ปอร์เช่ คาเยนน์ อีเลคทริค เทคโนโลยีจากรถแข่ง ฟอร์มูล่า อี

ปอร์เช่ คาเยนน์ อิเล็กทริค (Porsche Cayenne Electric) เปิดตัวไปแล้วเมื่อไม่นานมานี้ โดยใช้ดูไบ เป็นเวทีเผยโฉมต่อโลกอย่างเป็นทางการ เป็นการเคลื่อนไหวครั้งสำคัญอีกครั้งของโลกรถพลังงานไฟฟ้า หรือ อีวี (EV)

ปอร์เช่ นั้นสร้างชื่อด้านอีวี กับ ไทคานน์ (Taycan) รถอีวีรุ่นแรกของแบรนด์รถสปอร์ตจากสตุทการ์ท เยอรมนี โดยเฉพาะทางด้านสมรรถนะ และการจัดการพลังงานที่ทำให้ไทคานน์เป็นอีวีที่ขับขี่ใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง 

มาดูรายละเอียดบางอย่างของคาเยนน์ อิเล็กทริค กันครับ 

ปอร์เช่ระบุว่า คาเยนน์ อิเล็กทริค นั้นนำประสบการณ์ที่ได่มาจากวงการมอเตอร์ สปอร์ต อย่างรายการแข่งขัน ฟอร์มูล่า อี ด้วย "ปอร์เช่ 99X อิเล็กทริค" ซึ่งปอร์เช่ความแชมป์ได้มาใช้ในเอสยูวี อีวี รุ่นนี้ หลัก ๆ คือ 

ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำมัน เพิ่มประสิทธิภาพและกำลังขับอย่างต่อเนื่อง

ระบบกู้คืนพลังงานสมรรถนะสูงช่วยเพิ่มระยะทางและประสิทธิภาพในการจัดการพลังงาน

ระบบชาร์จเร็ว เพิ่มระยะทางได้มากกว่า 300 กิโลเมตร ในเวลา 10 นาที

การเปิดตัวคาเยนน์ อิเล็กทริค ไม่ใช่แค่การเพิ่มรุ่นรถพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่ตลาด แต่ยังเป็นการถ่ายทอดเทคโนโลยีมอเตอร์สปอร์ตสู่รถสายการผลิตโดยปอร์เช่ โดยไใช้หลากหลายนวัตกรรมที่มีต้นแบบจากการแข่งขันฟอร์มูล่า อี ซึ่งปอร์เช่ครองตำแหน่งแชมป์โลกทั้งประเภททีมและผู้ผลิต"

ไมเคิล ชไตเนอร์ (Michael Steiner) สมาชิกคณะกรรมการบริหารฝ่ายวิจัยและพัฒนาของปอร์เช่ กล่าวว่า ฟอร์มูล่า อี เป็นห้องทดลองพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับโลก อีวี ในอนาคต ปอร์เช่สะสมเทคนิคสำคัญจากสนามแข่งเพื่อนำมาต่อยอดในรถสปอร์ตที่ใช้งานบนท้องถนน

ฟลอเรียน โมดลิงเกอร์ (Florian Modlinger) ผู้อำนวยการโรงงานมอเตอร์สปอร์ตฟอร์มูล่า อี และหัวหน้าทีมแข่งโรงงานปอร์เช่ กล่าวว่า การแข่งขันฟอร์มูล่า อี ประสิทธิภาพคือความต่างระหว่างชัยชนะและความพ่ายแพ้ หลักการนี้กำหนดทิศทางการพัฒนาคาเยนน์ อิเล็กทริค ซึ่งประสิทธิภาพไม่ได้จำกัดแค่ในเรื่องของตัวรถเท่านั้น แต่รวมไปถึงแนวทางการทำงานในสนามแข่งที่คล่องตัว ทำให้ลดระยะเวลาในการพัฒนาและเร่งการถ่ายทอดเทคโนโลยีให้เร็วขึ้น

โดยทีมพัฒนามอเตอร์สปอร์ตและทีมผลิตของปอร์เช่ ทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดที่โรงงานไวซัค (Weissach) โดยแลกเปลี่ยนองค์ความรู้ต่อเนื่องตลอดการพัฒนา สิ่งที่ผ่านการทดสอบในสนามแข่งกลายเป็นแรงบันดาลใจในการผลิตรถยนต์ รวมถึงในบางครั้งรถแข่งก็เรียนรู้จากรถสายผลิตเช่นกัน 

หนึ่งในตัวอย่างชัดเจน คือ 

 

• เทคโนโลยีการชาร์จ 

เพราะหัวชาร์จและช่องชาร์จของรถแข่ง 99X และรถสปอร์ตไฟฟ้าของปอร์เช่มีคุณสมบัติเหมือนกันทุกจุด โดยเทคโนโลยี CCS (Combined Charging System) เป็นมาตรฐานเดียวกันทั้งบนถนนและในการแข่งขันฟอร์มูล่า อี

 

• ระบบระบายความร้อนโดยตรง

เป็นการถ่ายทอดเทคโนโลยีจากสนามแข่งสู่รถสายการผลิต เป็น ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำมันโดยตรง 

หลักการทำงาน ระบบนี้จะส่งของเหลวที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษไประบายความร้อนในทุกชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า ส่งผลให้ประสิทธิภาพและความสามารถในการรักษากำลังขับต่อเนื่องเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน 

ปอร์เช่ใช้เทคโนโลยีนี้ในรถแข่งฟอร์มูล่า อี ตั้งแต่เริ่มและยกระดับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง โดยเริ่มทดสอบระบบระบายความร้อนนี้บนสนามแข่งด้วยรถต้นแบบ GT4 e-Performance เมื่อปี 2023 โดยนำเทคโนโลยีนี้เข้าสู่รถสายการผลิต โดยใช้กับมอเตอร์หลังของคาเยนน์ อิเล็กทริค ในรุ่นเรือธง

ทั้งนี้ในมอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไป สารหล่อเย็นจะไหลผ่านรอบนอกของสเตเตอร์ แต่ระบบระบายความร้อนโดยตรงจะส่งสารหล่อเย็นไหลชิดไปตามลวดทองแดงผ่านร่องสเตเตอร์ ทำให้ระบายความร้อนได้ทันทีในจุดที่เกิดความร้อน 

ทั้งนี้หากต้องการให้มอเตอร์ที่ใช้การหล่อเย็นด้วยน้ำทั่วไปทำงานได้มีประสิทธิภาพเทียบเท่า มอเตอร์จะต้องมีขนาดใหญ่ขึ้นประมาณ 1.5 เท่า แต่การใช้ระบบระบายความร้อนโดยตรงทำให้คาเยนน์ อิเล็กทริคใช้มอเตอร์ที่มีขนาดกะทัดรัดขึ้นได้ และมีประสิทธิภาพสูงสุดถึง 98% ขณะที่ตัวรถแข่ง 99X สามารถทำได้สูงกว่านั้น

 

• การกู้คืนพลังงานสูงสุดระดับ 600 กิโลวัตต์

นอกจากนี้จุดเด่นที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือ ระบบกู้คืนพลังงานที่เพิ่มประสิทธิภาพของรถทั้ง 2 รุ่นเป็นอย่างมาก โดยจะดึงพลังงานขณะเบรกกลับมาเก็บในแบตเตอรี่ ทำให้รถวิ่งได้ไกลขึ้นและใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็กลง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อสมรรถนะของทั้งรถสปอร์ตและรถแข่ง 

ทั้งนี้การแข่งขันฟอร์มูล่า อี นั้น มีข้อกำหนดเรื่องความจุพลังงานที่รถสามารถใช้ไว้อย่างชัดเจน โดย 99X อิเล็กทริค เริ่มการแข่งขันด้วยพลังงานสูงสุด 38.5 กิโลวัตต์ชั่วโมง แต่เมื่อสามารถกู้คืนพลังงานจากการเบรกได้มากกว่าคู่แข่ง จะทำให้รถมีพลังงานมากกว่าในการเร่งเข้าเส้นชัย

โมดลิงเกอร์ กล่าวว่า การกู้คืนพลังงานขณะเบรก (Recuperation) เป็นสิ่งที่ซับซ้อนมาก ขณะเบรก เราต้องการกู้คืนพลังงานให้มากที่สุด ควบคู่กับการลดความเร็วอย่างรวดเร็ว โดยเมื่อมีแรงเบรกเพิ่มขึ้น ระบบจะเสริมการทำงานของเบรกที่ล้อหน้าด้วย ซึ่งความสมดุลของรถต้องสอดคล้องกับการขับขี่ของนักแข่ง เพราะส่งผลต่อความมั่นใจและสมรรถนะในการขับขี่ 

"และสำหรับรถที่ใช้งานบนถนน ความปลอดภัยเป็นอีกโจทย์สำคัญ เราจึงใช้ฟังก์ชันซอฟต์แวร์หลายชุดทำงานร่วมกันระหว่างเบรก ซึ่งเป็นเทคนิคที่สามารถถ่ายทอดสู่รถยนต์สายผลิตได้”

โดยคาเยนน์ อิเล็กทริค สามารถกู้คืนพลังงานสูงสุดได้ถึง 600 กิโลวัตต์ ขึ้นอยู่กับความเร็ว อุณหภูมิ และระดับพลังงานในแบตเตอรี่ ซึ่งเทียบเท่าค่าสูงสุดของ 99X อิเล็กทริค และยังทำงานเต็มประสิทธิภาพขณะขับขี่แบบไดนามิค 

ทั้งนี้การใช้งานประจำวัน การเบรกกว่า 97% เป็นการเบรกด้วยระบบไฟฟ้าโดยไม่พึ่งจานเบรกแบบกลไก และการกู้คืนพลังงานจะทำงานต่อเนื่องจนกว่ารถหยุดสนิท และระบบเบรกแบบเสียดทานที่เพลาหน้าและเพลาหลังจะทำงานเฉพาะเมื่อแรงหน่วงเกินขีดจำกัดของระบบของระบบกู้คืนพลังงานเท่านั้น โดยจะทำงานราบรื่นเพื่อไม่ให้ผู้ขับขี่รู้สึกถึงการเปลี่ยนผ่าน เป็นการผสานประสิทธิภาพและความสบายได้อย่างลงตัว

 

• ระบบชาร์จเร็วและทนทาน

ฤดูกาลที่ผ่านมา ฟอร์มูล่า อี เปิดตัวการชาร์จเร็วระหว่างพิตสต็อป หรือ Pit Boost ซึ่งใช้เวลาชาร์จ30 วินาที ด้วยกำลังสูงสุด 600 กิโลวัตต์ สามารถเพิ่มพลังงานแบตเตอรี่ประมาณ 10% ให้กับ 99X อิเล็กทริค 

และสำหรับ คาเยนน์ อิเล็กทริค ได้ออกแบบให้รองรับการชาร์จแบบรวดเร็วเช่นกัน โดยใช้เวลาน้อยกว่า 16 นาที สำหรับการชาร์จจากระดับแบตเตอรี่ 10% ไปถึง 80%

โดยปอร์เช่ระบุว่าความท้าทายด้านอุณหภูมิไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในสนามแข่ง โดยการใช้งานประจำวันก็มีอุณหภูมิที่แปรผันอย่างมากเช่นกัน ปอร์เช่ได้ยึดแนวคิดว่าประสิทธิภาพในการชาร์จเร็วต้องทำได้สูงแม้สภาพแวดล้อมไม่เอื้ออำนวย และต้องรักษาประสิทธิภาพสูงในทุกช่วงระดับแบตเตอรี่ 

คาเยนน์ อิเล็กทริคมีกำลังชาร์จ DC สูงสุด 400 กิโลวัตต์ และเริ่มชาร์จเร็วได้ตั้งแต่อุณหภูมิแบตเตอรี่ 15 องศาเซลเซียส จนถึงระดับแบตเตอรี่ประมาณ 55% ก็ยังรองรับกำลังชาร์จได้มากกว่า 350 กิโลวัตต์ 

โดยภายในเวลาเพียง 10 นาทีที่สถานีชาร์จที่รองรับ จะเพิ่มระยะทางกว่า 300 กิโลเมตร ได้ทันที