รถไฟฟ้าดัดแปลง ด้วยวิธีการแบบ e-Engine และแท่นทดสอบมอเตอร์ไฟฟ้า รุ่น mcTest

รถไฟฟ้าดัดแปลง ด้วยวิธีการแบบ e-Engine Battery electric vehicle (BEV) by e-Engine method (EV Kit)

ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ร่วมกับการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ดำเนินโครงการวิจัยพัฒนาชุดประกอบรถไฟฟ้าดัดแปลงและคู่มือการดัดแปลง (EV Kit & Blueprint Project) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อต้องการให้คนไทยสามารถดัดแปลงรถยนต์เก่าให้กลายเป็นรถยนต์ไฟฟ้าได้ในค่าใช้จ่ายที่จับต้องได้ ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาชิ้นส่วนรถยนต์ไฟฟ้าของประเทศไทยเอง และพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศให้น้อยที่สุด

คุณลักษณะ
เป็นรถที่ดัดแปลงมาจากรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine : ICE) โดยใช้ชุดดัดแปลงและขั้นตอนการดัดแปลงด้วยวิธีการสร้าง e-Engine ซึ่งทีมวิจัยพัฒนาขึ้นเองและเป็นที่แรกในโลก มีคุณลักษณะดังนี้

1. ระบบขับเคลื่อน [Toyota Altis] 66 kW [Nissan Almera] 61.86 kW
2. ความจุแบตเตอรี่ [Toyota Altis] 45 kWh [Nissan Almera] 41 kWh
3. ระยะเวลาการชาร์จ 0-100% [Toyota Altis] 14 hrs [Nissan Almera] 13 hrs
4. ความเร็วสูงสุด [Toyota Altis] 120 km/h [Nissan Almera] 120 km/h
5. ระยะทางต่อหนึ่งการชาร์จ 150-200 km

จุดเด่น/ประโยชน์ของเทคโนโลยี 

1. เป็นชุดดัดแปลงที่สามารถขยายผลได้กับรถยนต์ทุกประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่งรถยนต์เกียร์อัตโนมัติ 
2. ระบบอำนวยความสะดวกและระบบความปลอดภัยต่างๆ ภายในตัวรถยังคงทำงานได้ตามปกติ เหมือนกับก่อนการดัดแปลง เช่น พวงมาลัยไฟฟ้า หน้าปัทม์ ถุงลมนิรภัย

กลุ่มลูกค้า/ผู้ใช้งานเทคโนโลยีเป้าหมาย

1. หน่วยงานภาครัฐ บริษัทเอกชน ที่ต้องการสร้างขีดความสามารถด้านบุคลากรในการดัดแปลงรถไฟฟ้า หรือต้องการทดลองปรับเปลี่ยนยานยนต์ภายในหน่วยงานให้เป็นรถไฟฟ้า
2. บริษัทผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ไฟฟ้าภายในประเทศ
3. บริษัทหรืออู่ที่ต้องการขยายความสามารถเข้าสู่ธุรกิจยานยนต์ไฟฟ้า อาทิ ธุรกิจการดัดแปลงรถยนต์เป็นรถไฟฟ้า ธุรกิจการตรวจสภาพรถ เป็นต้น

สถานภาพการพัฒนา
มีการทดสอบ/ทดลองนำชุดอุปกรณ์ดัดแปลง หรือ EV Kit เข้าไปติดตั้งดัดแปลงในรถยนต์ส่วนบุคคลยอดนิยม 2 รุ่น คือ Toyota Altis และ Nissan Almera ให้กลายเป็นรถไฟฟ้า ทดสอบใช้งานทั่วไปได้ตามปกติ ผ่านกระบวนการตรวจสอบและได้รับการจดทะเบียนเป็นรถไฟฟ้าดัดแปลงที่กรมการขนส่งทางบกเป็นที่เรียบร้อย

โดยปัจจุบันอยู่ระหว่างการขยายผลการทดสอบ/ทดลองสู่เชิงพาณิชย์ตามกลุ่มเป้าหมายต่าง ๆ เช่น ธุรกิจผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ไฟฟ้า ธุรกิจดัดแปลงรถไฟฟ้า และหน่วยงานที่ต้องการทดสอบ/ทดลองเปลี่ยนรถยนต์ภายในบริษัทให้เป็นรถไฟฟ้า

หน่วยงานพันธมิตร

1. การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.)
2. บริษัท เบต้า เอ็นเนอร์ยี่ โซลูชั่น จำกัด
3. บริษัท สัมพันธ์ยนต์ ออโต้ เซอร์วิส จำกัด
4. สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.)

วิจัยพัฒนาโดย
ทีมวิจัยผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและอิเล็กทรอนิกส์กำลัง (IPP)
กลุ่มวิจัยการควบคุมและอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง (ACERG)
ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ

แท่นทดสอบวัดคุณลักษณะของมอเตอร์ไฟฟ้า mcTest

“mcTest” ย่อมาจาก “Machine Characteristic Test” ซึ่งเป็นแท่นทดสอบวัดคุณลักษณะของมอเตอร์ไฟฟ้า โดยสามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ต่าง ๆ แบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม คือ ความสัมพันธ์ระหว่างค่าฟลักซ์สนามแม่เหล็กไฟฟ้า กับค่ากระแสไฟฟ้า (Flux-linkage vs Current) ค่าความเหนี่ยวนำ กับค่ากระแสไฟฟ้า (Inductance vs Current) และค่าแรงบิด กับมุมควบคุม (Torque vs Control angle)สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าที่สามารถทดสอบได้ ประกอบด้วย มอเตอร์ไฟฟ้าชนิดซิงโครนัสแบบใช้แม่เหล็กถาวร (Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM) มอเตอร์ไฟฟ้าชนิดซิงโครนัสรีลักแตนซ์ (Synchronous Reluctance Motor, SynRM) มอเตอร์ไฟฟ้าชนิดซิงโครนัสรีลักแตนซ์แบบใช้แม่เหล็กถาวร (Permanent Magnet Assisted Synchronous Reluctance Motor, PMA-SynRM)

คุณลักษณะ
1. เกียร์ตัวหนอน (Worm Gear):
– รับแรงบิดได้สูงสุด 300 Nm
– Backlash < 8 arcmin
2. ชุดวัดเซ็นเซอร์แรงบิด: สามารถวัดได้สูงสุด 200 Nm
3. ชุดวัดเซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้า: สามารถวัดได้สูงสุด 1000 V
4. ชุดวัดเซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้า: สามารถวัดได้สูงสุด 500 A

จุดเด่น/ประโยชน์ของเทคโนโลยี
1. ทดสอบมอเตอร์ไฟฟ้าได้ 3 ชนิด ประกอบด้วย PMSM SynRM และ PMA-SynRM
2. หาค่าความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ต่าง ๆ ประกอบด้วย Flux-linkage vs Current Inductance vs Current และ Torque vs Control angle
3. หาตำแหน่งเริ่มต้นของโรเตอร์ซึ่งสอดคล้องกับแกน dq
4. หาผลกระทบจากฟลักซ์แม่เหล็กไฟฟ้าที่ตัดกัน (Cross magnetization) ระหว่างแกน d และแกน q
5. หาค่า Maximum Torque per Ampere (MTPA) สำหรับใช้ในการพัฒนาระบบควบคุมมอเตอร์

ขอบเขต/ข้อจำกัดการใช้งาน
ใช้ทดสอบหาคุณลักษณะมอเตอร์ได้ 3 ชนิด ประกอบด้วย PMSM SynRM และ PMA-SynRM

กลุ่มลูกค้า/ผู้ใช้งานเทคโนโลยีเป้าหมาย
1. บริษัทผลิตหรือซ่อมแซมมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า และอุตสาหกรรมทั่วไป
2. บริษัทนำเข้ามอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับใช้งานในยานยนต์ไฟฟ้า และอุตสาหกรรมทั่วไป
3. หน่วยงานวิจัย/มหาวิทยาลัย

สถานภาพการพัฒนา
พัฒนาแล้วเสร็จ พร้อมใช้งาน โดยได้อนุญาตให้สิทธิใช้ประโยชน์เทคโนโลยีกับบริษัทเอกชนเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์แล้ว

หน่วยงานพันธมิตร
บริษัท เพาเวอร์ไดรฟ์ ออโตเมชั่น จำกัด

วิจัยพัฒนาโดย
ทีมวิจัยมอเตอร์และการแปลงผันกำลังงาน (MAP)
กลุ่มวิจัยการควบคุมและอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง (ACERG)
ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ