ในยุคปัจจุบันที่รถยนต์ไฟฟ้ากำลังกลายเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย การพัฒนานวัตกรรมด้านการออกแบบและระบบไฟฟ้าในรถยนต์ ถือเป็นเรื่องสำคัญที่บริษัทผู้ผลิตรถยนต์ต่างพัฒนาให้ก้าวหน้ามากยิ่งขึ้น และหนึ่งในเทคโนโลยีที่คนให้ความสนใจ และถูกพูดถึงเป็นจำนวนมากนั่นก็คือ สถาปัตยกรรมไฟฟ้า 800V ซึ่งกำลังกลายเป็นมาตรฐานใหม่ในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า ระบบนี้ถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จไฟฟ้า การจัดการพลังงาน และประสบการณ์ของผู้ใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าโดยรวม แต่ก่อนที่เราจะเจาะลึกถึงประโยชน์และข้อดีของสถาปัตยกรรมไฟฟ้า 800V เราควรมาทำความเข้าใจพื้นฐานก่อนว่าเทคโนโลยีนี้คืออะไรและมีความสำคัญอย่างไรต่ออนาคตของยานยนต์ไฟฟ้า
สถาปัตยกรรมไฟฟ้า 800V คืออะไร
สถาปัตยกรรมไฟฟ้า 800V คือระบบไฟฟ้าในรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 800 โวลต์ (V) ในขณะที่รถยนต์ไฟฟ้าทั่วไปในปัจจุบันส่วนมากยังคงใช้แรงดันไฟฟ้าระดับ 400 โวลต์ โดยระบบไฟฟ้า 800 โวลต์ ได้รับการพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการในด้านความเร็วในการชาร์จที่สูงขึ้น ประสิทธิภาพในการจัดการพลังงานที่ดีขึ้น และการออกแบบที่เหมาะสมกับเทคโนโลยีแห่งอนาคต โดยระบบนี้เริ่มได้รับความนิยมจากผู้ผลิตรถยนต์ชั้นนำ เช่น Porsche Taycan ซึ่งเป็นหนึ่งในรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นแรก ๆ ที่นำระบบ 800V มาใช้งาน ทำให้สามารถรองรับกำลังไฟสูงสุดได้มากถึง 320 กิโลวัตต์ (kW) รวมถึงในปัจจุบันยังมีผู้ผลิตรถยนต์รายอื่นๆ เริ่มหันมาใช้ระบบนี้ในรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นใหม่ๆ ของพวกเขาเช่นกัน
ข้อดีของสถาปัตยกรรมไฟฟ้า 800V
การเลือกใช้ระบบไฟฟ้าแรงดันสูงอย่าง 800V มีข้อดีหลายประการที่ส่งผลต่อทั้งผู้ใช้และการพัฒนายานยนต์ไฟฟ้าในระยะยาว:
- ชาร์จไฟรวดเร็วขึ้น
หนึ่งในข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของระบบ 800V คือความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าแรงดันสูงจากสถานีชาร์จด่วน (DC Fast Charger) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รถยนต์ที่ใช้ระบบนี้สามารถชาร์จพลังงานได้เร็วกว่ารถที่ใช้ระบบ 400V อย่างเห็นได้ชัด อาทิเช่น Porsche Taycan สามารถชาร์จพลังงานจาก 10% ถึง 80% ได้ในเวลาเพียง 18 นาที เมื่อใช้งานร่วมกับสถานีชาร์จที่สามารถจ่ายไฟได้สูงกว่า 320 กิโลวัตต์
- ลดขนาดและน้ำหนักของสายไฟ
แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นช่วยให้สามารถลดขนาดสายไฟที่ใช้ในรถยนต์ได้ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงช่วยลดกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจร การลดกระแสไฟฟ้าหมายความว่าสายไฟสามารถมีขนาดเล็กและเบากว่า ซึ่งช่วยลดน้ำหนักรวมของรถยนต์และเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน
- เพิ่มประสิทธิภาพการจัดการความร้อน
แรงดันไฟฟ้าที่สูงช่วยลดการสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อน ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญในระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ การจัดการความร้อนที่ดีขึ้นช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของระบบและแบตเตอรี่ และยังช่วยลดต้นทุนในการบำรุงรักษา
- รองรับเทคโนโลยีในอนาคต
ระบบไฟฟ้า 800V มีศักยภาพในการรองรับการพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคต เช่น แบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ระบบขับเคลื่อนที่ต้องการพลังงานมากขึ้น และโครงสร้างพื้นฐานของสถานีชาร์จที่พัฒนาไปอีกขั้น
ค่า A / V และ kW สัมพันธ์กันอย่างไร? และทำไมสถาปัตยกรรม 800V ถึงมีข้อได้เปรียบ
ในการทำความเข้าใจระบบไฟฟ้า 800V เราจำเป็นต้องเข้าใจพื้นฐานของไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้า (Voltage – V) และกระแสไฟฟ้า (Current – A)
- แรงดันไฟฟ้า (Voltage – V) คือแรงผลักที่ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจร เปรียบเสมือนแรงดันน้ำในท่อน้ำ
- กระแสไฟฟ้า (Current – A) คือปริมาณของอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านวงจรในช่วงเวลาหนึ่ง เปรียบเสมือนปริมาณน้ำที่ไหลในท่อ
ตัวเลข 2 ค่านี้ หากนำมาคูณกัน จะได้ค่า วัตต์ (W) จากนั้นให้นำไปหารด้วย 1,000 จะได้เป็นค่า กิโลวัตต์ (kW) ซึ่งเป็นค่ากำลังการชาร์จไฟที่เราคุ้นเคยกันนั่นเอง โดยเราขอยกตัวอย่างรถยนต์ไฟฟ้า 2 รุ่น ที่เป็นสถาปัตยกรรม 400V และ 800V นำรถเข้าไปชาร์จที่สถานีชาร์จเดียวกัน โดยตู้ชาร์จสามารถชาร์จไฟได้สูงสุดที่ 120 กิโลวัตต์ มีค่าแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 600V และมีค่าการจ่ายกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ 200 แอมป์ (A)
รถรุ่น A (สถาปัตยกรรม 400V) ในสเปคระบุว่า รับกำลังไฟได้สูงสุด 180 kW หากนำรถเข้าไปชาร์จที่สถานีดังกล่าว รถจะสามารถรับไฟได้สูงสุด โดยคำนวณได้จากค่าแอมป์ (A) คุณด้วยค่าแรงดันไฟฟ้า (V)
200A x 400V = 80,000 วัตต์ จากนั้นหารด้วย 1,000 จะเท่ากับ 80 กิโลวัตต์
รถรุ่น B (สถาปัตยกรรม 800V) ในสเปคระบุว่า รับกำลังไฟได้สูงสุด 280 kW หากนำรถเข้าไปชาร์จที่สถานีดังกล่าว รถจะสามารถรับไฟได้สูงสุด โดยคำนวณได้จากค่าแอมป์ (A) คุณด้วยค่าแรงดันไฟฟ้า (V)
200A x 600V (ค่าสูงสุดของสถานีชาร์จที่เรายกตัวอย่าง) = 120,000 วัตต์ จากนั้นหารด้วย 1,000 จะเท่ากับ 120 กิโลวัตต์ (กำลังสูงสุดของตู้ชาร์จ)
จากตัวอย่างจะเห็นได้ว่า ถึงแม้รถทั้ง 2 รุ่น จะสามารถรับกระแสไฟฟ้าได้มากกว่า 120 กิโลวัตต์ ซึ่งเป็นกำลังไฟสูงสุดที่ตู้ชาร์จสามารถจ่ายไฟได้ แต่หากรถไฟฟ้าคันนั้นเป็นสถาปัตยกรรม 400V จะไม่สามารถรับกระแสไฟได้อย่างเต็มที่ เนื่องจากโดนจำกัดกำลังการชาร์จไฟด้วยค่าแรงดันไฟฟ้า (V) นั่นเอง
สถาปัตยกรรมไฟฟ้า 800V ถือเป็นก้าวสำคัญของอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าในยุคปัจจุบันและอนาคต ด้วยความสามารถในการชาร์จเร็วขึ้น ลดน้ำหนักและต้นทุนของระบบไฟฟ้า และการเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการพลังงาน การใช้แรงดันไฟฟ้าสูงยังช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถแข่งขันได้อย่างมีประสิทธิภาพและตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคที่ต้องการความสะดวกสบายและความรวดเร็วในการเติมพลังงาน