hybrid มีกี่แบบ ระบบ full hybrid mild hybrid และ plug-in hybrid ต่างกันยังไง

hybrid หรือ เครื่องยนต์ hybrid นับได้ว่าเป็นระบบพลังงานของรถยนต์ที่ได้รับความนิยมมากขึ้นอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน แล้วชื่อที่เราได้ยินกันบ่อย ๆ ไม่ว่าจะเป็น full hybrid mild hybrid และ plug-in hybrid แตกต่างกันยังไง ทำไมระบบ hybrid ถึงได้ชื่อว่าเทคโนโลยีที่จะมาแทนเครื่องยนต์แบบเดิม

ในปัจจุบันนี้รถยนต์ที่ใช้ระบบพลังงานทางเลือกกำลังถูกพัฒนาผลิตออกมาจำหน่ายมากขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยระบบพลังงานแบบ hybrid หรือ รถยนต์ไฮบริด (HEV - Hybrid Electric Vehicle) นับได้ว่ากำลังเป็นที่สนใจของผู้ขับขี่ควบคู่ไปกับรถยนต์ระบบพลังงานไฟฟ้า ซึ่งถูกยกให้เป็นรูปแบบของยานยนต์แห่งอนาคต

อย่างไรก็ตาม หลาย ๆ คนคงจะเคยได้ยินหรือเคยเห็นว่าเครื่องยนต์ hybrid นั้นมีคำเรียกที่แตกต่างหลากหลายกันออกไป อย่างเช่น mild hybrid หรือ plug-in hybrid ซึ่งความจริงแล้วทั้งสองแบบนี้มีความแตกต่างกันยังไง หรือว่าเป็นแค่การเรียกชื่อให้ต่างกันเท่านั้น เรื่องนี้คงต้องลองมาหาคำตอบกัน

ก่อนอื่นคงต้องย้อนกลับไปทำความเข้าใจกันสักนิดว่าในทุกวันนี้ระบบขับเคลื่อนของรถยนต์ที่มีการพัฒนาและผลิตขึ้นมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวงกว้าง อาจจะแบ่งได้แบบคร่าว ๆ ดังนี้ เป็นรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากเครื่องยนต์แบบดั้งเดิม หรือที่เรียกอย่างเป็นทางการว่า เครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine) ซึ่งก็ได้แก่รถยนต์ที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงทั้งหลาย

แบบต่อมาก็คือ รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า หรือรถยนต์ไฟฟ้า (EV - Electric Vehicle) ที่ได้กล่าวไปแล้วว่ากำลังเป็นเทคโนโลยีแห่งอนาคต ซึ่งก็มีระบบการทำงานของการผลิตและเก็บพลังงานหลากหลายแบบเช่นกัน

และมาถึงรถยนต์ในระบบ hybrid ซึ่งหากว่ากันตามตรงก็หมายถึงรถที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจาก 2 ระบบขึ้นไป และในที่นี้ก็หมายถึงระบบที่ใช้พลังงานร่วมกันระหว่างระบบเครื่องยนต์แบบเดิมกับพลังงานไฟฟ้า

ทั้งนี้ ระบบขับเคลื่อนของรถยนต์ยังมีรูปแบบการใช้พลังงานอย่างอื่นอีกที่ยังไม่ถือว่าเป็นที่แพร่หลายทั่วไป อย่างเช่นระบบไอน้ำในสมัยก่อน หรือพลังงานไฮโดรเจนที่อาจจะถูกพัฒนามากขึ้นต่อไปในอนาคต

สำหรับหลักการทำงานอย่างคร่าว ๆ ของเครื่องยนต์ hybrid ก็คือการใช้แหล่งพลังงานร่วมกันจาก 2 ระบบ คือ พลังงานจากเครื่องยนต์ และพลังงานไฟฟ้า ซึ่งโดยทั่วไปแล้วรถยนต์ไฮบริดจะถูกออกแบบมาให้มีระบบที่มีมอเตอร์เป็นตัวผลิตไฟฟ้าไปเก็บไว้ที่แบตเตอรี่ในขณะที่รถชะลอความเร็วหรือเบรก ซึ่งพลังงานไฟฟ้านี่เองจะเป็นตัวทำหน้าที่เพิ่มกำลังขับเคลื่อนเพื่อเพิ่มสมรรถนะในการขับขี่ หรือทำหน้าที่เป็นกำลังขับเคลื่อนหลักในขณะรถออกตัวหรือหยุดนิ่ง ซึ่งเท่ากับช่วยให้ประหยัดน้ำมันนั่นเอง

แน่นอนว่าเครื่องยนต์ hybrid ก็คือการรวมเอาข้อดีของระบบเครื่องยนต์และระบบพลังงานมาใช้เพื่อทดแทนข้อบกพร่องซึ่งกันและกัน ยกตัวอย่างเช่นเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงแบบเดิมนั้น มีข้อเสียทั้งในเรื่องของอัตราสิ้นเปลือง การก่อมลพิษ การที่มีพลังงานจากระบบไฟฟ้ามาช่วยย่อมส่งผลดีในแง่นี้

ทว่าในขณะเดียวกัน ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันนี้ ประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่ยังคงมีข้อจำกัดในเรื่องของการใช้งาน อย่างเช่นการชาร์จแบตเตอรี่แต่ละครั้งยังคงต้องใช้เวลานานและยังคงเดินทางได้ในระยะทางที่ไม่ไกลนัก การมีระบบพลังงานจากเครื่องยนต์มาใช้ร่วมกันจึงทำให้รถยนต์สามารถใช้งานจริงตามปกติ ขณะที่ในภาพรวมระยะยาวแล้ว ระบบ hybrid ถือว่าจะส่งผลอย่างมากในเรื่องของความประหยัดและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

สำหรับระบบเครื่องยนต์ hybrid ซึ่งใช้ในรถยนต์ไฮบริดโดยทั่วไป แบ่งได้ดังนี้

1. full hybrid หรือ parallel hybrid คือ ระบบที่เครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้าสามารถทำงานร่วมกันหรือทำงานแยกกันเป็นอิสระ ซึ่งถือเป็นรูปแบบที่ถูกใช้มากที่สุดในปัจจุบัน โดยทั่วไปแล้วระบบ full hybrid จะมีตัวกำเนิดไฟฟ้าที่จะช่วยเพิ่มกำลังขับเคลื่อน หรือมีมอเตอร์ไฟฟ้าติดตั้งอยู่ในระบบส่งกำลัง ทำให้สามารถสลับมาใช้การขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวได้ด้วย ทว่าส่วนใหญ่ยังมีข้อจำกัดอยู่แค่ในการขับด้วยความเร็วต่ำหรือในระยะทางใกล้ ๆ แต่ในกรณีนี้ระบบขับเคลื่อนก็สามารถกลับไปขับด้วยพลังงานจากเครื่องยนต์ได้

2. mild hybrid (MHEV) คือ ระบบที่เครื่องยนต์ทำงานร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้าเช่นกัน แต่ทั้งสองแหล่งพลังงานจะไม่สามารถทำงานแยกจากกันได้ โดยทั่วไปมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ในระบบ mild hybrid จะมีขนาดเล็กและทำหน้าที่เสริมกำลังขับเคลื่อนให้กับเครื่องยนต์เท่านั้น

3. plug-in hybrid (PHEV) ระบบเครื่องยนต์ ปลั๊ก-อิน ไฮบริด ก็คือเครื่องยนต์แบบ hybrid ที่ออกแบบให้สามารถเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จกระแสไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่ได้โดยตรงนั่นเอง ซึ่งโดยหลักการแล้วอาจเรียกได้ว่านี่เป็นการพัฒนาระบบไฮบริดให้ก้าวไปสู่การเป็นรถยนต์ไฟฟ้าเต็มตัว เนื่องจากการชาร์จไฟจากนอกระบบได้ เท่ากับว่าการใช้พลังงานจากเครื่องยนต์ก็จะลดน้อยลง ในขณะที่รถยนต์รุ่นใหม่ ๆ มีการพัฒนาให้สามารถชาร์จไฟได้ทั้งกับสถานีชาร์จและไฟบ้าน รวมทั้งตัวแบตเตอรี่ก็ถูกพัฒนาให้เก็บประจุไฟฟ้าได้มากขึ้นจนทำให้เดินทางได้ไกลขึ้นกว่าเดิมด้วย

เชื่อได้ว่าเครื่องยนต์ระบบ hybrid น่าจะเป็นเทคโนโลยีที่ยิ่งได้รับความนิยมมากขึ้นในอนาคต เพราะนอกจากค่ายรถยนต์ต่าง ๆ จะพัฒนาและผลิตรถไฮบริดรุ่นใหม่ออกมาอย่างต่อเนื่องแล้ว ในขณะเดียวกันยังมีการเริ่มเดินหน้านโยบายยุติการผลิตรถยนต์ระบบเครื่องยนต์แบบเดิมไปพร้อมกันด้วย ซึ่งในอนาคตข้างหน้านี้ ทั้งรถยนต์ไฮบริด และรถยนต์ไฟฟ้า น่าจะกลายมาเป็นยานยนต์ที่เรียกได้ว่าเป็นทางเลือกหลักในที่สุด