สำรวจอุตสาหกรรมเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศไทย

ในปี 2565 ปริมาณการขายรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศไทยจะสูงถึง 96,000 คัน เพิ่มขึ้น 98% เมื่อเทียบเป็นรายปี โดยในจำนวนนี้เป็นรถยนต์ไฟฟ้าล้วน 21,000 คัน เพิ่มขึ้น 2.6 เท่าเมื่อเทียบเป็นรายปี ด้วยจำนวนรถยนต์ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น ความต้องการสถานีชาร์จก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน เหมือนจีน ความต้องการของเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น สร้างโอกาสให้กับ 10 อันดับ บริษัทผลิตเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าของจีน

แล้วสถานะปัจจุบันและอนาคตของสถานีชาร์จในประเทศไทยเป็นอย่างไร บทความนี้จะกล่าวถึงองค์ประกอบของเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า หน้าที่และลักษณะขององค์ประกอบพื้นฐานสำหรับเครื่องชาร์จ ประเภทของสถานีชาร์จในประเทศไทย และวิเคราะห์สถานการณ์ปัจจุบันของการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศไทย

ส่วนประกอบหลักของเครื่องชาร์จ

โครงสร้างหลักของเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าประกอบด้วยโมดูลแหล่งจ่ายไฟ โมดูลการชาร์จ โมดูลควบคุม และโมดูลการสื่อสาร

ประการแรก โมดูลแหล่งจ่ายไฟมีหน้าที่หลักในการจัดหาพลังงานให้กับเครื่องชาร์จ ซึ่งโดยปกติจะใช้แหล่งจ่ายไฟ AC แบบสามเฟส และยังสามารถเชื่อมต่อกับพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม

ประการที่สอง โมดูลการชาร์จเป็นองค์ประกอบหลักของเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ประกอบด้วยหม้อแปลงไฟฟ้า วงจรเรียงกระแส เครื่องควบคุมการประจุไฟฟ้า เซ็นเซอร์วัดกระแส เซ็นเซอร์อุณหภูมิและอื่นๆ

ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์ส่งกำลังที่สำคัญ หน้าที่หลักของหม้อแปลงไฟฟ้าคือการแปลงเอาต์พุตไฟฟ้าแรงสูงโดยโมดูลจ่ายไฟให้เป็นช่วงแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมเพื่อตอบสนองความต้องการในการชาร์จของยานพาหนะไฟฟ้า วงจรเรียงกระแสมีบทบาทในการแปลงอินพุตกระแสสลับโดยเครื่องชาร์จให้เป็นกระแสตรง

ตัวควบคุมการชาร์จมีหน้าที่ควบคุมกระบวนการชาร์จของเครื่องชาร์จทั้งหมด รวมถึงการชาร์จ การคายประจุ และการป้องกันแบตเตอรี่ เซ็นเซอร์ปัจจุบันและเซ็นเซอร์อุณหภูมิใช้เพื่อตรวจสอบกระแสและอุณหภูมิในระหว่างกระบวนการชาร์จเพื่อความปลอดภัยและความเสถียรของการชาร์จ

ประการที่สาม โมดูลควบคุมของเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ามีหน้าที่ควบคุมและจัดการเครื่องชาร์จทั้งหมด หน้าที่หลักคือการรวบรวมข้อมูลต่างๆ ของเครื่องชาร์จชาร์จและรายงานข้อมูลเหล่านี้ไปยังแพลตฟอร์มการจัดการ ในเวลาเดียวกัน คุณยังสามารถดูข้อมูล เช่น สถานะการทำงานของเครื่องชาร์จ บันทึกการชาร์จ และสัญญาณเตือนข้อผิดพลาดผ่านโมดูลควบคุม

ประการที่สี่ โมดูลการสื่อสารเป็นส่วนสำคัญของเครื่องชาร์จ ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้เพื่อสื่อสารกับยานพาหนะไฟฟ้า แพลตฟอร์มการจัดการ และเครื่องชาร์จอื่นๆ ผ่านโมดูลการสื่อสาร การทำงานระยะไกล การควบคุม และการจัดการเครื่องชาร์จสามารถรับรู้ได้ และยังสามารถรับรู้การแลกเปลี่ยนข้อมูลและการแบ่งปันระหว่างเครื่องชาร์จ

กล่าวโดยสรุป โครงสร้างของเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมดูลแหล่งจ่ายไฟ โมดูลการชาร์จ โมดูลควบคุม และโมดูลการสื่อสาร โมดูลเหล่านี้ทำงานร่วมกันและทำงานร่วมกันเพื่อจัดหาวิธีการชาร์จที่มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และเสถียรสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า และยังให้การสนับสนุนอย่างมากสำหรับความนิยมและการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า หากเกิดปัญหากับส่วนประกอบใด ๆ จะส่งผลโดยตรงต่อแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

บทบาทและลักษณะของส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับเครื่องชาร์จ

เครื่องชาร์จหรือที่เรียกว่าเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า (รถยนต์ไฟฟ้า รถยนต์ไฮบริด ฯลฯ) คล้ายปั๊มน้ำมันแต่ให้พลังงานไฟฟ้าแทนน้ำมัน

องค์ประกอบพื้นฐานของเครื่องชาร์จส่วนใหญ่ประกอบด้วย: แหล่งจ่ายไฟ ระบบควบคุม ปืนชาร์จ ระบบสื่อสาร หน้าจอแสดงผล และมาตรการป้องกันความปลอดภัย ด้านล่างนี้เราจะแนะนำฟังก์ชันและคุณลักษณะขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบเหล่านี้ทีละรายการ

แหล่งจ่ายไฟ

แหล่งจ่ายไฟเป็นหนึ่งในองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดของเครื่องชาร์จชาร์จ ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ในการจ่ายพลังงานเพื่อขับเคลื่อนส่วนประกอบและระบบต่างๆ ของเครื่องชาร์จชาร์จ โดยทั่วไป เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง ดังนั้น คุณภาพของแหล่งจ่ายไฟจึงส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยของเครื่องชาร์จ

ปัจจุบัน แหล่งพลังงานที่ใช้ ได้แก่ แหล่งไฟฟ้ากระแสสลับ(AC)และแหล่งไฟฟ้ากระแสตรง(DC) แหล่งจ่ายไฟ AC ใช้พลังงานเชิงพาณิชย์ ซึ่งจำเป็นต้องแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับการชาร์จเครื่องชาร์จผ่านหม้อแปลง ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟ DC สามารถรับพลังงานโดยตรงจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น แผงเซลล์แสงอาทิตย์

ระบบควบคุม

ระบบควบคุมของเครื่องชาร์จเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ซับซ้อนที่สุด ประกอบด้วย ตัวควบคุมคอมพิวเตอร์ของเครื่องชาร์จและเซ็นเซอร์ต่าง ๆ เพื่อให้สามารถควบคุมและตรวจสอบแรงดันไฟ กระแสไฟ และเวลาในการชาร์จ ระบบควบคุมเครื่องชาร์จชาร์จมีคุณสมบัติอัจฉริยะ ความแม่นยำ และความสามารถในการตั้งโปรแกรมสูง

ในการผลิตจริง ระบบควบคุมกระแสหลักประกอบด้วยส่วนประกอบและอุปกรณ์ เช่น ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ตัวควบคุมคอมพิวเตอร์ ตัวควบคุมการประจุ และอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง การรวมกันของตัวควบคุมและอุปกรณ์เหล่านี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จและความเสถียรของกองการชาร์จ

ปืนชาร์จ

ปืนชาร์จเป็นตัวเชื่อมต่อที่เชื่อมต่อเครื่องชาร์จและยานพาหนะไฟฟ้า ปืนชาร์จสามารถส่งพลังงานและควบคุมการชาร์จได้อย่างสมบูรณ์ และการควบคุมการชาร์จก็เพื่อให้แน่ใจว่ารถยนต์ไฟฟ้าสามารถรับพลังงานที่ส่งมาจากเครื่องชาร์จได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ปืนชาร์จมีรูปร่าง ข้อมูลจำเพาะ และมาตรฐานมากมาย ปืนชาร์จทั่วไป ได้แก่ CHAdeMO, CCS, GB/T เป็นต้น ปืนชาร์จประเภทต่างๆ จำเป็นต้องใช้กับเครื่องชาร์จที่สอดคล้องกัน

ระบบสื่อสาร

ระบบสื่อสารเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญของเครื่องชาร์จชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้เพื่อให้เกิดการสื่อสารระหว่างเครื่องชาร์จกับอุปกรณ์ภายนอกอื่นๆ ระบบสื่อสารแบบเครื่องชาร์จรองรับโปรโตคอลการสื่อสารหลายแบบ เช่น CAN, Ethernet, WiFi เป็นต้น

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเหล่านี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพ ความปลอดภัย เครือข่าย และประสบการณ์ของผู้ใช้เครื่องชาร์จได้อย่างมาก ระบบสื่อสารยังสามารถดำเนินการโต้ตอบข้อมูลกับพื้นหลังเพื่อให้เกิดการตรวจสอบตามเวลาจริง การควบคุมระยะไกล และการจัดการเครื่องชาร์จ

หน้าจอแสดงผล

หน้าจอแสดงผลของเครื่องชาร์จเป็นอุปกรณ์แสดงผลที่ใช้แสดงข้อมูล เช่น สถานะและความคืบหน้าในการชาร์จ เวลาในการชาร์จ ค่าใช้จ่ายในการชาร์จ เป็นต้น โดยปกติแล้วหน้าจอแสดงผลจะติดตั้งที่ด้านข้างหรือเหนือเครื่องชาร์จ ซึ่งสะดวกสำหรับผู้ใช้ในการดูและใช้งาน ประเภททั่วไปของหน้าจอแสดงผล ได้แก่ LED, LCD เป็นต้น

มาตรการป้องกันความปลอดภัย

เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของเครื่องชาร์จและกระบวนการชาร์จ เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าจำเป็นต้องติดตั้งมาตรการป้องกันความปลอดภัยต่างๆ มาตรการป้องกันเหล่านี้รวมถึงการป้องกันกระแสเกิน, การป้องกันแรงดันไฟเกิน, การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร, การป้องกันไฟรั่ว, การป้องกันสายดิน เป็นต้น

มาตรการป้องกันเหล่านี้ใช้วิธีการทางเทคนิคที่หลากหลาย เช่น การป้องกันทางอิเล็กทรอนิกส์ การป้องกันทางกล เป็นต้น เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานที่เสถียรของเครื่องชาร์จและทำให้ผู้ใช้ได้รับความปลอดภัยในการชาร์จสูงสุด

กล่าวโดยย่อ ส่วนประกอบพื้นฐานของเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าประกอบด้วย: แหล่งจ่ายไฟ ระบบควบคุม ปืนชาร์จ ระบบสื่อสาร หน้าจอแสดงผล และมาตรการป้องกันความปลอดภัย

ด้วยความร่วมมือและการเพิ่มประสิทธิภาพตามลำดับ องค์ประกอบเหล่านี้สามารถตระหนักถึงการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และการชาร์จแบบเร็ว ตอบสนองความต้องการของผู้คนเพิ่มเติมสำหรับการเดินทางด้วยรถยนต์ไฟฟ้า และส่งเสริมการพัฒนาการเดินทางที่ยั่งยืน

ประเภทและค่าบริการของสถานีชาร์จในประเทศไทย

การชาร์จแบบมีสาย

การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบมีสายมีต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพสูง และสามารถรวมแอพพลิเคชั่นและเข้ากันได้กับเทคโนโลยีการจัดการพลังงาน ดังนั้นจึงกลายเป็นวิธีการชาร์จหลักในทุกประเทศทั่วโลก การชาร์จแบบมีสายสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทตามระดับพลังงานที่มี:

ไฟฟ้ากระแสสลับชาร์จแบบช้า
การชาร์จแบบช้า AC คือการชาร์จระดับ 1 (Type 1) และกำลังการชาร์จสูงสุดคือ 3.7kW การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าใช้เวลานานประมาณ 8-10 ชั่วโมง จึงไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่สถานีบริการหรือการชาร์จ สถานี

ไฟฟ้ากระแสสลับปกติ (AC Normal Charge)
การชาร์จแบบช้า AC เป็นการชาร์จระดับ 2 (Type 2) กำลังไฟสูงสุดในการชาร์จคือ 22kW และการชาร์จแต่ละครั้งใช้เวลา 4-7 ชั่วโมง เหมาะสำหรับสถานที่กึ่งสาธารณะที่ไม่รีบร้อนหรือจอดรถไว้นานๆ เช่น ลานจอดรถ ห้างสรรพสินค้า ที่พักอาศัย เป็นต้น

ชาร์จเร็ว (Fast Charge)
การชาร์จแบบเร็วมี 2 ประเภท: การชาร์จแบบเร็ว DC และการชาร์จแบบเร็ว AC กำลังไฟที่จัดอันดับของการชาร์จแบบเร็ว AC คือ 43kW และกำลังไฟที่พิกัดของการชาร์จแบบเร็ว DC คือ 50kW การชาร์จอย่างรวดเร็วช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้มากกว่า 80% ภายใน 1 ชั่วโมง เครื่องชาร์จแบบเร็วมีราคาแพงกว่าในการติดตั้งและใช้งาน และเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการการชาร์จแบบเร็ว

สถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ BSS

ในสถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ แบตเตอรี่จะถูกชาร์จไว้ล่วงหน้าเพื่อเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่มีประจุไฟต่ำ การเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นวิธีที่ถ่ายโอนพลังงานได้เร็วกว่าการชาร์จแบบเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้งานหนัก ซึ่งการชาร์จพร้อมกันจะทำให้ระบบส่งกำลังทำงานน้อยลง

ในปัจจุบัน ถานีเปลี่ยนแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการปรับสภาพแบตเตอรี่ของยานพาหนะไฟฟ้าขนาดเล็ก รถสองล้อไฟฟ้า และรถสามล้อไฟฟ้า ผู้ขับขี่สามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้ด้วยตัวเองเพื่อประหยัดเวลามากขึ้น ในประเทศจีน 10 อันดับ บริษัทเปลี่ยนแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าของจีนเป็นบริษัทที่เข้าสู่อุตสาหกรรมการเปลี่ยนแบตเตรี่ ซึ่งส่งเสริมอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าของจีน

การชาร์จแบบไร้สาย

พลังงานไฟฟ้าถือเป็นแหล่งพลังงานที่แปลงหรือควบคุมได้ง่ายกว่าพลังงานรูปแบบอื่น และทำให้ใช้พลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีที่สะดวกที่สุดในการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายคือวิธีแก้ปัญหาระยะยาว นอกจากนี้ยังใช้กับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าด้วย การส่งพลังงานแบบไร้สายไปยังแบตเตอรี่จะเพิ่มความสะดวกสบายให้กับผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้า ในอนาคต รถยนต์สามารถชาร์จได้ไม่ว่าจะจอดนิ่งหรือขณะขับขี่

ปัจจุบัน อิสราเอลมี e-Road ซึ่งเป็นถนนที่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ให้กับรถยนต์ไฟฟ้าได้ โดยมีความยาว 600 เมตร เบื้องต้นอยู่ระหว่างการทดสอบและพัฒนา

ปัจจุบัน โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศไทยเป็นการชาร์จแบบมีสายเป็นหลัก ราคาไฟฟ้าของ สถานีชาร์จอยู่ที่ 6-9 บาท/kWh ในช่วงพีค และต่ำกว่า 5 บาท/kWh ในช่วงนอกพีค

สถานะการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศไทย

เครื่องชาร์จน้อยและความเร็วในการชาร์จช้า

จากข้อมูลของสมาคมยานยนต์ไฟฟ้าแห่งประเทศไทย ภายในสิ้นปี 2565 จะมีสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า 1,239 แห่งในประเทศไทย โดยมีเครื่องชาร์จทั้งหมด 3,739 เสา ซึ่งรวมถึงเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบชาร์จช้า (AC Normal) 2,404 เสา และการชาร์จแบบเร็ว (DC) จุดชาร์จ 1,342 กอง

DA ที่ชาร์จเร็วสามารถแบ่งออกเป็น DC CSS2 และ DC CHAdeMO โดยมี 1,079 และ 263 ตามลำดับ อันแรกคือมาตรฐานญี่ปุ่นและอันหลังคือมาตรฐานยุโรป

ตามข้อมูลปัจจุบันเกี่ยวกับจำนวนรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศไทย อัตราส่วนเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าของไทยคือ 20:1 ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของรถยนต์ไฟฟ้า อัตราส่วนรถยนต์ต่อเครื่องชาร์จอาจเพิ่มขึ้นอีกเป็น 30 หาก การก่อสร้างเครื่องชาร์จไม่เร่ง: เมื่อเปรียบเทียบกับการวางเครื่องชาร์จในอัตราส่วน 3:1 ในประเทศจีน มีปัญหาที่เห็นได้ชัดคือโครงสร้างพื้นฐานไม่เพียงพอสำหรับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศไทย

จากมุมมองเชิงโครงสร้าง ปัจจุบัน เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าของไทยเกือบ 65% เป็นเครื่องชาร์จที่ชาร์จช้า นั่นคือ AC Normal Charge ที่กล่าวข้างต้น และโดยทั่วไปจะใช้เวลาชาร์จนานกว่า 6 ชั่วโมง DC ชาร์จเร็วสามารถสั้นลงระหว่าง 30 นาทีถึง 2 ชั่วโมง นอกจากนี้ยังทำให้รุ่นที่วางจำหน่ายในตลาดไทยในปัจจุบันมีทั้งรุ่นที่ชาร์จช้าและชาร์จเร็ว

จากมุมมองของการจัดจำหน่าย ปัจจุบันกว่าครึ่งหนึ่งของสถานีชาร์จไฟฟ้าในประเทศไทยตั้งอยู่ในกรุงเทพฯ และปริมณฑล ส่วนที่เหลือตั้งอยู่ในเมืองใหญ่และเมืองทางผ่าน

จากข้อมูลข้างต้น ปัจจุบันมีสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศไทย 1,239 แห่ง และจำนวนเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าของไทยมีน้อยกว่า 3,739 แห่ง อัตราส่วนยานพาหนะต่อเสาเข็มคือ 20:1 และมากกว่า 60% เป็น AC Type2 ที่ชาร์จช้า และมากกว่าครึ่งหนึ่งรวมตัวกันในกรุงเทพฯ ประสิทธิภาพการชาร์จโดยรวมไม่สูงนัก

สมาคมยานยนต์ไฟฟ้าแห่งประเทศไทยเสนอเป้าหมายในการแบ่งปันสถานีชาร์จ 1 แห่งสำหรับรถทุก 10 คัน และคณะกรรมการนโยบายยานยนต์ไฟฟ้าแห่งชาติของไทยยังเสนอวิสัยทัศน์ในการสร้างสถานีชาร์จ 13,000 แห่งภายในปี 2578 เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ หน่วยงานภาครัฐ เช่น การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) บริษัท พลังงานมหานคร และบริษัท ปตท.สำรวจและผลิตปิโตรเลียม ต่างเข้าสู่ตลาดทีละแห่ง คาดการณ์ได้ว่าคลื่นแห่งโอกาสใหม่กำลังเกิดขึ้น