🏠สัปดาห์ 2
ว 23103 การออกแบบและเทคโนโลยี 3ม.3หน่วยที่ 1 เทคโนโลยีเปลี่ยนโลก

รถยนต์ไฟฟ้า

สัปดาห์ที่ 2 (แผนที่ 3–4)
อ่านเนื้อหา ดูคลิป ลองคำนวณค่าใช้จ่าย แล้วทำแบบฝึกหัดให้ได้ 80% ขึ้นไป

1เรียนจบแล้วนักเรียนจะ…

K · ความรู้
อธิบายรถยนต์ไฟฟ้าแต่ละประเภทได้
P · ทักษะ
วิเคราะห์ความสัมพันธ์ของรถยนต์ไฟฟ้ากับศาสตร์อื่นและผลกระทบได้
A · เจตคติ
มีความใฝ่เรียนรู้

📖 ตัวชี้วัด ว 4.1 ม.3/1

วิเคราะห์สาเหตุหรือปัจจัยที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยี และความสัมพันธ์ของเทคโนโลยีกับศาสตร์อื่น โดยเฉพาะวิทยาศาสตร์หรือคณิตศาสตร์ เพื่อเป็นแนวทางการแก้ปัญหาหรือพัฒนางาน

2ทำไมโลกต้องมีรถยนต์ไฟฟ้า?

🤔 ลองคิดก่อนอ่านต่อ

เหตุใดจึงมีการพัฒนาและสร้างรถยนต์ไฟฟ้าขึ้นมา และก่อนจะมาเป็นรถยนต์ไฟฟ้า รถยนต์เปลี่ยนแปลงมาอย่างไรบ้าง?

รถยนต์ที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิง (เครื่องยนต์สันดาปภายใน) ช่วยให้มนุษย์เดินทางได้สะดวก แต่ก็สร้างปัญหาตามมา

🏭

มลพิษทางอากาศ

ไอเสียมีแก๊สพิษและฝุ่นละอองขนาดเล็ก เช่น PM2.5

🌡️

ภาวะโลกร้อน

การเผาไหม้น้ำมันปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นแก๊สเรือนกระจก

🛢️

น้ำมันมีจำกัด

น้ำมันเป็นทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไป และราคาผันผวน

ปัญหาเหล่านี้ประกอบกับ ความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์ด้านแบตเตอรี่และมอเตอร์ไฟฟ้า จึงทำให้รถยนต์ไฟฟ้าได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

3การเปลี่ยนแปลงของรถยนต์

  1. ช่วงปลาย พ.ศ. 2400 (ค.ศ. 1800s)รถยนต์ไฟฟ้าคันแรก ๆ ถูกสร้างขึ้น ช่วงหนึ่งเคยได้รับความนิยมเพราะเงียบและไม่มีควัน
  2. ต้น พ.ศ. 2450 (ค.ศ. 1900s)รถยนต์น้ำมันผลิตจำนวนมากได้ ราคาถูกลง น้ำมันหาง่าย วิ่งได้ไกลกว่า รถยนต์ไฟฟ้าจึงหายไป
  3. ช่วง พ.ศ. 2540 (ค.ศ. 1997)รถยนต์ไฮบริดที่ผลิตขายจำนวนมากรุ่นแรก ๆ ออกสู่ตลาด ใช้ทั้งเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า
  4. ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนดีขึ้นมาก รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่วิ่งได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร และมีสถานีชาร์จมากขึ้น

ประเภทของรถยนต์ไฟฟ้า

🎬 คลิปภาษาไทยเปิดใน YouTube ↗
ประเภทชื่อเต็มหลักการทำงานเสียบปลั๊กชาร์จได้?
HEV
รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด
Hybrid Electric Vehicle
มีทั้งเครื่องยนต์น้ำมันและมอเตอร์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ชาร์จจากเครื่องยนต์และจากการเบรก
❌ ไม่ได้
PHEV
รถยนต์ไฟฟ้าปลั๊กอินไฮบริด
Plug-in Hybrid Electric Vehicle
เหมือนไฮบริดแต่แบตเตอรี่ใหญ่กว่า วิ่งด้วยไฟฟ้าล้วนได้ระยะหนึ่ง
✅ ได้
BEV
รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่
Battery Electric Vehicle
ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าอย่างเดียว พลังงานจากแบตเตอรี่ ไม่มีท่อไอเสีย
✅ ได้
FCEV
รถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง
Fuel Cell Electric Vehicle
เติมแก๊สไฮโดรเจน เซลล์เชื้อเพลิงเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นไฟฟ้า ปล่อยออกมาเป็นน้ำ
เติมไฮโดรเจน

💡 จำง่าย ๆ

Hybrid = ผสม · Plug-in = เสียบปลั๊ก · Battery = แบตล้วน · Fuel Cell = ไฮโดรเจน

4แบตเตอรี่และการชาร์จไฟ

แบตเตอรี่คือ "ถังน้ำมัน" ของรถยนต์ไฟฟ้า ทำหน้าที่ เก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปพลังงานเคมี แล้วจ่ายไฟให้มอเตอร์

ชนิดแบตเตอรี่จุดเด่นข้อจำกัดมักใช้ใน
ตะกั่ว-กรด
ราคาถูก ทนทาน
หนัก เก็บพลังงานได้น้อย
รถยนต์ทั่วไป (ใช้สตาร์ตเครื่อง)
นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ (NiMH)
ทนทาน ปลอดภัย
เก็บพลังงานได้ปานกลาง
รถยนต์ไฮบริด
ลิเทียมไอออน (Li-ion)
น้ำหนักเบา เก็บพลังงานได้มาก ชาร์จเร็ว
ราคาสูง ต้องควบคุมความร้อน
รถยนต์ไฟฟ้า BEV, PHEV, โทรศัพท์มือถือ

🤔 คำถามชวนคิด: ทำไมต้องพัฒนาแบตเตอรี่อยู่ตลอดเวลา?

เพื่อให้ วิ่งได้ไกลขึ้น ชาร์จเร็วขึ้น น้ำหนักเบาลง ราคาถูกลง ปลอดภัยขึ้น และใช้งานได้นานขึ้น ซึ่งเป็นปัญหาหลักที่ทำให้คนยังลังเลจะใช้รถยนต์ไฟฟ้า

การชาร์จไฟรถยนต์ไฟฟ้า

🔌 ชาร์จปกติ (Normal Charge)

ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ชาร์จที่บ้านด้วยเครื่องชาร์จติดผนัง ใช้เวลาหลายชั่วโมง เหมาะชาร์จข้ามคืน

⚡ ชาร์จเร็ว (Quick Charge)

ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) กำลังสูงที่สถานีชาร์จ ชาร์จได้ราว 80% ในเวลาประมาณ 30–60 นาที

⚠️ ความปลอดภัย

ไม่ควรชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าผ่านปลั๊กพ่วงหรือสายไฟที่ไม่ได้มาตรฐาน เพราะกระแสไฟสูงอาจทำให้สายไหม้และเกิดไฟไหม้ได้

🧮 ลองคำนวณ: รถไฟฟ้า vs รถน้ำมัน ค่าใช้จ่ายต่อเดือน

🔋 รถไฟฟ้า / เดือน-
⛽ รถน้ำมัน / เดือน-

ตัวเลขเริ่มต้นเป็นค่าประมาณเพื่อฝึกคำนวณ ลองเปลี่ยนตัวเลขดู · สูตร: ค่าไฟ = (ระยะทาง ÷ 100) × kWh ต่อ 100 กม. × ค่าไฟ · ค่าน้ำมัน = (ระยะทาง ÷ กม.ต่อลิตร) × ราคาน้ำมัน

5รถยนต์ไฟฟ้ากับศาสตร์อื่น ผลกระทบ และการประยุกต์ใช้

ความสัมพันธ์กับศาสตร์อื่น

วิทยาศาสตร์ (เคมี)
ปฏิกิริยาเคมีในแบตเตอรี่ เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า การพัฒนาวัสดุทำแบตเตอรี่
วิทยาศาสตร์ (ฟิสิกส์)
มอเตอร์ไฟฟ้าใช้หลักแม่เหล็กไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงานจลน์ตอนเบรกกลับเป็นไฟฟ้า แรงต้านอากาศ
คณิตศาสตร์
คำนวณระยะทางที่วิ่งได้ ความจุแบตเตอรี่ เวลาชาร์จ และค่าใช้จ่าย
วิศวกรรมศาสตร์ / คอมพิวเตอร์
ออกแบบโครงสร้างรถ ระบบควบคุมแบตเตอรี่ (BMS) ซอฟต์แวร์ในรถ เซนเซอร์

ผลกระทบของการใช้รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่

👍 ด้านบวก

  • ไม่ปล่อยไอเสียขณะวิ่ง ช่วยลดมลพิษในเมือง
  • เสียงเงียบ ลดมลพิษทางเสียง
  • ค่าพลังงานต่อกิโลเมตรถูกกว่า ดูแลรักษาง่าย (ชิ้นส่วนเคลื่อนไหวน้อย)

👎 ด้านลบ / สิ่งที่ต้องระวัง

  • แบตเตอรี่เสื่อมแล้วต้องกำจัดอย่างถูกวิธี ไม่เช่นนั้นเป็นขยะอันตราย
  • ถ้าไฟฟ้าผลิตจากถ่านหินหรือน้ำมัน ก็ยังปล่อยมลพิษที่โรงไฟฟ้า
  • ราคารถสูง สถานีชาร์จยังไม่ทั่วถึง ใช้เวลาชาร์จนานกว่าเติมน้ำมัน
  • อาชีพเดิมบางอย่าง เช่น ช่างซ่อมเครื่องยนต์ ต้องปรับตัว

การประยุกต์ใช้

🚌

รถโดยสารไฟฟ้า

รถเมล์และรถรับส่งไฟฟ้าในเมือง ลดควันดำ

🛵

จักรยานยนต์ไฟฟ้า

ใช้ในการส่งของ ส่งอาหาร ประหยัดค่าน้ำมัน

🔋

บ้านเก็บพลังงาน

ใช้รถยนต์ไฟฟ้าเป็นแหล่งจ่ายไฟสำรองให้บ้านได้ในบางรุ่น

🤖

รถยนต์ไร้คนขับ

ใช้กล้อง เซนเซอร์ GPS และปัญญาประดิษฐ์ (AI) ขับเคลื่อนเอง

🎬 คลิปภาษาไทยเปิดใน YouTube ↗

6สรุปบทเรียน

7แบบฝึกหัดท้ายบท

เกณฑ์ผ่าน 80% ขึ้นไป

ตอนที่ 1 · กิจกรรมที่ 1.2 ยากแค่ไหนกว่าจะได้ใช้รถยนต์

วิเคราะห์ว่าการสร้างรถยนต์แต่ละแบบต้องใช้ความรู้เรื่องใด และนำมาใช้อย่างไร

1. รถยนต์พลังงานเชื้อเพลิง (รถน้ำมัน) ต้องใช้ความรู้เรื่องใดบ้างในการสร้าง ยกตัวอย่างอย่างน้อย 3 เรื่อง และบอกว่านำไปใช้ส่วนใดของรถ
2. รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV) ต้องใช้ความรู้เรื่องใดบ้าง ยกตัวอย่างอย่างน้อย 3 เรื่อง และบอกว่านำไปใช้ส่วนใดของรถ
3. แผนผังความคิด: เขียนความสัมพันธ์ระหว่างรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่กับศาสตร์อื่น ๆ (เขียนเป็นข้อ ๆ หรือวาดลงสมุดแล้วถ่ายรูปส่งครู)

ตอนที่ 2 · จับคู่ประเภทรถยนต์ไฟฟ้ากับลักษณะ

HEV
PHEV
BEV
FCEV

ตอนที่ 3 · เลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุด

1. สาเหตุสำคัญที่สุดที่ทำให้มีการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันคือข้อใด
2. รถยนต์ไฟฟ้าประเภทใดที่ไม่มีเครื่องยนต์น้ำมันเลย และต้องเสียบปลั๊กชาร์จ
3. รถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง (FCEV) ปล่อยสิ่งใดออกมา
4. แบตเตอรี่ชนิดใดนิยมใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ เพราะน้ำหนักเบาและเก็บพลังงานได้มาก
5. ข้อใด ไม่ใช่ เหตุผลที่ต้องพัฒนาแบตเตอรี่อยู่ตลอดเวลา
6. การชาร์จแบบใดใช้เวลาน้อยที่สุด
7. มอเตอร์ไฟฟ้าในรถยนต์ทำงานโดยอาศัยความรู้เรื่องใด
8. รถยนต์ไฟฟ้าใช้ไฟ 15 kWh ต่อ 100 กม. ค่าไฟ 4 บาทต่อ kWh ถ้าขับ 200 กม. เสียค่าไฟเท่าไร
9. ข้อใดเป็นผลกระทบด้านลบของรถยนต์ไฟฟ้า
10. รถยนต์ไร้คนขับรับรู้สภาพถนนและสิ่งกีดขวางได้ด้วยสิ่งใด

ตอนที่ 4 · คิดวิเคราะห์

1. ถ้าครอบครัวของนักเรียนจะซื้อรถคันใหม่ นักเรียนจะแนะนำรถยนต์ไฟฟ้าประเภทใด เพราะเหตุใด (คิดถึงระยะทางที่ใช้ สถานีชาร์จในชุมชน และค่าใช้จ่าย)

ส่งงานครู: กด คัดลอกคำตอบ แล้ววางส่งตามช่องทางที่ครูกำหนด หรือกด บันทึกเป็น PDF / พิมพ์

📨 ส่งงาน (Google Form)

สัปดาห์ที่ 2 · รถยนต์ไฟฟ้า