟฟ้า: ประวัติศาสตร์และอนาคต

รถยนต์ไฟฟ้าไม่ใช่เรื่องใหม่ และ Tesla เป็นเพียงหนึ่งในหลายแบรนด์ที่แสวงหาความฝันในการขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า

รถยนต์ไฟฟ้าหรือ EV คือยานพาหนะที่ใช้พลังงานไฟฟ้าในการขับเคลื่อน พลังงานดังกล่าวอาจมาจากแหล่งต่างๆ มากมาย ตราบใดที่เป็นรถยนต์ไฟฟ้า

การใช้ไฟฟ้าทำให้รถยนต์ขับง่ายขึ้น เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม มีเสียงรบกวนน้อยลง และสะดวกสบายมากขึ้นโดยรวมสำหรับทั้งครอบครัว

โพสต์นี้จะเจาะลึกลงไปเกี่ยวกับ EV ว่ามีความหมายต่อมนุษยชาติอย่างไร และอนาคตจะเป็นอย่างไร

รถยนต์ไฟฟ้ารุ่นแรก

รถยนต์ไฟฟ้ามีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 เมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในยังไม่มีประสิทธิภาพสูงเท่าที่เรารู้จักในปัจจุบัน มอเตอร์ไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุดที่บันทึกไว้ได้มาจากนักบวชชาวฮังการี อโนส เจดลิก ในปีพ.ศ. 1827 ในขณะที่การใช้ไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนรถยนต์เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในปีพ.ศ. 1835

หัวรถจักรก็เริ่มเป็นที่สนใจในปี พ.ศ. 1838 เรือ Le Téléphone ยาว 5 เมตรที่ประดิษฐ์โดย Gustave Trouvé ชาวฝรั่งเศส ทำความเร็วสูงสุดได้ 5.6 ไมล์ต่อชั่วโมงในปี พ.ศ. 1818 และในช่วงต้นทศวรรษปี พ.ศ. 1900 รถยนต์ไฟฟ้าที่ผลิตจำนวนมากก็กลายเป็นความจริง

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีข้อจำกัดในเรื่องความเร็วและระยะทาง แต่ในสมัยนั้น ไฟฟ้าถือเป็นทางเลือกที่ดีกว่าเครื่องจักรไอน้ำมาก ซึ่งมักต้องใช้เวลานานมากกว่าครึ่งชั่วโมงในการอุ่นเครื่องในวันที่อากาศหนาวเย็น

นกตะกั่วกรดและนกฮัมมิ่งเบิร์ด

เหตุผลสำคัญที่ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าประสบความสำเร็จนั้นสามารถสืบย้อนไปได้จนถึงการประดิษฐ์แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดโดย Gaston Planté นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสในปี พ.ศ. 1859 และเมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าก็กลายเป็นรถยนต์ที่ใช้งานได้จริงมากขึ้น เนื่องจากคุณสามารถชาร์จไฟก่อนใช้งานได้

ตัวอย่างเช่น ลอนดอนมีรถแท็กซี่พลังงานแบตเตอรี่จำนวนหนึ่งในปี 1897 และเรียกแท็กซี่เหล่านี้ว่า “นกฮัมมิ่งเบิร์ด” เนื่องจากมีเสียงฮัมเบาๆ รถยนต์ไฟฟ้าประสบความสำเร็จอย่างมาก จนในปี 1900 รถยนต์ในสหรัฐอเมริกา 38% ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า 40% ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ และมีเพียง 22% เท่านั้นที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ขับเคลื่อนด้วยน้ำมันเบนซิน)

อย่างไรก็ตาม รถยนต์เหล่านี้มักถูกเรียกว่ารถยนต์สำหรับผู้หญิง เนื่องจากผู้หญิงได้รับประโยชน์สูงสุดจากความสะดวกในการใช้งาน นอกจากนี้ ระยะทางที่วิ่งได้จำกัดและสถานีชาร์จที่มีจำกัดยังทำให้รถยนต์เหล่านี้มีประโยชน์สูงสุดเมื่อใช้เป็นรถยนต์ประจำเมือง

โมเดล T และการล่มสลายของรถยนต์ไฟฟ้า

เครื่องยนต์สันดาปภายในได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง และในขณะที่ถนนขยายออกไปนอกเมืองและกลายเป็นทางหลวง ICE ก็สามารถเดินทางได้เร็วขึ้นและไกลขึ้น ในขณะที่ EV มักถูกจำกัดให้วิ่งด้วยความเร็วสูงสุด 20 ไมล์ต่อชั่วโมงและวิ่งได้ไกล 40 ไมล์

การพัฒนานี้เริ่มที่จะเอียงไปทาง ICE ดังนั้นเมื่อเฮนรี่ ฟอร์ดเปิดตัวระบบการผลิตจำนวนมากและสร้างโมเดล-ทีขึ้นมา สิ่งต่างๆ ก็เริ่มเปลี่ยนไป

รถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในมีราคาถูกลงในขณะที่การพัฒนารถยนต์ไฟฟ้ากลับหยุดชะงัก และในปี 1913 รถยนต์ที่ใช้น้ำมันมีราคาประมาณครึ่งหนึ่งของรถยนต์ไฟฟ้า นั่นคือสาเหตุที่รถยนต์ไฟฟ้าค่อยๆ หายไปจากตลาดมวลชน โดยส่วนใหญ่ต้องขอบคุณ Ford

การเริ่มต้นใหม่

การวิจัยใหม่เกี่ยวกับเทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้าเริ่มขึ้นอีกครั้งในช่วงปี 1960 และ 70 บริษัทหลายแห่งมีแนวคิดใหม่ๆ ที่น่าสนใจในช่วงเวลาดังกล่าว แต่ไม่มีบริษัทใดประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์

วิกฤตพลังงานในช่วงทศวรรษ 70 และ 80 ยังช่วยสร้างแรงกดดันให้ต้องค้นหาวิธีการใช้พลังงานทางเลือกและการเดินทางมากขึ้น ความพยายามเหล่านี้ได้เปลี่ยนมาเป็นการประหยัดเชื้อเพลิงและปล่อยไอเสียน้อยลงในช่วงทศวรรษ 1990 รถยนต์ไฟฟ้ายังคงมีการผลิตอยู่บ้าง แต่ยังไม่มีรถยนต์รุ่นใดประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์มากนัก

ลิเธียมไอออนและเทสลา

Tesla Motors เริ่มพัฒนา Tesla Roadster ในปี 2004 และส่งมอบรถรุ่นแรกในปี 2008 รถรุ่นนี้ทำงานด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่คิดค้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 และใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นหลัก

Tesla Roadster คันนี้สามารถวิ่งได้ไกลถึง 200 ไมล์ (320 กม.) ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง โดยมีแบตเตอรี่ขนาด 53 กิโลวัตต์ชั่วโมงและมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 185 เฟสขนาด 3 กิโลวัตต์ที่ผลิตกำลังได้ 248 แรงม้า ซึ่งช่วยให้รถเร่งจาก 0 ถึง 60 ไมล์ต่อชั่วโมงได้ในเวลา 2.9 วินาที แต่จำกัดเวลาไว้ที่ 5.7 วินาที และทำความเร็วสูงสุดได้ที่ 130 ไมล์ต่อชั่วโมง

ผู้คนต่างชื่นชอบรถรุ่น Roadster เพราะดูเท่ ทันสมัย ​​และอินเทรนด์ Tesla จึงสามารถขายรถรุ่นนี้ได้เป็นจำนวนมาก โดยในปี 2,450 มียอดขายถึง 2012 คัน และที่เหลือก็เป็นประวัติศาสตร์

ปัญหาของรถยนต์ไฟฟ้า

ปัญหาใหญ่ที่สุดประการหนึ่งของรถยนต์ไฟฟ้าคือความสามารถในการพกพาพลังงาน นั่นคือ ระบบผลิตหรือจัดเก็บพลังงานที่มีขนาดกะทัดรัดพอที่จะใส่ได้ทุกที่ แต่ยังคงผลิตพลังงานได้เพียงพอสำหรับระยะทางหลายร้อยหรือหลายพันไมล์

การใช้งานหลักสองประการในที่นี้คือเครื่องกำเนิดเซลล์ไฮโดรเจนและที่เก็บแบตเตอรี่ เทคโนโลยีทั้งสองมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกัน

มีการสาธิตเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ไฮโดรเจนและผลิตพลังงานได้เพียงพอต่อการขับเคลื่อนรถยนต์ แต่ยังไม่สามารถใช้งานได้จริง ข้อเสียเปรียบหลักคือต้นทุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงที่สูง ซึ่งต้องใช้วัสดุหายากและมีราคาแพงในการผลิต ซึ่งทำให้อนาคตของเซลล์เชื้อเพลิงดูไม่สดใสเมื่อเทียบกับระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม รถไฟไฮโดรเจนและกรณีการใช้งานเฉพาะอื่นๆ อาจใช้งานได้จริงมากกว่า

สำหรับแบตเตอรี่ การกลับมาเกิดใหม่ของรถยนต์ไฟฟ้าแบบชาร์จไฟได้มาพร้อมกับการพัฒนาเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน แต่ถึงแม้จะมีการปรับปรุงและพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมากมาย แต่ก็ยังมีปัญหาบางประการอยู่

ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแบตเตอรี่ยังคงทำไม่ได้กับรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ เนื่องจากขนาดของมัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังมีแนวโน้มที่จะร้อนเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อได้รับความเสียหายจากการชน และอาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้

ประการที่สาม แม้ว่าพลังงานที่เก็บไว้จากแบตเตอรี่ประมาณ 90% จะถูกแปลงเป็นพลังงานกล แต่พลังงานดังกล่าวก็ยังคงลดลงเหลือเพียงประมาณ 60% ของพลังงานกริดทั้งหมดที่ใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่ ดังนั้น ยังคงมีช่องว่างสำหรับการปรับปรุง

คำศัพท์ทั่วไปเกี่ยวกับรถยนต์ไฟฟ้า

คุณจะพบคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับ EV อยู่บ่อยครั้งในรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งอาจทำให้บางคนสับสนได้ ดังนั้น ต่อไปนี้คือคำศัพท์หลักๆ และความหมายของคำศัพท์เหล่านี้

• HEV – รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด ยานยนต์ชนิดนี้ใช้เชื้อเพลิงเหลวเพื่อสร้างพลังงานที่ชาร์จแบตเตอรี่และขับเคลื่อนล้อ ไม่สามารถเสียบปลั๊กหรือชาร์จจากภายนอกได้
  
  
• ENP – รถยนต์ไฟฟ้าแบบเสียบปลั๊ก หมายถึง รถยนต์ที่สามารถเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จไฟได้ โดยไม่คำนึงว่าจะใช้เชื้อเพลิงเหลวหรือไม่
  
  
• เพฟ – รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดแบบปลั๊กอิน PHEV ผสมผสานเชื้อเพลิงเหลวและแหล่งพลังงานแบบปลั๊กอินเข้าด้วยกันเพื่อสร้างพลังงาน ทำให้มีความอเนกประสงค์มากขึ้นและขยายระยะทางได้ เนื่องจากคุณสามารถเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงเหลวได้อย่างง่ายดายเมื่อแบตเตอรี่หมด
  
  
• เออีวี – รถยนต์ไฟฟ้าล้วน หมายถึง รถยนต์ทุกประเภทที่ต้องอาศัยไฟฟ้าเป็นหลัก ซึ่งรวมถึงรถยนต์ปลั๊กอินและรถยนต์ที่สามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้

รถยนต์ไฟฟ้าอื่นๆ

รถยนต์ไฟฟ้าไม่ได้จำกัดอยู่แค่รถยนต์เท่านั้น ดังนั้นคำว่า “รถยนต์ไฟฟ้า” ยังหมายถึงยานพาหนะประเภทอื่นด้วย ต่อไปนี้คือรถยนต์ไฟฟ้าที่ไม่ใช่รถยนต์:

• จักรยาน – จักรยานไฟฟ้าถือเป็นเทคโนโลยีที่ก้าวหน้า เนื่องจากมีโครงสร้างและกำลังเครื่องยนต์ที่ค่อนข้างเรียบง่าย จักรยานไฟฟ้าได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และมีให้เลือกหลายสไตล์ ตั้งแต่แบบภูเขา แบบครุยเซอร์ แบบบรรทุกของ แบบพับได้ และอื่นๆ
  
  
• เรือ เรือไฟฟ้าและเรือเดินทะเลมีวางจำหน่ายมานานกว่าศตวรรษแล้ว แต่เนื่องจากไม่มีสถานีชาร์จในทะเล จึงเหมาะที่สุดที่จะใช้ในบริเวณชายฝั่งและระยะทางสั้นๆ เรือไฟฟ้าระยะไกลสามารถทำได้โดยใช้แผงโซลาร์เซลล์เท่านั้น
  
  เรือลากก็เป็นไปได้เช่นกัน หากเรือข้ามฟากมีเส้นทางที่แน่นอน เช่น เรือสามารถรับพลังงานจากลวดที่พันไว้ข้ามแม่น้ำ
  
  
• เครื่องบิน เครื่องบินไฟฟ้าได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องมานานหลายทศวรรษ ทั้งเครื่องบินที่มีคนขับและไม่มีคนขับ อย่างไรก็ตาม เครื่องบินเหล่านี้ถูกขัดขวางด้วยปัญหาความหนาแน่นของพลังงานจากแบตเตอรี่ เนื่องจากแม้แต่เครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ก็ยังต้องใช้แบตเตอรี่
  
  ดังนั้น เพื่อให้เครื่องบินพาณิชย์ไฟฟ้ากลายเป็นความจริง โลกจะต้องมีแบตเตอรี่ที่น้ำหนักเบากว่าลิเธียมไอออน ซึ่งสามารถกักเก็บพลังงานได้เท่ากันหรือมากกว่าต่อขนาดที่กำหนด ในขณะที่มีราคาเท่ากันหรือแม้แต่ถูกกว่า
  
  
• รถมอเตอร์ไซด์ – แบรนด์ต่างๆ ตั้งแต่ Piaggio ไปจนถึง BMW และ Harley Davidson ต่างก็เปิดตัวสกู๊ตเตอร์และมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Harley LiveWire มีมอเตอร์ขนาด 78 กิโลวัตต์และทำความเร็วสูงสุดได้ 95 ไมล์ต่อชั่วโมง (153 กม./ชม.) ในขณะที่ Vespa Electtrica มีระยะทางวิ่ง 62 ไมล์ (100 กม.)
  
  อย่างไรก็ตาม แบรนด์จักรยานยนต์ไฟฟ้าที่มีชื่อเสียงแบรนด์หนึ่งคือ Zero Motorcycles ซึ่งใช้ชุดจ่ายไฟลิเธียมไออนในระบบ 102 โวลต์เพื่อจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟสแบบไร้แปรงถ่าน โดยสร้างขึ้นสำหรับใช้งานบนท้องถนน การแข่งรถบนท้องถนน และการแข่งรถวิบาก
  
  
• สูตรอี – รถแข่งฟอร์มูล่าวันเวอร์ชันไฟฟ้า รถทั้งสองคันดูคล้ายกัน แต่เครื่องยนต์ไม่คำราม แต่ส่งเสียงหวีดหวิว
  
  
• รถไฟและรถราง รถไฟฟ้าและรถรางมีมานานหลายทศวรรษแล้ว ส่วนใหญ่ใช้เป็นระบบขนส่งสาธารณะ มีแหล่งจ่ายไฟฟ้าเฉพาะ ICE ของเยอรมนี TGV ของฝรั่งเศส และรถไฟแม่เหล็ก Transrapid ถือเป็นตัวอย่างที่ดีเยี่ยมของรถไฟฟ้าความเร็วสูง
  
  
• รถบัส นอกจากนี้ คุณยังจะพบรถบัสไฟฟ้าพร้อมสายส่งไฟฟ้าเฉพาะในเมืองต่างๆ ทั่วโลก เช่น เมืองซูริก ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จีนเป็นผู้นำด้านรถบัสไฟฟ้าสำหรับอุตสาหกรรมการขนส่งสาธารณะ โดยมีรถบัสพลังงานแบตเตอรี่ให้บริการอยู่หลายแสนคันในประเทศ

รุ่น EV ที่กำลังจะมีขึ้น

ดูเหมือนว่าผู้ผลิตยานยนต์ส่วนใหญ่จะไม่ตระหนักถึงความจำเป็นของอนาคตที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าทั้งหมด และกำลังดำเนินการในระดับยักษ์ใหญ่ ต่อไปนี้คือซูเปอร์ทรัคที่จะออกสู่ตลาดเร็วๆ นี้ ตามด้วยรถยนต์ไฟฟ้าที่น่าสนใจอื่นๆ

• รถบรรทุกไซเบอร์เทสล่า – แฟนๆ ต่างพากันพูดถึงรถคันนี้ คาดว่าจะออกจำหน่ายภายในคริสต์มาสปี 2021 โดยรถรุ่นนี้จะมีรูปลักษณ์ภายนอกที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษด้วยโครงสร้างสแตนเลสสตีลที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษ มีพื้นที่เก็บของ 100 ลูกบาศก์ฟุต ความสามารถในการลากจูงมากกว่า 7,500 ปอนด์ และวิ่งได้ไกล 250 ไมล์
  
  
• ฮัมเมอร์ อีวี – GMC เองก็ได้กระโดดเข้าร่วมกระแสนี้ด้วย และสัญญาว่าจะเปิดตัวซูเปอร์ทรัค Hummer ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าทั้งหมด โดยรถรุ่นนี้สามารถเดินเฉียงไปมาได้ ชาร์จไฟได้ 100 ไมล์ในเวลา 10 นาที วิ่งได้ไกล 350 ไมล์ มีฟีเจอร์ Auto Cruiser กำลัง 1,000 แรงม้า และทำความเร็วจาก 0 ถึง 60 ไมล์ต่อชั่วโมงได้ในเวลา 3 วินาที ใช่แล้ว คุณอ่านไม่ผิด
  
  
• ฟอร์ด F-150 นอกจากนี้ ฟอร์ดยังสัญญาว่าจะเปิดตัวรถบรรทุก F-150 รุ่นขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าทั้งหมด โดยรถบรรทุกรุ่นนี้น่าจะมาพร้อมกับมอเตอร์คู่ มีช่องเก็บของด้านหน้าขนาดใหญ่ และจะเป็นรถบรรทุกฟอร์ดที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบัน โดยจะเริ่มผลิตและขายในปี 2022
  
  
• นกฮูก Aspark – EV ผลิตจำนวนจำกัดในญี่ปุ่น มาพร้อมมอเตอร์สี่ตัวและดีไซน์สุดเท่ ให้กำลัง 1,984 แรงม้า วิ่งได้ 280 ไมล์ ความเร็วสูงสุด 249 ไมล์ และราคาสุดแพงที่ 3.2 ล้านดอลลาร์
  
  
• i4 BMW – การออกแบบที่แปลกใหม่น้อยกว่า i3 แต่ยังคงดูมีสไตล์มาก โดยสามารถชาร์จแบตเตอรี่ขนาด 80 kWh ได้มากถึง 80% ในเวลา 35 นาที และคาดว่าจะสามารถส่งกำลังได้มากถึง 500 แรงม้า

รถยนต์รุ่นอื่นๆ ที่จะเปิดตัวในอนาคต ได้แก่ Cadillac Lyriq, Cadillac Celestiq, Mercedes-Benz EQA, Genesis Essentia, Hyundai Ioniq 5, Jeep Wrangler Magneto, Lexus EV SUV, Mazda MX-30, Porsche Macan EV, Volvo XC40, Bollinger B1, Faraday FF91 และอื่นๆ อีกมากมาย

บทสรุป – อนาคตจะเป็นอย่างไร

แม้ว่าจะไม่มีใครสามารถบอกได้อย่างแน่ชัดว่าอนาคตจะเป็นอย่างไร แต่รถยนต์ไฟฟ้ามีแนวโน้มว่าจะคงอยู่ต่อไป นอกจากนี้ รถยนต์ไฟฟ้ายังสามารถพัฒนาให้ดีขึ้นได้เสมอ

จำเป็นต้องดำเนินการเพิ่มเติมเพื่อลดเวลาในการชาร์จ ปรับปรุงประสิทธิภาพและระยะทางต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง ปรับปรุงความปลอดภัย พัฒนาสถานีและมาตรฐานการชาร์จเพิ่มเติม และลดต้นทุนโดยรวมของการเคลื่อนที่ด้วยไฟฟ้า