รถยนต์ไฟฟ้า (EV: Electrical Vehicle) ในตลาดโลกมีการเติบโตแบบก้าวกระโดด ค่ายผู้ผลิตรถยนต์ต่างมุ่งพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมที่เกี่ยวข้องกับรถยนต์ไฟฟ้าออกมามากขึ้น สำหรับประเทศไทยนั้นคณะกรรมการนโยบายยานยนต์ไฟฟ้าแห่งชาติ เตรียมกำหนดมาตรการส่งเสริมการใช้รถยนต์ไฟฟ้า ตั้งเป้าหมายผลิต 30% ภายในปี 2573 ซึ่งคาดว่าจะทำให้ราคา EV ถูกลงเท่ารถใช้เครื่องยนต์สันดาป พร้อมด้วยมาตรการทางภาษี การจัดตั้งเพิ่มสถานีอัดประจุไฟฟ้าและศูนย์ทดสอบมาตรฐาน
รศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ คณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า ภาวะโลกร้อนซึ่งนานาประเทศต่างตระหนักถึงผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (Climate Change) ที่รุนแรงขึ้นทุกปี ผลักดันให้โลกยานยนต์พลิกเปลี่ยนเป็นยานยนต์ไฟฟ้า (EV) โดยหลายประเทศได้กำหนดเป้าหมายที่จะเปลี่ยนมาใช้รถยนต์ไฟฟ้าเร็วกว่าเดิม แนวโน้มการใช้รถยนต์ไฟฟ้าจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เพราะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายพลังงาน ลดมลพิษในสิ่งแวดล้อม ลดการนำเข้าน้ำมัน และร่วมกันสร้างสังคมคาร์บอนต่ำ (Low-Carbon Society) ทั้งนี้ทีมวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ซึ่งประกอบด้วย ดร. สมนิดา ภัทรนันท์ และ อาจารย์ธนทิพย์ อ้วนอ่อน อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า และทีมนักศึกษา คือ กรวรรณ ยี่สุ่น และ ลลิสา เอกวรชาติ ได้ทำการศึกษาและพัฒนาต้นแบบนวัตกรรม ระบบชาร์จเร็วทางเลือกใหม่สำหรับรถไฟฟ้า (Alternative Design of EV Quick Charger) เพื่อลดระยะเวลาในการชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าสำหรับที่อยู่อาศัย โดยออกแบบให้เหมาะกับความต้องการของผู้ใช้รถไฟฟ้าในประเทศไทย และมุ่งหวังว่าการชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มนั้นจะใช้เวลาลดลง สามารถต่อยอดพัฒนาให้ใช้งานได้สะดวกมากขึ้น
ดร. สมนิดา ภัทรนันท์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า จากการศึกษาพบว่า ในประเทศไทยมีสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าไม่เพียงพอต่อการใช้งาน ผู้ใช้รถไฟฟ้าส่วนมากจึงพี่งพาการชาร์จแบตเตอรี่ภายในที่อยู่อาศัยด้วยอุปกรณ์ EV Home Charger ที่มีระยะเวลาชาร์จยาวนานถึง 10 ชั่วโมง ทางทีมวิจัยจึงได้เริ่มต้นศึกษาเพื่อพัฒนานวัตกรรม ระบบชาร์จเร็วทางเลือกใหม่สำหรับรถไฟฟ้า (Alternative Design of EV Quick Charger) ซึ่งประกอบด้วย Power Converters ซึ่งถูกออกแบบให้แปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงที่เหมาะสมกับการชาร์จประจุตรงเข้าไปที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-ion Battery) ภายในตัวรถยนต์ไฟฟ้า โดยควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ Solid State ภายใน Converter ในรูปแบบ CCCV (Constant Current Constant Voltage) ที่จะสามารถช่วยลดระยะเวลาในการชาร์จประจุได้ และใช้ระบบควบคุมแบบ PI Controller ในการควบคุมกระแสและแรงดันไฟฟ้าขณะชาร์จประจุให้เหมาะสมกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-ion Battery) ส่วน วิธีการใช้งาน ตัวอุปกรณ์ต้องใช้งานกับระบบไฟฟ้าสามเฟส โดยด้านที่ต่อเพื่อทำการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าจะเป็นหัวต่อชนิด CCs Type2 ทั้งนี้บ้านโดยทั่วไปเป็นไฟฟ้าระบบ 1 เฟส 15(45) แอมป์ ต้องไปขอการไฟฟ้าเปลี่ยนเป็น 3 เฟส 30(100) แอมป์
จุดเด่นของ ระบบชาร์จเร็วทางเลือกใหม่สำหรับรถไฟฟ้า (Alternative Design of EV Quick Charger) คือการชาร์จประจุแบตเตอรี่ด้วยไฟฟ้ากระแสตรง โดยไม่ผ่าน On Board Charger ภายในตัวรถยนต์ไฟฟ้า ทำให้การชาร์จประจุรวดเร็วมากขึ้น ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์ EV Home Charger ส่วนใหญ่ในท้องตลาดที่ชาร์จประจุโดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับผ่านไปยัง On Board Charger ภายตัวรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งทำให้ระยะเวลาชาร์จนานประมาณ 6 – 10 ชั่วโมง
จากผลการทดสอบแบบจำลองของวงจรต้นแบบของระบบชาร์จเร็วทางเลือกใหม่สำหรับรถไฟฟ้านี้ สามารถชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-on Battery) แบบที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็ก โดยใช้เวลาในการชาร์จแบตเตอรี่ตั้งแต่ 0 จนถึง 100% ไม่ถึง 2 ชั่วโมง ในอนาคตประเทศไทยจะได้พึ่งพาตนเองด้านเทคโนโลยีอุปกรณ์ยานยนต์ไฟฟ้า และพัฒนาแบบให้มีขนาดเหมาะสมกับการใช้งานในบ้านที่อยู่อาศัย สะดวกต่อการใช้งานต่อเนื่องไป
