เปรียบเทียบ REEV กับไฮบริด HEV แบบไหน คือประหยัดสุด?纯电动汽车(REEV)和混合动力汽车(HEV)相比,哪一种燃油效率更高?
ไขข้อสงสัย! ทำไม REEV ถึงกินน้ำมันกว่า HEV เมื่อขับทางไกล เจาะลึกข้อเท็จจริงทางวิศวกรรมการสูญเสียพลังงานจากการแปลงกระแสสองต่อ พร้อมภาระน้ำหนักแบตเตอรี่ของ REEV

REEV Range-Extended Electric Vehicle ระบบส่งกำลังที่แบรนด์รถยนต์จีนส่งเข้ามาทำตลาดในไทยแข่งกับรถไฮบริด HEV ของญี่ปุ่นและ PHEV ของฝั่งยุโรป รถยนต์ REEV ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าตลอดเวลา ใช้หลักการเดียวกับระบบส่งกำลังของ Nissan e-Power เครื่องยนต์สันดาปภายในไม่มีกลไกเชื่อมต่อตรงกับล้อ เครื่องยนต์ 1.5 ลิตร ทำหน้าที่เป็นเครื่องปั่นไฟหรือเจเนอเรเตอร์ปั่นไฟใส่แบตเตอรี่เท่านั้น การขับเคลื่อนในลักษณะ EV Mode ระบบส่งกำลังจะดึงพลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไปหมุนมอเตอร์ขับเคลื่อนล้อเหมือนรถไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟในแบตเตอรี่ต่ำกว่าระดับที่กำหนด เครื่องยนต์จะสตาร์ตเพื่อหมุนเจเนอเรเตอร์ผลิตกระแสไฟฟ้า ส่วนการจัดสรรพลังงาน ไฟฟ้าที่ปั่นได้ จะถูกส่งตรงไปจ่ายให้มอเตอร์ขับเคลื่อน และนำกระแสไฟส่วนเกินกลับไปชาร์จเก็บในแบตเตอรี่ เครื่องยนต์จะรักษารอบการทำงานไว้ในย่านที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยไม่ต้องปรับเปลี่ยนรอบตามความเร็วรถ
REEV powertrain system
HEV powertrain system
สำหรับรถยนต์ไฮบริดที่แบรนด์ญี่ปุ่นมีความถนัด รถ HEVหรือ Hybrid Electric Vehicle ขับเคลื่อนด้วยการทำงานผสมผสานระหว่าง เครื่องยนต์สันดาปกับมอเตอร์ไฟฟ้ ส่งกำลังลงล้ออย่างตรงไปตรงมาตามสภาพการขับขี่และการใช้คันเร่ง และใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเป็นแหล่งพลังงานเดียว ไม่ต้องเสียบปลั๊กชาร์จ น้ำหนักรถจะเบากว่า REEV ที่มีแบตเตอรี่ใหญ่กว่า ช่วงออกตัวไปจนถึงการขับในย่านความเร็วต่ำ (ไม่เกิน 20-30 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ระบบส่งกำลัง HEV จะดึงกระแสไฟจากแบตเตอรี่ไปหมุนมอเตอร์ขับเคลื่อนล้อเพียงอย่างเดียว เครื่องยนต์ดับเพื่อลดการกินน้ำมันและมลพิษ ช่วงเร่งแซง หรือขับขึ้นทางชัน ระบบจะปรับเปลี่ยนเป็น Hybrid Mode ผสมผสานการทำงานระหว่างเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า โดยทำงานร่วมกันในการส่งแรงบิดลงล้อพร้อมกัน เพื่อสร้างพละกำลังสูงสุดช่วงวิ่งความเร็วเดินทางคงที่ เครื่องยนต์ส่งกำลังตรงลงล้อผ่านชุดเกียร์/คลัตช์ ในย่านรอบเครื่องที่ประหยัดที่สุด โดยไม่ต้องผ่านการแปลงเป็นไฟฟ้า พร้อมแบ่งกำลังส่วนเกินปั่นไฟเก็บเข้าแบตเตอรี่ ช่วงยกคันเร่งชะลอตัว / เบรก ระบบ Regenerative Braking ทำงาน มอเตอร์จะเปลี่ยนหน้าที่เป็นเจเนอเรเตอร์ ดึงพลังงานจลน์จากการหมุนของล้อกลับมาแปลงเป็นไฟฟ้าชาร์จเข้าแบตเตอรี่อัตโนมัติ
เหตุผลทางวิศวกรรมที่ทำให้ REEV (Range-Extended EV / Series Hybrid) มีอัตราสิ้นเปลืองน้ำมันสูงกว่า HEV (Series-Parallel Hybrid) เมื่อขับขี่ในโหมดน้ำมันล้วน เกิดจากการสูญเสียในกระบวนการแปลงพลังงานหลายชั้น และ น้ำหนักตัวรถที่ต่างกัน
การสูญเสียในระบบแปลงพลังงาน
REEV เครื่องยนต์ไม่ได้เชื่อมต่อกับล้อโดยตรง พลังงานต้องถูกเปลี่ยนรูปหลายสเตป พลังงานกลจากเครื่องยนต์ เจนเนอเรเตอร์ (แปลงเป็นไฟฟ้า) อินเวอร์เตอร์ แบตเตอรี่/มอเตอร์ขับเคลื่อน พลังงานกลลงล้อ ทุกขั้นตอนมีการสูญเสียความร้อนและความต้านทานสะสมประมาณ 30% รวมเหลือราว 70–75%
HEV (Series-Parallel / Direct Drive) มีคลัตช์และชุดเกียร์อัตโนมัติที่สามารถล็อคตรง ให้เครื่องยนต์ส่งกำลังลงล้อได้โดยตรง ในย่านความเร็วเดินทาง พลังงานกล ส่งตรงถึงล้อโดยมีการสูญเสียกำลังในระบบเพียง 3–5%
น้ำหนักตัวรถ REEV ต้องแบกแบตเตอรี่ High-Voltage ความจุสูง (30–50 kWh) พร้อมมอเตอร์ขับเคลื่อนขนาดใหญ่ และเครื่องยนต์ปั่นไฟ ทำให้ตัวรถหนักกว่า HEV ในมิติเดียวกันถึง 200–400 กิโลกรัม เครื่องยนต์ปั่นไฟจึงต้องทำงานหนักขึ้นและกินน้ำมันมากขึ้นเพื่อแบกรับน้ำหนักส่วนนี้
HEV ใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็ก (1.5–2.0 kWh) ทำให้ตัวรถเบากว่าอย่างชัดเจน ใช้พลังงานในการเอาชนะความเฉื่อยและแรงต้านทานการหมุนของยางน้อยกว่า
ประสิทธิภาพเครื่องยนต์ในย่านความเร็วสูง REEV ที่ความเร็วเดินทาง 90–120 กม./ชม. มอเตอร์ไฟฟ้าต้องใช้กำลังสูงมากเพื่อเอาชนะแรงต้านอากาศ เครื่องยนต์จึงต้องเร่งรอบสูงเพื่อปั่นไฟจ่ายกระแสต่อเนื่อง พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ถูกดึงไปใช้ทันทีแบบไม่ผ่านจุดที่คุ้มค่าที่สุดของแบตเตอรี่
HEV ดึงเอาช่วง Thermal Efficiency สูงสุด (40–41%) ของเครื่องยนต์มาใช้ส่งกำลังกลตรงไปที่ล้อ โดยไม่ต้องผ่านการแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าให้เสียเปล่า
REEV ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า 100% โดยเครื่องยนต์ทำหน้าที่หมุนเจเนอเรเตอร์เพื่อปั่นไฟเท่านั้น
HEV ระบบไฮบริดผสมผสาน ใช้ทั้งมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องยนต์ต่อตรงลงล้อตามสภาวะการขับขี่
การส่งกำลังช่วงวิ่งทางไกล (Highway Cruising)
REEV เครื่องยนต์ → ปั่นไฟ → อินเวอร์เตอร์ → มอเตอร์ → ล้อ (ต้องแปลงพลังงานหลายขั้นตอน)
HEV เครื่องยนต์ → ชุดเกียร์/คลัตช์ → ล้อโดยตรง (Direct Drive ไม่ผ่านการแปลงเป็นไฟฟ้า)
ประสิทธิภาพเมื่อใช้น้ำมัน (Charge-Sustaining Efficiency)
REEV ต่ำกว่า เกิดการสูญเสียในระบบแปลงพลังงานซ้ำซ้อน (Double Conversion Loss) สะสมในรูปความร้อน
HEV สูงกว่า ดึงช่วง Thermal Efficiency สูงสุดของเครื่องยนต์ส่งตรงลงล้อโดยไม่สูญเสียพลังงานไฟฟ้า
ขนาดแบตเตอรี่และน้ำหนักตัวรถ
REEV แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ (30–50 kWh) หนักกว่า 200–400 กก. เครื่องยนต์จึงต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อแบกน้ำหนัก
HEV แบตเตอรี่ขนาดเล็ก (1.5–2 kWh) ตัวรถเบากว่า ใช้พลังงานในการเอาชนะความเฉื่อยและแรงต้านหมุนน้อยกว่า
เปรียบเทียบการทำงานของ REEV และ HEV
HEV ผสมผสานระหว่างเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า ทำงานร่วมกันหรือสลับกันส่งกำลังลงล้อ
REEV ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า 100% ตลอดเวลา เครื่องยนต์ทำหน้าที่เป็นเจเนอเรเตอร์ปั่นไฟเท่านั้น
การเชื่อมต่อของเครื่องยนต์ลงล้อ
HEV มีระบบคลัตช์/ชุดเกียร์ ต่อตรงจากเครื่องยนต์ลงล้อได้ (Direct Drive) REEV ไม่มีกลไกเชื่อมต่อระหว่างเครื่องยนต์กับล้อโดยสิ้นเชิง
แบตเตอรี่และการเสียบปลั๊กชาร์จ
HEV แบตเตอรี่ขนาดเล็ก (ประมาณ 1.5 – 2 kWh) ไม่รองรับการเสียบปลั๊กชาร์จจากภายนอก REEV: แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ (ประมาณ 30 – 50 kWh) รองรับการเสียบปลั๊กชาร์จทั้ง AC และ DC Fast Charge
ระยะทางขับขี่ด้วยไฟฟ้าบริสุทธิ์ (Pure EV Range) HEV ระยะสั้นมาก (1 – 3 กม.) ใช้ช่วยช่วงออกตัวหรือความเร็วต่ำเพื่อลดมลพิษ REEV ระยะทางไกล (150 – 300+ กม.) ใช้งานแบบรถไฟฟ้า EV100% ได้จริงในชีวิตประจำวัน
ประสิทธิภาพเมื่อวิ่งทางไกลด้วยน้ำมัน (Highway Fuel Efficiency) HEV ประหยัดกว่า ดึงกำลังกลจากเครื่องยนต์ส่งตรงลงล้อโดยไม่เสียพลังงานจากการแปลงกระแส REEV กินน้ำมันมากกว่า เกิดการสูญเสียในการแปลงพลังงาน 2 ต่อ
HEV เบากว่า ใช้แบตเตอรี่ลูกเล็กและมอเตอร์ขนาดพอเหมาะ
REEV หนักกว่า HEV มาก โดยมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น 200 – 400 กก. เพราะแบกทั้งแบตเตอรี่ลูกใหญ่ มอเตอร์กำลังสูง และเครื่องยนต์ปั่นไฟ
ฟีลลิ่งและสัมผัสการขับขี่ HEV มีเสียงและรอบเครื่องยนต์กวาดตามการกดคันเร่ง มีจังหวะการทำงานสลับไปมาของระบบส่งกำลัง REEV ให้สัมผัสแบบรถไฟฟ้า 100% ตอบสนองแรงบิดฉับไว นุ่มนวล ไม่มีจังหวะเปลี่ยนเกียร์ เสียงเครื่องยนต์คงที่เมื่อสตาร์ตปั่นไฟ
สรุป รถไฮบริด HEV ก็คือรถน้ำมันที่เอาไฟฟ้ามาช่วยเสริม วิ่งช้าๆ ใช้ไฟฟ้า พอความเร็วสูงขึ้น เครื่องยนต์จะส่งกำลังตรงลงล้อเลยไม่ต้องเสียเวลาแปลงพลังงานกลับไปกลับมา ตัวรถมีน้ำหนักเบากว่า REEV ไม่มีการเสียบปลั๊กชาร์จไฟ เติมน้ำมันอย่างเดียวจบ วิ่งทางไกลประหยัดเพราะไม่มีพลังงานรั่วไหลในระบบ แม้จะใช้ความเร็วสูงต่อเนื่องก็ยังคงอัตราประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเอาไว้ได้ จากการทดสอบ Honda City 1.5 HEV ขับเร็ว 120-140 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ทำอัตราสิ้นเปลือง 16.7 กิโลเมตรต่อลิตร ส่วน REEV ขับที่ความเร็วเท่ากัน 120-140 กิโลเมตร กิน 10.5 กิโลเมตรต่อลิตร เนื่องจาก REEV เป็นรถไฟฟ้าที่แบกเครื่องยนต์ซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องปั่นไฟติดตัวไปด้วยตลอดเวลา ตัวมันเองคือรถไฟฟ้า 100% ที่หมุนล้อด้วยมอเตอร์ตลอดเวลา เครื่องยนต์ไม่มีการส่งถ่ายแรงบิดลงล้อ มีหน้าที่แค่สตาร์ตขึ้นมาปั่นไฟเติมใส่แบตเตอรี่ เหมือนเอาเครื่องปั่นไฟวางไว้ในรถ รถ REEV ขับในเมืองชาร์จไฟบ้านให้ความคุ้มมาก แต่ถ้าแบตหมดแล้วต้องใช้น้ำมันปั่นไฟวิ่งทางไกล จะกินน้ำมันกว่าไฮบริดทั่วไปมาก ในอัตราส่วนที่น่าตกใจ เนื่องจากต้องแบกน้ำหนักแบตเตอรี่ลูกใหญ่ ไปด้วยตลอดทาง สรุปสั้นๆ HEV คือรถน้ำมันที่ประหยัดสุดในยุคนี้ ส่วน REEV คือรถไฟฟ้าที่ไม่ต้องชาร์จไฟเวลาเดินทางไกล.
อาคม รวมสุวรรณ E-Mail chang.arcom@thairath.co.th Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/
REEV(增程型电动汽车)是中国汽车品牌在泰国市场与日本HEV(混合动力电动汽车)和欧洲PHEV(插电式混合动力电动汽车)系统竞争时使用的一种动力系统。REEV车辆由电动机持续驱动,其原理与日产e-Power类似。内燃机并不直接与车轮连接;这台1.5升发动机仅作为发电机为电池充电。在纯电动模式下,动力系统从电池获取电力来驱动电动机,与纯电动汽车类似。当电池电量低于一定水平时,发动机开始驱动发电机。产生的电力直接用于驱动电动机,剩余的电力则被重新储存到电池中。发动机始终以最佳且经济的转速运行,无需根据车速调整转速。
REEV动力系统
混合动力汽车动力系统
日本品牌擅长制造混合动力汽车,或称HEV(混合动力电动汽车)。这类汽车结合了内燃机和电动机的运行,根据驾驶条件和油门输入直接驱动车轮。它们以燃油为唯一能源,无需插电充电。HEV比配备更大电池的普通电动汽车(Reevos)更轻。在加速和低速行驶(低于20-30公里/小时)时,HEV系统会从电池获取电力来驱动电动机,关闭发动机以降低油耗和排放。超车或上坡时,系统切换到混合动力模式,同时驱动发动机和电动机,将扭矩传递至车轮,从而最大限度地提高动力输出。在匀速行驶时,发动机通过变速箱/离合器以最省油的转速直接将动力传递至车轮,无需将其转换为电能,多余的能量会被回收并存储在电池中。减速或制动时,再生制动系统启动,电机充当发电机,将车轮旋转的动能转换回电能,自动为电池充电。
增程型电动汽车(串联混合动力汽车)在纯汽油模式下行驶时油耗高于串并联混合动力汽车(HEV)的工程原因是多级能量转换过程中的损耗以及车辆重量的差异。
电力转换系统中的损耗。
在REEV(革命性电动系统)中,发动机并非直接与车轮相连。能量必须经过多个步骤转换:首先是发动机的机械能,然后是发电机(将其转换为电能),再由逆变器、电池/驱动电机传递,最后才将机械能传递给车轮。每个步骤都会产生约30%的热损耗和累积阻力,因此总效率约为70-75%。
混合动力(串并联/直驱)发动机采用带锁止功能的离合器和自动变速器,使发动机能够直接将动力传递至车轮。在巡航速度下,机械能直接传递至车轮,系统动力损失仅为3%至5%。
纯电动混合动力汽车(REEV)的重量包括高压大容量电池(30-50千瓦时)、大型驱动电机和发电机,使其比同等尺寸的混合动力汽车(HEV)重200-400公斤。因此,发电机需要更努力地工作,消耗更多燃料来驱动增加的重量。
混合动力汽车使用较小的电池(1.5-2.0 kWh),因此车辆重量明显更轻,克服惯性和轮胎滚动阻力所需的能量也更少。
在遥控车辆(REEV)的高速行驶范围内,巡航速度为90-120公里/小时时,电动机需要消耗大量功率来克服空气阻力。因此,发动机必须高速运转才能产生并持续供电。产生的电能随后立即被使用,从而绕过了电池的最佳效率点。
混合动力汽车利用发动机的最大热效率(40-41%)直接将机械动力传递到车轮,避免通过电能转换浪费能量。
REEV 是 100% 电动的,发动机仅用于旋转发电机以产生电力。
HEV(高电动车辆)是一种混合动力系统,它结合了电动机和发动机,根据驾驶条件直接驱动车轮。
高速巡航时的动力传输。
REEV(循环能量处理):发动机→发电机→逆变器→电机→车轮(需要多个能量转换阶段)
混合动力发动机 → 变速箱/离合器 → 直接驱动车轮(无需转换为电力驱动)
使用油时的效率(充电维持效率)
较低的 REEV 会导致电力转换系统中的双重转换损失,并以热量的形式积累。
更高的HEV(高效汽车)速度能够将发动机最大热效率范围内的动力直接传递到车轮,而不会损失电能。
电池尺寸和车辆重量。
由于 REEV 的大型电池(30-50 kWh)重量超过 200-400 公斤,发动机必须更加努力地工作才能带动重量。
混合动力汽车 (HEV) 的电池容量较小 (1.5-2 kWh),车身较轻,克服惯性和滚动阻力所需的能量也较少。
比较 REEV 和 HEV 的性能。
混合动力汽车(HEV)结合了发动机和电动机,两者可以协同工作或交替地向车轮提供动力。
REEV 始终 100% 电动驱动;发动机仅作为发电机产生电力。
发动机与车轮的连接。
混合动力汽车 (HEV) 采用离合器/变速箱系统,将发动机直接连接到车轮(直接驱动),而纯电动汽车 (REEV) 的发动机和车轮之间没有任何机械连接。
电池和充电插头。
混合动力汽车(HEV)电池容量较小(约1.5-2千瓦时),不支持外部充电。低功率电动汽车(REEV)电池容量较大(约30-50千瓦时),支持交流和直流快速充电。
纯电动汽车(Pure EV)续航里程:混合动力汽车(HEV)续航里程非常短(1-3公里),主要用于辅助加速或在低速行驶时减少排放。混合动力汽车(REEV)续航里程较长(150-300公里以上),适合作为100%电动汽车日常使用。
高速公路燃油效率:混合动力汽车(HEV)燃油效率更高,因为它可以直接将发动机的机械动力传递到车轮,无需经过电能转换过程而造成能量损失。而远程控制电动汽车(REEV)由于转换过程中存在双重能量损失,因此油耗更高。
混合动力汽车更轻,使用更小的电池和尺寸合适的电机。
由于配备了大型电池、高功率电机和发电机,REEV 比 HEV 重得多,增加了 200-400 公斤的重量。
这款混合动力车的驾驶感受包括发动机声浪和转速随油门输入而变化,REEV动力系统会在两者之间切换,带来与纯电动汽车相似的驾驶体验。扭矩响应迅速平顺,无需换挡,并且在开始发电时发动机声浪保持恒定。
总而言之,HEV(混合动力汽车)是一种以汽油为动力,并辅以电力驱动的汽车。低速行驶时,它使用电力驱动;高速行驶时,发动机直接驱动车轮,无需能量转换。HEV比Reevo混合动力车(REEV)更轻,无需插电充电,只需加油即可。由于系统中不存在能量损耗,HEV在长途行驶中更加省油。即使在持续高速行驶的情况下,HEV也能保持良好的燃油效率。在一项测试中,一辆本田City 1.5 HEV在120-140公里/小时的速度下,油耗为16.7公里/升,而一辆Reevo在相同速度下的油耗为10.5公里/升。这是因为Reevo是纯电动汽车,其行驶过程中始终配备一个运转的发电机。Reevo本质上是100%纯电动汽车,仅通过电机驱动车轮;发动机并不向车轮传递扭矩,其功能仅仅是启动发动机并发电为电池充电。 Reevo在城市驾驶中非常经济实惠,尤其是在家用充电的情况下。但如果电池耗尽,需要使用燃油进行长途行驶来发电,由于大容量电池的重量,其油耗将远高于典型的混合动力汽车。总而言之,HEV是当今燃油效率最高的汽油动力汽车,而REEV则是一款无需充电即可长途行驶的电动汽车。
Arcom Rumsawan 电子邮件:chang.arcom@thairath.co.th Facebook:https://www.facebook.com/chang.arcom https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/