Efficiency in Electric Vehicles: Understanding Miles per kWh and what impacts range and efficiency

ในขณะที่โลก "เปลี่ยน" (เล่นสำนวน) ไปสู่รถยนต์ไฟฟ้า (EV) การซื้อรถยนต์ไฟฟ้ายังมีอะไรมากกว่า MSRP มาร์กอัปของตัวแทนจำหน่าย และประสิทธิภาพของรถยนต์ การทำความเข้าใจประสิทธิภาพถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้บริโภคที่เพิ่งเริ่มใช้รถยนต์ไฟฟ้า ไมล์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง (m/kWh) เป็นตัวชี้วัดหลักในการวัดและประเมินประสิทธิภาพของ EV

ไมล์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) เป็นหน่วยเมตริกที่ใช้ในการวัดประสิทธิภาพของ EV เทียบเท่ากับไมล์ต่อแกลลอน (mpg) สำหรับรถยนต์เบนซินหรือดีเซล

ไมล์ต่อ kWh บ่งบอกว่า EV สามารถเดินทางได้กี่ไมล์โดยใช้พลังงานหนึ่งกิโลวัตต์-ชั่วโมง ตัวอย่างเช่น หาก EV มีแบตเตอรี่ 50 kWh และอัตราประสิทธิภาพ 3 ไมล์ต่อ kWh ก็จะเดินทางได้ 150 ไมล์ด้วยแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มแล้ว

เมื่อเลือกซื้อรถยนต์ EV การคำนึงถึงประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ:

1. ลดความต้องการในการชาร์จ:

ข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งของ EV ที่มีประสิทธิภาพคือลดความต้องการในการชาร์จ โดยเฉพาะระหว่างการเดินทางบนท้องถนน

2. เดินทางไกลสะดวกยิ่งขึ้น:

ในขณะที่สหรัฐอเมริกายังคงสร้างโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จอย่างต่อเนื่อง EV ที่มีประสิทธิภาพสามารถช่วยลดการหยุดชาร์จ ทำให้การเดินทางระยะไกลสะดวกยิ่งขึ้น

นอกจากนี้ ยานพาหนะที่สามารถเข้าถึงเครือข่าย Supercharger ของ Tesla ยังมีข้อได้เปรียบที่สำคัญ โดยมีตัวเลือกการชาร์จที่มากขึ้นทั่วประเทศ

การเลือก EV ที่มีประสิทธิภาพ ผู้บริโภคจะเพลิดเพลินไปกับประสบการณ์การขับขี่ที่ราบรื่นยิ่งขึ้น ลดความกังวลในระยะทาง และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานลดลง

มาดูกันว่าสิ่งต่างๆ จะเป็นอย่างไร ด้านล่างนี้คือรายละเอียด EV ยอดนิยมในเซ็กเมนต์ต่างๆ และระยะทางต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง:

รถยนต์ขนาดเล็ก

ครอสโอเวอร์

เอสยูวี

รถกระบะ

รถเก๋งหรู

สิ่งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของ EV (หลวมตามลำดับความสำคัญ):

• อากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะ
• นิสัยการขับขี่และความเร็ว
• ขนาดและประเภทของแบตเตอรี่
• สภาพภูมิอากาศและสภาพอากาศ
• น้ำหนักรถและสินค้า
• การเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศและระดับความสูง
• อุปกรณ์ยานพาหนะ: i.g. ปั๊มความร้อน, ขนาดยาง

มาดูรายละเอียดเพิ่มเติมอีกสักหน่อย:

ความสำคัญของอากาศพลศาสตร์ใน EVs

อากาศพลศาสตร์มีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของ EV เนื่องจากส่งผลต่อปริมาณพลังงานที่ต้องใช้เพื่อขับเคลื่อนยานพาหนะผ่านอากาศ

ยิ่งยานพาหนะมีอากาศพลศาสตร์มากเท่าใด พลังงานที่ต้องการในการเอาชนะแรงต้านของอากาศก็น้อยลงเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าสามารถเดินทางได้ไกลขึ้นด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว ในความเป็นจริง การศึกษาพบว่าการปรับปรุงอากาศพลศาสตร์สามารถเพิ่มช่วง EV ได้สูงสุดถึง 10%

ปัจจัยที่ส่งผลต่ออากาศพลศาสตร์ใน EVs

ปัจจัยหลายประการที่มีส่วนทำให้เกิดอากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะ ได้แก่:

• ค่าสัมประสิทธิ์การลาก (Cd): การวัดประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะ โดยค่าที่ต่ำกว่าแสดงถึงอากาศพลศาสตร์ที่ดีขึ้น
• พื้นที่ด้านหน้า: พื้นที่ของรถที่หันไปทางลม โดยมีพื้นที่เล็กลง ส่งผลให้มีอากาศพลศาสตร์ดีขึ้น
• การออกแบบล้อ: ล้อที่มีการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์มากขึ้นสามารถลดการลากและปรับปรุงประสิทธิภาพได้
• รูปร่าง: รูปร่างเพรียวบางและเพรียวบางสามารถลดแรงต้านของอากาศและปรับปรุงอากาศพลศาสตร์ได้

การปรับปรุงแอโรไดนามิกในการออกแบบ EV

ผู้ผลิตใช้เทคนิคต่างๆ เพื่อปรับปรุงอากาศพลศาสตร์ในการออกแบบ EV ของตน รวมถึง:

• Computational Fluid Dynamics (CFD): เครื่องมือจำลองที่ช่วยให้นักออกแบบปรับประสิทธิภาพอากาศพลศาสตร์ให้เหมาะสมโดยไม่จำเป็นต้องใช้ต้นแบบทางกายภาพ
• การทดสอบอุโมงค์ลม: การทดสอบทางกายภาพในอุโมงค์ลมเพื่อปรับปรุงการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์
• ล้อแอโรไดนามิก: ล้อที่ออกแบบมาเพื่อลดการลากและปรับปรุงประสิทธิภาพ

ตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริง

รถยนต์ EV หลายรุ่นได้แสดงให้เห็นถึงหลักอากาศพลศาสตร์ที่ยอดเยี่ยม ได้แก่:

• Tesla Model S: ด้วย Cd 0.21 ทำให้ Model S มีค่าสัมประสิทธิ์การลากต่ำที่สุดในบรรดายานยนต์ที่ใช้งานจริง
• Hyundai Kona Electric: การออกแบบที่โฉบเฉี่ยวและแอโรไดนามิกเชิงรุกส่งผลให้ Cd 0.25
• Lucid Air: รถซีดานหรูคันนี้มีค่า Cd 0.21 ด้วยรูปทรงเพรียวบางและล้อตามหลักอากาศพลศาสตร์

ผลกระทบของพฤติกรรมการขับขี่ที่มีต่อประสิทธิภาพของ EV

นิสัยการขับขี่สามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของ EV โดยนิสัยบางอย่างจะลดระยะทางลงและนิสัยอื่นๆ จะเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด ปัจจัยสำคัญที่ควรพิจารณามีดังนี้

• การเร่งความเร็วเชิงรุก: การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วสามารถลดช่วง EV ได้ถึง 10% เนื่องจากต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการขับเคลื่อนรถไปข้างหน้าอย่างรวดเร็ว
• การเบรกบ่อยครั้ง: การเบรกมากเกินไปสามารถลดระยะได้เช่นกัน เนื่องจากจะแปลงพลังงานจลน์กลับเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งจากนั้นจะสูญเสียไปเป็นความร้อน
• การเคลื่อนตัวและการฟื้นฟู: การเคลื่อนตัวเพื่อหยุดแทนการเบรกสามารถช่วยฟื้นฟูพลังงานบางส่วนและปรับปรุงประสิทธิภาพร่วมกับการเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ EV จำนวนมากช่วยให้คุณขับขี่ด้วยแป้นเหยียบเดียวและแทบไม่เคยใช้งานเลย เบรกจริง
• การขับขี่ที่ราบรื่น: การรักษาความเร็วให้สม่ำเสมอและหลีกเลี่ยงการเร่งความเร็วกะทันหันจะช่วยเพิ่มช่วง EV ได้สูงสุด

ผลกระทบของความเร็วต่อประสิทธิภาพของ EV

ความเร็วเป็นอีกปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและช่วงของ EV ความเร็วที่แตกต่างกันส่งผลต่อประสิทธิภาพของ EV อย่างไร:

• ความเร็วต่ำ (0-30 ไมล์ต่อชั่วโมง): EV มีประสิทธิภาพสูงสุดที่ความเร็วต่ำ เนื่องจากต้องใช้พลังงานน้อยกว่าในการขับเคลื่อนรถไปข้างหน้า
• ความเร็วปานกลาง (30-60 ไมล์ต่อชั่วโมง): ประสิทธิภาพยังคงค่อนข้างสูงที่ความเร็วปานกลาง แต่การใช้พลังงานจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น
• ความเร็วสูง (60-80 ไมล์ต่อชั่วโมง): ประสิทธิภาพของ EV ลดลงอย่างมากที่ความเร็วสูง เนื่องจากความต้านทานลมและการใช้พลังงานเพิ่มขึ้น
• ความเร็วสูงมาก (มากกว่า 80 ไมล์ต่อชั่วโมง): ช่วง EV สามารถลดลงได้สูงสุดถึง 50% ที่ความเร็วสูงมาก เนื่องจากการใช้พลังงานพุ่งสูงขึ้น

ตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริง

รถยนต์ EV หลายรุ่นได้แสดงให้เห็นถึงระดับประสิทธิภาพและระยะที่แตกต่างกันไปตามพฤติกรรมการขับขี่และความเร็ว:

• Tesla Model 3: ด้วยระยะทางสูงสุด 326 ไมล์ Model 3 เป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของ EV ที่ยอดเยี่ยมที่ความเร็วต่ำและปานกลาง
• Hyundai Kona Electric: รถครอสโอเวอร์ขนาดกะทัดรัดคันนี้มีระยะทางไกลถึง 258 ไมล์ ทำให้เหมาะสำหรับการขับขี่ในเมืองและบนทางหลวงระดับปานกลาง
• Porsche Taycan (Gen 1): เนื่องจากเป็นรถยนต์ EV สมรรถนะสูง รถของ Taycan มีสมรรถนะที่ความเร็วสูงมาก แต่ยังคงวิ่งได้ไกลถึง 279 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

• ความจุของแบตเตอรี่: ยิ่งความจุเป็น kWh สูงเท่าใด ระยะทางที่ยานพาหนะจะครอบคลุมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
• ประเภทแบตเตอรี่: เคมีของแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันมีความหนาแน่นของพลังงานต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อช่วง ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ออกไซด์ (NMC) แบตเตอรี่ LFP มีแนวโน้มที่จะหนักกว่า แต่มีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามาก
• ข้อกำหนดในการชาร์จ: แบตเตอรี่ขนาดใหญ่อาจต้องใช้เวลาในการชาร์จนานกว่าหรืออุปกรณ์ชาร์จที่ทรงพลังกว่า แต่โดยปกติแล้วแบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถรับกระแสไฟได้มากกว่าโดยมีผลกระทบต่อความร้อนน้อยกว่า
• แบตเตอรี่เสื่อม: เมื่อเวลาผ่านไป ความจุของแบตเตอรี่จะลดลง ส่งผลต่อระยะการใช้งานและข้อกำหนดในการชาร์จ

บทสรุป

เมื่อเลือกซื้อรถยนต์ไฟฟ้า ให้พิจารณาไมล์/kWh เพื่อให้แน่ใจว่าคุณจะได้รถยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับความต้องการของคุณ โปรดทราบว่าประสิทธิภาพที่แท้จริงอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น พฤติกรรมการขับขี่ สภาพอากาศ และระดับความสูง ค้นคว้าและเปรียบเทียบรุ่นต่างๆ เพื่อค้นหาที่เหมาะกับไลฟ์สไตล์และพฤติกรรมการขับขี่ของคุณมากที่สุด

หมายเหตุ: ค่าไมล์/kWh เป็นการประมาณและอิงตามข้อมูลจาก US Environmental Protection Agency (EPA) อาจมีการเปลี่ยนแปลงและอาจไม่สะท้อนถึงสภาพการขับขี่จริง

-------

บทความที่เขียนโดย:

@dictionaryhillบน 𝕏

@esp_meccanica บนอินสตาแกรม

ติดตามเขาบนโซเชียลมีเดีย และซื้อของด้วยรหัสส่วนลด: Dictionaryhill