ความปลอดภัยในยานยนต์ไฟฟ้า การแปลงสภาพจากรถใช้น้ำมันสู่รถใช้ไฟฟ้า
สัมภาษณ์โดย ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ
ถอดบทสัมภาษณ์โดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร
รายการ ก่อ กอง Science ครั้งนี้เราคุยกับนักวิจัยที่เป็นวิศวกรเครื่องกลและยานยนต์ ดร. ฉัตรชัย ศรีสุรางค์กุล หรือ ดร.ฉัตร จากกลุ่มวิจัยการออกแบบและแก้ปัญหาอุตสาหกรรม เอ็มเทค
ถาม : ทราบมาว่า ดร.ฉัตร จบปริญญาตรี สาขาวิศวกรรมเครื่องกล ส่วนปริญญาโท-เอก จบวิศวกรรมยานยนต์ที่เยอรมนี ช่วยเล่าประสบการณ์ด้านการเรียนและการวิจัยที่เยอรมนีให้ฟังสักหน่อยครับ
ตอบ:
ตอนปริญญาตรีเรียนวิศวกรรม สาขาเครื่องกล เมื่อเรียนจบก็ทำงานที่บริษัท เทรน (ประเทศไทย) จำกัด ซึ่งเป็นบริษัทเกี่ยวกับระบบปรับอากาศเป็นระยะเวลา 3 ปี จากนั้นไปเรียนต่อที่เยอรมนี ในสาขาวิศวกรรมยานยนต์ หลักสูตรปริญญาโทที่ RWTH Aachen University of Technology และปริญญาเอกที่ TU Braunschweig
ถาม : มีความสนใจอะไรเป็นพิเศษครับถึงเลือกเรียนยานยนต์โดยเฉพาะ เพราะเรียนจบเครื่องกลสามารถทำอะไรได้หลากหลายมาก
ตอบ:
เมื่อจบปริญญาตรีก็อยากเรียนอะไรที่ทำให้เราได้ความรู้เพิ่มเติม พอจะได้เรียนต่อปริญญาโททางด้านวิศวกรรมยานยนต์ ซึ่งเป็นสิ่งที่เราชอบมาตั้งแต่เด็กแล้ว เนื่องจากบ้านอยู่ติดกับถนนใหญ่เวลาเห็นรถวิ่งผ่านไปมาหน้าบ้านก็มักทายว่ารถยี่ห้ออะไร รุ่นอะไร และมีความสนใจด้านนี้อยู่แล้ว เลยเห็นเป็นโอกาสจึงเข้ามาเรียนด้านนี้
ถาม : ตอนทำวิจัยขณะเรียนปริญญาโท-เอกโฟกัสเรื่องอะไรเป็นพิเศษครับ
ตอบ:
วิศวกรรมยานยนต์มีหลายด้านมาก เพราะกว่าจะเป็นรถหนึ่งคันต้องใช้ความรู้ทางวิศวกรรมหลายอย่าง หลักสูตรปริญญาโทที่ RWTH Aachen University of Technology จะต้องทำวิทยานิพนธ์ 2 ชิ้นด้วยกันคือ มินิธีซิส (mini-thesis) และมาสเตอร์ธีซิส (master-thesis)
ในส่วนของมินิธีซิสผมทำวิจัยเกี่ยวกับยานยนต์อัตโนมัติร่วมกับ Institute of Automatic Control เป็นเรื่องรถบรรทุกหลายๆ คันที่ขับตามกัน โดยใช้คนขับคันหน้าคันเดียว รถคันอื่นๆ ขับเคลื่อนอัตโนมัติตามรถคันหน้า (automated truck platoon) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ว่ารถสามารถขับเคลื่อนได้ หรือส่งสินค้าได้ปริมาณมากๆ เหมือนรถพ่วง
โครงการนี้เป็นความร่วมมือ (consortium) ระหว่างสถาบันวิจัยและมหาวิทยาลัยหลายแห่ง สถาบันที่ผมทำอยู่ดูแลในเรื่องระบบควบคุมยานยนต์อัตโนมัติ เขาจะแบ่งงานระบบควบคุมส่วนหนึ่งมาเป็นหัวข้อวิทยานิพนธ์ให้นักศึกษาทำ
ส่วนงานที่เป็นมาสเตอร์ธีซิสทำเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์อินเดอะลูป (Hardware-in-the-Loop) ในส่วนของระบบไฟฟ้า 42 โวลต์ ปกติรถที่ใช้กัน 12 โวลต์ แต่จะมีระบบไฟฟ้าบางอย่างที่ต้องการพลังงานสูง เช่น ระบบทำความร้อน (heater) จึงมีแนวทางที่จะปรับเปลี่ยน (transfer) ระบบไฟฟ้าในรถยนต์ 12 โวลต์ให้ขยับสูงขึ้นเป็น 42 โวลต์ ผมทำวิจัยในส่วนระบบบริหารการจัดการพลังงาน (energy management system) ของระบบไฟฟ้า 42 โวลต์ บริหารจัดการภาระทางไฟฟ้าตามระดับพลังงานของแบตเตอรี่ที่มี คล้ายกับระบบรถไฟฟ้า คือต้องคำนวณ State of Charge (SoC) และ State of Health (SoH) ดูระดับพลังงานเพื่อไปจัดการส่วนอื่นๆ
ถาม : ดร.ฉัตรต้องสร้างฮาร์ดแวร์และเขียนซอฟต์แวร์เองหรือเปล่าครับ
ตอบ:
โครงการนี้ทำซอฟต์แวร์ในส่วนของอัลกอริทึมเป็นหลัก จริงๆ เป็นโครงการร่วมกับบริษัทเอกชนที่มาจ้างสถาบันวิจัยให้ช่วยพัฒนาในหัวข้อนี้
ถาม : แสดงว่านี่เป็นโมเดลของเยอรมนี คือ การเรียนระดับสูงในมหาวิทยาลัยต้องนำโจทย์จริงจากอุตสาหกรรมมาทำใช่ไหมครับ
ตอบ:
ใช่ครับ
ถาม : ตอนปริญญาเอกศึกษาลงลึกในด้านไหนครับ
ตอบ:
เนื่องจากที่สถาบันมีหลายแผนก (department) เช่น ระบบช่วงล่าง ตัวถัง (body) ระบบขับเคลื่อน ผมทำระบบเกียร์ ระบบส่งกำลัง (powertrain) ระบบขับเคลื่อนเป็นหลัก
ถาม : ฟังแล้วน่าสนใจมาก อย่างระบบเกียร์หรือระบบส่งกำลังถ้ามองโดยคนทั่วไปน่าจะอยู่ตัวระดับหนึ่ง แต่มองในแง่งานวิจัยอาจเป็นการพัฒนาที่สำคัญ (breakthrough) ทางด้านเทคโนโลยี หรือเป็นการปรับปรุงต่อยอดอะไรใหม่ๆ จุดที่ ดร.ฉัตร ทำเกี่ยวกับอะไรครับ
ตอบ:
ในส่วนของเกียร์มีการพัฒนาที่หลากหลายและมีการพัฒนามาเรื่อยๆ ช่วงที่ผมไปเรียนเป็นช่วงที่มีการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีเกียร์ค่อนข้างเยอะ เช่น เรื่องของการพยายามปรับปรุงจำนวนเกียร์ให้สูงขึ้นเพื่อให้รถใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ลดปริมาณการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศ ระบบเกียร์ที่ผ่านมาในอดีตต้องปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น จะเห็นว่าแต่ก่อนมี 4 เกียร์ 5 เกียร์ แต่เดี๋ยวนี้กระโดดไปถึง 7 เกียร์ 8 เกียร์ หรือ 9 เกียร์ ในช่วงปี 2000-2015 ที่ผ่านมามีการเพิ่มจำนวนเกียร์มากขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้ในช่วงดังกล่าวยังมีการพัฒนาเทคโนโลยีเกียร์ชนิดคลัทช์คู่ออกสู่ตลาดเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรก (double clutch transmission)
ถาม : เพื่อตอบโจทย์ประสิทธิภาพ การประหยัดพลังงาน และอาจเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมด้วย นี่เป็นความชำนาญที่ได้เรียนรู้จากเยอรมนีมานะครับ ตอนมาที่เอ็มเทคทำไมถึงสนใจเรื่องรถไฟฟ้า โดยเฉพาะยานยนต์ดัดแปลง เพราะวิศวกรรมยานยนต์มีเรื่องให้ทำได้หลายอย่าง
ตอบ:
โลกของเราอาจจะมีการเปลี่ยนแปลงหรือถูกกดดันในเรื่องประสิทธิภาพและสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะประเด็นผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ (climate change) ที่ส่วนหนึ่งมีสาเหตุมาจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากรถยนต์ กรณีนี้ทำให้ระบบและอุตสาหกรรมยานยนต์ต้องมีการปรับตัวเพื่อที่จะไปให้ถึงเป้าหมายที่วางไว้ว่าต้องมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ตามที่กำหนด ซึ่งเทคโนโลยียานยนต์ไฟฟ้าจะเป็นหนึ่งในทางออกของปัญหานี้
ถาม : เท่าที่ทราบ ดร.ฉัตร มีประสบการณ์หลายอย่าง มีเรื่องหนึ่งคือ การที่ยังมีรถสันดาปภายในอยู่จำนวนมาก ก็จะมีคนจำนวนหนึ่งอยากเปลี่ยนรถเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นรถไฟฟ้า การเปลี่ยนแบบนี้ต้องคำนึงถึงปัจจัยอะไรบ้าง ในแง่ความปลอดภัย ต้นทุนราคา ข้อจำกัดด้านการดัดแปลง หรือลักษณะพื้นฐานต่างๆ ที่เกี่ยวกับยานยนต์
ตอบ:
จริงๆ แล้วการดัดแปลงรถเหมือนเป็นช่องทางหนึ่งที่ช่วยให้ยานยนต์ไฟฟ้าเกิดได้เร็วและนำมาใช้ได้เร็วที่สุด ในช่วงระหว่างรอรถไฟฟ้าเต็มรูปแบบ (pure electric vehicle) นำเข้ามาจำหน่ายในบ้านเรา การดัดแปลงรถไฟฟ้าก็เป็นช่องทางหนึ่งในการทำให้เกิดการใช้งานรถไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว เป็นการช่วยให้รถเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ยังคงมีอยู่ในปัจจุบันหลายล้านคันสามารถใช้งานต่อได้ แต่เมื่อดัดแปลงรถไฟฟ้าแล้วก็จะมีสิ่งที่ต้องคำนึงถึง ทั้งในเรื่องเทคนิค ความปลอดภัย และอีกหลายเรื่อง
ถาม : ในการดัดแปลงให้เป็นรถไฟฟ้า ถ้าเอารถมาคันหนึ่ง เราต้องเอาอะไรออกและเอาอะไรใส่เข้าไปแทนบ้างครับ
ตอบ:
หลักๆ คือเครื่องยนต์จะถูกแทนที่ด้วยมอเตอร์ ถังน้ำมัน และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ เช่น เครื่องอัดอากาศ (air compressor) ปั๊มสุญญากาศ (vacuum pump) ที่ต่อพ่วงกับระบบเครื่องยนต์หรือสายพานต้องนำออกไป แล้วเอาระบบใหม่มาเสริมหรือติดตั้งเพิ่ม เช่น มอเตอร์อัดอากาศ (air compressor motor) ที่ทำงานด้วยพลังงานไฟฟ้า ปั๊มน้ำไฟฟ้า เป็นต้น แต่แบตเตอรี่ยังคงอยู่เพราะต้องจ่ายไฟให้แก่ภาระ (load) ทางไฟฟ้าอื่นๆ เช่น ไฟหน้า ไฟเบรก ไฟเลี้ยว และวิทยุ
ส่วนประกอบต่างๆ ของรถไฟฟ้าดัดแปลง
ถาม : ถ้าพูดถึงรถไฟฟ้าก็จะมีแบตเตอรี่อย่างน้อย 2 ลูกคือ แบตเตอรี่หลัก ซึ่งเป็นตัวขับเคลื่อน ส่วนแบตเตอรี่อีกลูกจะสำหรับส่วนประกอบเพิ่มเติม (accessory) ต่างๆ และยังต้องมีระบบอะไรที่ทำให้รถทำงานได้เหมือนเดิมอีกไหมครับ
ตอบ:
เมื่อเอาระบบใหม่เข้าไปก็ต้องมีการดัดแปลง (modify) ในส่วนของการสื่อสารเพื่อให้รถรู้จักอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องเพราะเราไม่ได้ออกแบบไว้ตั้งแต่ต้น มันเป็นการดัดแปลงรถ เพราะฉะนั้นสัญญาณเดิมก็ต้องถูกแทนที่เพื่อให้มันไปสั่งงานกับระบบใหม่ หรือติดต่อสื่อสารกับระบบใหม่ที่เราใส่เข้าไปได้
ถาม : ถ้าเปรียบเทียบกับคอมพิวเตอร์ นอกจากจะเปลี่ยนฮาร์ดแวร์บางส่วนแล้วก็ยังต้องเปลี่ยนซอฟต์แวร์ด้วยเพื่อให้มันเข้ากันได้จะได้สื่อสารกันรู้เรื่อง ผมจินตนาการว่าถ้าเอาถังน้ำมันและเครื่องยนต์ออกไป แล้วเอามอเตอร์และแบตเตอรี่ใหม่ใส่เข้าไปแทน น้ำหนักของรถและจุดศูนย์ถ่วงรถก็ต้องเปลี่ยนไป ในแง่วิศวกรรมคำนึงถึงเรื่องนี้อย่างไร ต้องมีการคำนวณหรือดัดแปลงอย่างไรบ้าง
ตอบ:
ปกติต้องมีการคำนวณก่อนว่าน้ำหนักและจุดศูนย์ถ่วงอยู่ในช่วงค่าที่ยอมรับได้ไหม ซึ่งอาจจะเป็นตัวเลขเชิงเปรียบเทียบว่ารถขนาดนี้ควรมีค่าอยู่ในช่วงไหน เพราะถ้าด้อยกว่าเวลาเปรียบเทียบกับรถรุ่นอื่นๆ ในตลาดที่มีลักษณะคล้ายๆ กันจะดูด้อยกว่า หรือการควบคุมรถก็จะแย่กว่า
รถที่มีการใส่อุปกรณ์อะไรเข้าไปจะต้องดูจุดศูนย์ถ่วงว่าอยู่ตรงไหน และในการออกแบบก็ต้องดูว่าสามารถที่จะใส่ชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์เข้าไปในตำแหน่งที่เราคาดหวังได้หรือไม่ด้วย เช่น เราอยากให้กระจายน้ำหนักไปทั้งด้านหน้าและด้านหลังพอๆกัน แต่เราไม่สามารถที่จะวางแบตเตอรี่ไว้ตรงกลางได้ก็จะเป็นข้อจำกัด
ถาม : ถ้าเป็นรถรุ่นเดียวกันพอดัดแปลงตัวต้นแบบตัวที่ 1 ก็สามารถใช้กับรถรุ่นเดียวกันหรือรุ่นที่ใกล้เคียงกันด้วยได้ไหมครับ เพราะลักษณะการใช้พื้นที่ (space) ต่างๆ ตอนที่ออกแบบมาเหมือนกัน
ตอบ:
ใช่ครับ ถ้าเป็นรถรุ่นเดียวกันสามารถทดแทนได้ ถ้าเป็นรถรุ่นที่ใกล้เคียงกันอาจมีการเปลี่ยนแปลงแค่โมเดลย่อยก็สามารถที่จะใช้ร่วมกันได้หรืออาจมีการดัดแปลงเพียงเล็กน้อย
ถาม : จากประสบการณ์ของ ดร.ฉัตร การเปลี่ยนจากรถสันดาปภายในมาเป็นรถไฟฟ้า น้ำหนักของรถเพิ่มขึ้น ลดลง หรือพอๆ กับของเดิม หรือขึ้นกับรถ แบตเตอรี่ หรือมอเตอร์ที่ใส่เข้าไปครับ
ตอบ:
จริงๆ แล้วอยู่ที่ความต้องการในการออกแบบรถของเรา เช่น อยากวิ่งได้ไกลแค่ไหนต่อการชาร์จ 1 ครั้ง ถ้าอยากวิ่งได้ไกลแบตเตอรี่ก็ต้องมีขนาดใหญ่ขึ้น น้ำหนักที่ตามมาก็จะมากขึ้นด้วย
โดยทั่วไปน่าจะมีน้ำหนักมากกว่าเดิมเล็กน้อย หรือไม่ต่างกันมากนัก เพราะมีทั้งส่วนที่เอาออกและเอาเข้ามาเพิ่มด้วย โดยเฉพาะเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่พัฒนาขึ้นเรื่อยๆ เพราะฉะนั้นน้ำหนักต่อพลังงานก็จะถูกปรับปรุงให้ดีขึ้น น้ำหนักจึงไม่น่าจะเพิ่มขึ้นเท่าไหร่นัก
ถาม : ถ้ามองในแง่มาตรฐานทางวิศวกรรม มีหน่วยงานไหนในประเทศไทยที่ออกประกาศเป็นกฎหมายหรือระเบียบกฎกระทรวงต่างๆ หรือยังครับว่าถ้ามีการดัดแปลงจะต้องผ่านเกณฑ์ เช่น ด้านความปลอดภัย จุดศูนย์ถ่วง หรืออัตราเร่งเริ่มต้นต่างๆ
ตอบ:
จริงๆ แล้วหน่วยงานที่เกี่ยวข้องก็พยายามผลักดันมาตรฐานสำหรับรถไฟฟ้าหรือมาตรฐานสำหรับรถไฟฟ้าดัดแปลง แต่หน่วยงานที่ควบคุมการใช้งานรถจริงๆ เช่น กรมการขนส่งทางบก จะมีการออกประกาศกรมการขนส่งทางบกในราชกิจจานุเบกษา เป็นระเบียบสำหรับการใช้งานของรถไฟฟ้าดัดแปลง ซึ่งระเบียบนี้จะมีการกำหนดขนาดกำลังของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า หรือขนาดกำลังของตัวมอเตอร์ที่ต้องใช้ว่าต้องมีขนาดกำลังเท่าไหร่ ซึ่งขึ้นกับขนาดของรถด้วย และอาจมีการกำหนดการใช้งาน เช่น การทำความเร็วสูงสุด การวิ่งที่ความเร็วสูงต่อเนื่อง เป็นต้น ตัวอย่างเช่น รถยนต์นั่งไฟฟ้าทั่วไปต้องทำความเร็วไม่น้อยกว่า 90 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ต่อเนื่องไม่ต่ำกว่า 30 นาที เป็นต้น ซึ่งเป็นการจำลองว่ารถที่วิ่งความเร็วสูงๆ มีภาระเยอะ สามารถวิ่งได้ต่อเนื่องอย่างน้อย 30 นาที
ในส่วนนี้เป็นการดูว่ารถมีสมรรถนะ มีความปลอดภัย มีความน่าเชื่อถือ (reliability) ในการใช้งาน ที่เราทดสอบมาพบว่ามีรถทดสอบบางคันที่วิ่งความเร็วสูงแล้วมีปัญหา เช่น มีความร้อนเกิดขึ้น ส่วนการกำหนดกำลังของมอเตอร์ หรือระบบขับเคลื่อนเพื่อดูว่าเมื่อเอารถไปใช้บนท้องถนนแล้วจะไม่เป็นอุปสรรคแก่ผู้ใช้รถและถนนอื่นๆ เพราะรถมีกำลังต่ำไป อย่างตอนขึ้นเนิน ถ้าไม่ได้คำนวณตรงนี้ แล้วรถมีกำลังไม่พอก็จะทำให้รถขึ้นเนินไม่ได้ หรือไหลมาชนรถข้างหลัง หรือเวลาเร่งแซงไม่ขึ้น ซึ่งเป็นอันตรายได้
ถาม : แสดงว่าเป็นกฎหมายแล้ว ถ้าใครไปดัดแปลงรถและจะให้ถูกกฎหมายก็ต้องผ่านเกณฑ์ทางเทคนิคเหล่านี้ ต้องยื่นจดทะเบียน หรือแจ้งกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องใช่ไหมครับ
ตอบ:
ใช่ครับ ต้องเอาผลการทดสอบนี้ไปยื่นตอนไปขอแก้ไขจดทะเบียนดัดแปลงรถยนต์ว่ารถยนต์ของเราเปลี่ยนจากเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นรถไฟฟ้า ซึ่งอาจดูในส่วนอื่นๆ ด้วย เช่น เรื่องของการออกแบบ ผู้ที่ไปดัดแปลงต้องเขียนหรืออธิบายว่ามีการดัดแปลงรถ มีโครงสร้างที่มีความปลอดภัย มีการกระจายน้ำหนัก กระจายแรงเบรกที่ปลอดภัยประกอบกันตอนไปยื่นจดทะเบียน
ถาม : งานวิจัยของ ดร.ฉัตรที่เข้าไปช่วยในส่วนนี้อยู่ในแง่มุมไหน ช่วยขยายความครับ
ตอบ:
ตอนนี้เราทำโครงการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเรื่องของการทดสอบยานยนต์ไฟฟ้า รวมถึงยานยนต์ไฟฟ้าดัดแปลงด้วย เพราะว่าในส่วนข้อกำหนดที่กรมการขนส่งทางบกร่างขึ้นมาเหมือนจะเป็นความต้องการขั้นต่ำ แต่ยังมีประชาชนส่วนหนึ่งที่ยังไม่มั่นใจ และบริษัทเองก็อยากเพิ่มความมั่นใจให้แก่ผลิตภัณฑ์รถดัดแปลงของเขาก็อยากให้มีการทดสอบเพิ่มเติมให้ครอบคลุม เพื่อให้รถไฟฟ้าดัดแปลงมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น เราจะมีรายละเอียดในการทดสอบที่เหมาะสมโดยทีมวิจัยทำหน้าที่ให้คำปรึกษา
การทดสอบยานยนต์ไฟฟ้าและยานยนต์ไฟฟ้าดัดแปลง
ถาม : ถ้ารถคันหนึ่งถูกดัดแปลงมาจะต้องแปะสติ๊กเกอร์ หรือติดสัญลักษณ์อะไรเพื่อให้คนดูออกไหมครับ คล้ายกรณีของรถติดแก๊ส หรือว่าไม่จำเป็นเพราะถือว่าเทียบเท่ากับรถสันดาปภายใน
ตอบ:
ปกติแล้วจะมีในส่วนของมาตรฐานความปลอดภัยหรือข้อปฏิบัติที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยที่ต้องคำนึงถึง เช่น ที่ฝาถัง หรือจุดชาร์จไฟ ก็จะมีสัญลักษณ์หรือสติ๊กเกอร์ติดว่าตรงนี้สำหรับชาร์จไฟฟ้า หรือเตือนว่าเป็นไฟแรงดันสูง
นอกจากนี้อาจมีส่วนของการออกแบบระบบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น การใช้งานรถไฟฟ้าดัดแปลงที่ความเร็วต่ำจะไม่มีเสียงเครื่องยนต์ เพราะฉะนั้นในเรื่องของความปลอดภัยควรต้องมีเสียงเตือน หรือทำให้ผู้ที่อยู่รอบข้างรู้ว่ามีรถขับเคลื่อนอยู่เพื่อให้ระวัง ดังนั้น จึงมีการพัฒนาส่วนที่สร้างเสียงเลียนแบบเครื่องยนต์ขึ้นมาซึ่งก็จะมีอีกมาตรฐานหนึ่ง
ถาม : ในแง่ของความปลอดภัยมีมุมอื่นที่เป็นเชิงเทคนิคที่วิศวกรยานยนต์ต้องคำนึงถึงไหมครับ
ตอบ:
ยังมีอีกหลายแง่มุม ในส่วนของรถไฟฟ้าจะเป็นระบบไฟที่มีแรงดันค่อนข้างสูง ดังนั้นควรมีความปลอดภัยทางด้านไฟฟ้าเข้ามาเกี่ยวข้อง เช่น เรื่องไฟฟ้าช็อต (electric shock) ไฟรั่ว การออกแบบจึงต้องมีการป้องกันไม่ให้เข้าถึงได้
การป้องกันมี 2 แบบ คือ 1) การป้องกันไม่ให้ผู้ใช้งาน ผู้ขับขี่ หรือวิศวกรที่ซ่อมบำรุงสัมผัสโดยตรง (direct contact) กับระบบไฟฟ้าแรงดันสูงได้ง่าย จะมีมาตรฐานว่าที่จุดนี้จะไม่สามารถแหย่นิ้วหรืออะไรเข้าไปจนถึงจุดที่มีไฟ 2) การป้องกันแบบทางอ้อม (indirect contact) ควรจะมีฟิวส์ (fuse) เพื่อเวลาที่ระบบไฟฟ้ามีปัญหาในช่วงที่วิศวกรกำลังซ่อมบำรุง ฟิวส์ก็จะตัดไฟ
นี่ก็เป็นความปลอดภัยของรถไฟฟ้าดัดแปลงและรถไฟฟ้าทั่วไปที่จะต้องคำนึงถึงเรื่องการใช้งาน การป้องกันไม่ได้ครอบคลุมเฉพาะผู้ขับขี่หรือคนนั่ง แต่รวมถึงตอนซ่อมบำรุงด้วย ซึ่งคนเหล่านี้ก็ต้องได้รับการฝึกฝนอบรมในการซ่อมบำรุงระบบไฟฟ้าหรือรถยนต์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงๆ ให้มีความปลอดภัยด้วย
ถาม : นี่เป็นเรื่องที่รถเครื่องยนต์สันดาปภายในไม่มีใช่ไหมครับ หรือมีแต่น้อยมาก
ตอบ:
ถ้าเป็นเรื่องของระบบไฟฟ้าในรถเครื่องยนต์สันดาปจะมีน้อยกว่ารถไฟฟ้า เนื่องจากเป็นระบบไฟฟ้าแรงดันสูง
ถาม : ผู้ที่เป็นโรคหัวใจและใส่เครื่องกระตุ้นไฟฟ้าหัวใจ (pacemaker) ถ้านั่งในรถไฟฟ้าจะมีประเด็นนี้ไหมครับ
ตอบ:
ครับจะมีประเด็นที่อุปกรณ์ไฟฟ้าที่อยู่ในร่างกายมีผลจากสนามแม่เหล็กอยู่ด้วย ในรถไฟฟ้าจะมีมอเตอร์บางชนิดที่ใช้แม่เหล็กถาวร เมื่อเวลาไปทำงานใกล้ๆ ก็จะมีผลกระทบจากสนามแม่เหล็กมาเกี่ยวข้อง วิศวกรต้องออกแบบระบบมาป้องกันสนามแม่เหล็กพวกนี้เพื่อไม่ให้รบกวนผู้ใช้หรือใครก็ตามที่อาจมีประเด็นพวกนี้อยู่
ถาม : น้ำกับไฟปกติไม่ค่อยเข้ากัน ถ้าถนนบางพื้นที่มีน้ำรอระบายอยู่แล้วรถไฟฟ้าวิ่งจะมีประเด็นถูกไฟฟ้าดูดในรถไหมครับ
ตอบ:
น้ำก็เป็นประเด็นที่ต้องคำนึงถึงเหมือนกันในส่วนของการออกแบบของชิ้นส่วนหลังการประกอบแล้ว ปกติชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง เช่น มอเตอร์ แบตเตอรี่ ต้องมีการทดสอบในส่วนขององค์ประกอบ (component) เหล่านั้นแยกต่างหากอยู่แล้วว่าชิ้นส่วนเหล่านั้นสามารถกันน้ำ กันฝุ่น เป็น IP เท่าไหร่
IP หรือ International Protection เป็นมาตรฐานกันน้ำ กันฝุ่น ประกอบด้วยตัวเลข 2 ตัว ตัวเลขหน้าเป็นการป้องกันฝุ่น หรือของแข็ง ส่วนตัวเลขหลังเป็นเรื่องของของเหลวหรือน้ำว่ามีระดับการป้องกันที่เท่าไหร่ ยิ่งตัวเลขมาก ยิ่งมีระดับการป้องกันที่ดีขึ้น เมื่อโดนน้ำกระเซ็นหรือจมน้ำจะไม่เกิดความเสียหาย เช่น แบตเตอรี่ไม่ช็อต
พอหลังจากประกอบเป็นรถทั้งคันแล้วก็ควรมีการทดสอบซ้ำว่ารถคันนั้นสามารถที่จะป้องกันการขับขี่ผ่านบริเวณที่มีน้ำท่วมขังได้ไหม ซึ่งประเทศเรามีน้ำท่วมขังค่อนข้างบ่อยและค่อนข้างสูงด้วย เราก็ต้องคำนึงถึงด้วยสำหรับรถที่จะจำหน่ายในประเทศ
สนามทดสอบจำลองน้ำท่วมขังที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ วิทยาเขตปราจีนบุรี
ปัจจุบันทีมวิจัยมีการสร้างบ่อหรือพื้นที่สำหรับจำลองน้ำท่วมขัง เพื่อใช้ทดสอบกรณีขับขี่รถไฟฟ้าวิ่งผ่านลุยน้ำบริเวณที่มีน้ำท่วมขัง ตอนนี้เราร่วมมือกับมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ วิทยาเขตปราจีนบุรี ซึ่งเอื้อเฟื้อสถานที่ในการสร้างสนามทดสอบ ตอนนี้เสร็จเรียบร้อยแล้ว ปัจจุบันมีโครงการทดสอบรถไฟฟ้าดัดแปลงที่เป็นรถโดยสาร หลังจากรถเรียบร้อยก็จะนำไปทดสอบเพื่อดูว่ารถสามารถที่จะผ่านการทดสอบกรณีน้ำท่วมขังได้หรือไม่
ถาม : ถ้าผ่านก็จะสร้างความมั่นใจให้แก่ผู้ใช้
ตอบ:
ใช่ครับ เพราะมักจะมีข่าวเสมอว่าเวลารถลุยน้ำแล้วมีปัญหา อย่างประเทศจีนเคยมีข่าวว่าเกิดน้ำท่วมใหญ่ รถไฟฟ้าจอดไว้เฉยๆ พอน้ำท่วมอย่างรวดเร็วไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้ทันก็อาจทำให้รถเกิดอุบัติเหตุได้ อย่างในข่าวคือมีไฟลุก
ถาม : รถเก๋งคันหนึ่งปกติราคา 800,000-1,000,000 บาท ถ้าถูกดัดแปลงเป็นรถไฟฟ้าต้นทุนประมาณเท่าไหร่ครับ
ตอบ:
ขึ้นกับประเภทของรถมากกว่าครับว่ารถคันนั้นจัดอยู่ในประเภท (segment) ไหน เพราะขนาดของรถจะสัมพันธ์กับขนาดมอเตอร์
ถาม : ระหว่างมอเตอร์กับแบตเตอรี่อะไรแพงกว่ากันครับ
ตอบ:
ณ ปัจจุบันแบตเตอรี่จะแพงกว่าครับ พอพูดถึงแบตเตอรี่ก็ต้องดูที่ความต้องการของเราว่าอยากได้ระยะทางการวิ่งต่อการชาร์จ 1 ครั้งไกลแค่ไหน ซึ่งส่งผลกระทบต่อการออกแบบน้ำหนักแบตเตอรี่ที่ใช้และกระทบต่อราคาด้วย
ถาม : มอเตอร์อาจเป็นตัวที่ราคาคงที่ (fixed cost) แต่แบตเตอรี่อาจจะแล้วแต่ว่าต้องการใช้งานมากแค่ไหน ราคาอาจไม่ระบุชัด ถ้าใครสนใจอาจลองค้นหาราคาซึ่งคงหลักหลายแสนบาท
ตอบ:
ใช่ครับ ในการดัดแปลงรถจะราคาหลายแสนบาท
ถาม : อนาคตอันใกล้ มีงานวิจัยที่เพิ่งเริ่มทำหรือเรื่องใหม่ๆ ไหมครับนอกจากรถไฟฟ้าดัดแปลงที่กำลังทำอยู่นี้
ตอบ:
ที่วางแผนไว้จะเป็นงานที่เกี่ยวข้องกับยานยนต์อัตโนมัติ หรือระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูง (advanced driver assistance systems) เช่น ระบบการขับขี่อัตโนมัติ ระบบเบรกอัตโนมัติ หรือระบบช่วยควบคุมการทรงตัว ระบบการเปลี่ยนเลน ซึ่งเป็นส่วนที่อยากทำแต่เน้นเรื่องของการทดสอบ ระบบพวกนี้เวลาที่พัฒนาขึ้นมาจะต้องมีการทดสอบว่าทำงานได้ตามที่ออกแบบไว้ไหม
การทดสอบระบบการเปลี่ยนเลน
อีกส่วนคือระบบความปลอดภัยเชิงป้องกัน (active safety) ต่างๆ เช่น ระบบตรวจจับความล้าของผู้ขับขี่ โดยใช้ภาพ (image) หรือเซ็นเซอร์ (sensor) อื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง และประเมินสภาพของผู้ขับขี่ว่ามีอาการเหนื่อยล้าไหม และมีการเตือนผู้ขับขี่ ซึ่งก็จะช่วยแก้ปัญหาในเรื่องการหลับในได้ โดยเฉพาะในเรื่องของการขับขี่ที่ต้องขับไกลๆ นานๆ เช่น รถโดยสาร และรถบรรทุกครับ
ถ้างานส่วนนี้เป็นรูปธรรมมากขึ้นจะขอเชิญมาให้ข้อมูลความก้าวหน้าอีกครั้งหนึ่ง วันนี้ต้องขอขอบคุณ ดร.ฉัตรชัยเป็นอย่างสูงที่ให้เกียรติมาให้ข้อมูลในฐานะวิศวกรที่คร่ำวอดในวงการยานยนต์ ซึ่งปัจจุบันโลกกำลังมุ่งสู่ยานยนต์ไฟฟ้า และ ดร.ฉัตรมีความชำนาญมากเป็นพิเศษในหลายเรื่อง แต่ที่คุยวันนี้จะเป็นเรื่องความปลอดภัยและการทดสอบต่างๆ ในการดัดแปลงรถไฟฟ้า
ผู้ที่สนใจรายการนี้ในรูปแบบพอดแคสต์ (podcast) สามารถรับฟังได้ที่