วิจัย สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า

1

สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
Electric Scooter

อมรเทพ เชิดทอง

ระดับปริญญาวศิ วกรรมศาสตรบณั ฑติ
สาขาวชิ าวศิ วกรรมไฟฟ้า
คณะเทคโนโลยี
มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอุดรธานี
ปี การศึกษา 2564

2

สก๊ตู เตอร์ไฟฟ้า

อมรเทพ เชิดทอง

ระดับปริญญาวศิ วกรรมศาสตรบณั ฑิต
สาขาวชิ าวศิ วกรรมไฟฟ้า
คณะเทคโนโลยี
มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี
ปี การศึกษา 2564

3

สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
Electric Scooter

อมรเทพ เชิดทอง

ระดบั ปริญญาวศิ วกรรมศาสตรบณั ฑิต
สาขาวชิ าวิศวกรรมไฟฟ้า
คณะเทคโนโลยี
มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี
ปี การศึกษา 2564

ไดผ้ า่ นการพจิ ารณาจาก

ลงช่ือ...................................หวั หนา้ สาขาวิชา ลงช่ือ....................................อาจารยท์ ี่ปรึกษา
(ดร.ยทุ ธศกั ด์ิ ทอดทอง) (รองศาสตราจารย์ ดร.อลงกรณ์ พรมที)

ลงชื่อ....................................อาจารยป์ ระจาวชิ า ลงชื่อ.......................................กรรมการ
(รองศาสตราจารยจ์ ุไรรัตน์จินดา อรรคนิตย)์ (ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.ภูเบศร์ พิพธิ หิรัญการ)

ลงชื่อ....................................กรรมการ ลงช่ือ.......................................กรรมการ
(ผชู้ ่วยศาสตราจารยส์ มชาย สิริพฒั นากุล) (ดร.อภยั ภกั ด์ิ ประทุมทิพย)์

ลงช่ือ.......................................กรรมการ ลงชื่อ.......................................กรรมการ
(ดร.บวั วรณ์ ไชยธงรัตน์) (อาจารยว์ ชั รวิชญ์ ดาวสวา่ ง)

ก

ช่ือเรื่อง สกตู๊ เตอร์ไฟฟ้า
ผู้วจิ ัย นายอมรเทพ เชิดทอง รหสั นกั ศึกษา 61041303109
ปริญญา วิศวกรรมศาสตรบณั ฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า
อาจารย์ที่ปรึกษา รองศาสตราจารย์ ดร.อลงกรณ์ พรมที
มหาวิทยาลยั มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี ปี ท่ีพมิ พ์ 2565

บทคดั ย่อ

โครงงานน้ีเป็ นการออกแบบและสร้างสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้ามีวตั ถุประสงค์เพ่ือที่จะสร้าง
สกตู๊ เตอร์ไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงแต่ตน้ ทุนต่าและทดสอบหาประสิทธิภาพการทางานของสกู๊ตเตอร์
ไฟฟ้าและแบตเตอร่ี โดยโครงงานชิ้นน้ีได้มีการออกแบบรูปร่าง 3 มิติ ด้วยโปรแกรม SketchUp
โครงสร้างของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าทามาจากโครงสร้างเดิมของจกั รยานเก่าและนาเหล็กเสริมเขา้ ไป
เพื่อให้โครงสร้างชิ้นงานมีความแข็งแรงมากข้ึน ใช้ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้าท่ีลอ้ หลงั ในการขบั เคล่ือน
โดยมีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กบั ระบบไฟฟ้าต่างๆ ภายในตวั ชิ้นงาน
โดยที่จะมีการเสริมหน้าจอบอกข้อมูลแบตเตอรี่เข้าไปเพื่อให้ผูใ้ ช้งานสามารถดูประสิทธิภาพ
ของแบตเตอร่ีไดด้ ว้ ย

ผจู้ ดั ทาโครงการไดท้ าการทดสอบประสิทธิภาพสกู๊ตเตอร์ และประสิทธิภาพแบตเตอรี่ดว้ ย
การใชผ้ ทู้ ดลองขบั ขี่2คนที่มีน้าหนกั ตวั 48 กก. และ 86 กก. จากการทดสอบไดผ้ ลสรุปว่า สกตู๊ เตอร์
สามารถทาความเร็วเฉล่ียไดป้ ระมาณ 30 กม./ชม. และบางช่วงของถนนสามารถทาความเร็วได้
สูงสุดถึง 38 กม./ชม. แบตเตอรี่ขนาด 48V 10Ah จากการทดสอบมอเตอร์ใชแ้ รงดนั แบตเตอรี่ขณะ
ขบั ขี่อยู่ท่ีประมาณ 43V กินกระแสท่ีประมาณ 7A เม่ือชาร์จแบตเตอรี่เต็มความจุจะสามารถใชง้ าน
ในระยะทางสูงสุดได้ที่ 40 กม. หรือประมาณ 1 ชว่ั โมง 30 นาที บนน้าหนัก 48 กก. และ 86 กก.
จากความเร็วเฉลี่ย 30 กม./ชม. และสกตู๊ เตอร์สามารถรับน้าหนกั ไดม้ ากกวา่ 100 กก.

คาสาคญั : สก๊ตู เตอร์ไฟฟ้า ,ประสิทธิภาพของสก๊ตู เตอร์ไฟฟ้า,ประสิทธิภาพของแบตเตอร่ี

ข

TITLE Electric Scooter
AUTHOR Mr.Amornthep Choedthong ID 61041303109
DEGREE Bachelor of Engineering MAJOR Electrical Engineering
ADVISORS Assistant Professor Dr.Alongorn promtee
UNIVERSITY Udon Thani Rajabhat University DATE 2022

ABSTRACT

This project to design and build an electric scooter aims to build a high performance but
low cost electric scooter and test the performance of the electric scooter and battery. This project
has a 3D shape design with SketchUp program. The structure of the electric scooter is made from
the original structure of the old bicycle and reinforced steel is added to make the structure of the
workpiece more strong. The electric motor on the rear wheel is used to drive the lithium-ion battery
as a power source for the various electrical systems within the workpiece. where the battery
information screen will be added to allow users to see the performance of the battery as well

The project developers have tested the performance. electric scooter and its battery
performance using a test rider 2 people with a body weight of 48 kg and 86 kg From the test, it was
concluded that The e-scooter has an average speed of about 30 km/h and some sections of the road
can reach a speed of up to 38 km/h. Battery size 48V 10Ah. From the motor test, the battery voltage
while driving is about 43V used. The current is approximately 7A, when fully charged the battery
can be used for a maximum distance of 40 km or approximately 1 hour 30 minutes from a weight
of 48 kg and 86 kg on an average speed of 30 km / h and the scooter. Can carry more than 100 kg.

Keywords: electric scooter , the efficiency of the electric scooter, the efficiency of the battery

ค

กติ ตกิ รรมประกาศ

การดาเนินโครงงานวจิ ยั เรื่องสิ่งประดิษฐส์ กตู๊ เตอร์ไฟฟ้าไดส้ าเร็จตามวตั ถุประสงคท์ ่ีไดก้ าหนด
ไวซ้ ่ึงได้รับความช่วยเหลือเป็ นอย่างดีจากบุคลากรหลายฝ่ าย โดยทางผูด้ าเนินโครงงานต้อง
ขอขอบคุณหัวหนา้ สาขา ดร.ยุทธศกั ด์ิ ทอดทอง อาจารยท์ ่ีปรึกษาโครงงาน รศ.ดร.อลงกรณ์ พรมที
อาจารยป์ ระจาวิชา รศ.จุไรรัตน์จินดา อรรคนิตย์ ดร.อภยั ภกั ด์ิ ประทุมทิพย์ ผศ.สมชาย สิริพฒั นา
กุล ดร.บวั วรณ์ ไชยธงรัตน์ และอาจารยว์ ชั รวิชญ์ ดาวสว่าง กรรมการสอบ ท่ีช่วยแนะนาในการ
จดั ทาโครงงานวศิ วกรรม วิธีการสร้างสกตู๊ เตอร์ไฟฟ้า การทดลอง และการสรุปผลการทดลอง

และผดู้ าเนินโครงงานขอขอบพระคุณ บิดา-มารดา เป็นอย่างสูงที่คอยให้กาลงั ใจและทุนทรัพย์
สุดทา้ ยน้ีคณะผูด้ าเนินโครงงานหวงั เป็ นอยา่ งยิ่งว่าการสร้างสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าจะถูกนาไปใช้ให้เกิด
ประโยชน์สูงสุดและเป็ นประโยชน์อย่างย่ิงสาหรับผูท้ ี่สนใจที่จะนาไปพฒั นา หรือศึกษาต่อไป
เพอื่ ท่ีจะทาการวิเคราะห์และแกไ้ ขปัญหาท่ีเกิดในการสร้างสก๊ตู เตอร์ไฟฟ้าในโอกาสตอ่ ไป

อมรเทพ เชิดทอง

สารบญั ง

เรื่อง หน้า
บทคดั ยอ่ ก
ABSTRACT ข
กิตติกรรมประกาศ ค
สารบญั ง
สารบญั รูป ฉ
สารบญั ตาราง ฌ

บทที่ 1 บทนา 1
1.1 ความสาคญั และที่มา 1
1.2 วตั ถปุ ระสงคข์ องงานวจิ ยั 1
1.3 ขอบเขตของงานวจิ ยั 2
1.4 ผลท่ีคาดวา่ จะไดร้ ับ
4
บทที่ 2 ทฤษฎีและงานวิจยั ทีเ่ กยี่ วข้อง 5
2.1 แผนภาพโครงงาน 8
2.2 ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้า 12
2.3 กล่องควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า 15
2.4 แบตเตอร่ีลิเธียมไอออน 18
2.5 คนั เร่งแบบบิด 21
2.6 ระบบเบรก 23
2.7 ไฟส่องสวา่ งหนา้ รถ 29
2.8 วงจรชาร์จแบตเตอร่ี
2.9 งานวจิ ยั ที่เกี่ยวขอ้ ง 31
32
บทที่ 3 วิธีการดาเนนิ งาน 33
3.1 ผงั การดาเนินงาน 34
3.2 วธิ ีการดาเนินงาน
3.3 แผนการปฏิบตั ิงาน
3.4 งบประมาณ

สารบัญ (ต่อ) จ

เร่ือง หน้า
3.5 การออกแบบชิ้นงาน 35
3.6 การต่อวงจรทางไฟฟ้า 39
3.7 การสร้างชิ้นงาน 40

บทท่ี 4 ผลการศึกษา 49
4.1 การทดสอบประสิทธิภาพของสกู๊ตเตอร์และแบตเตอร่ี
55
บทที่ 5 สรุปผลการศึกษาและแนวทางการพฒั นา 56
5.1 สรุปผลการศึกษา 56
5.2 อภิปรายผล 57
5.3 ขอ้ เสนอแนะ

บรรณานุกรม
ภาคผนวก
ประวัติผู้จัดทา

สารบัญรูป ฉ

รูปท่ี หน้า
2.1 บลอ็ กไดอะแกรมแสดงการทางานของสกตู๊ เตอร์ไฟฟ้า 4
2.2 ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้า 5
2.3 รูปการทางานของ Hub motor 7
2.4 รูปแบบวงจรสมมูลของลวด BLDC Motor 3 เฟส 7
2.5 โครงสร้างภายในของ Hub Motor 8
2.6 กล่องควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า 9
2.7 การออกแบบกลอ่ งควบคมุ โดยไมโครคอนโทรลเลอร์แบบมีเซนเซอร์ 10
2.8 การออกแบบกลอ่ งควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์แบบไม่มีเซนเซอร์ 10
2.9 ตวั อยา่ งวงจรกลอ่ งควบคมุ ขนาด 24 V 250 W 11
2.10 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 12
2.11 โครงสร้างภายในของแบตเตอรี่ 13
2.12 โครงสร้างข้วั ของแบตเตอรี่ 15
2.13 คนั เร่งแบบบิด 16
2.14 แผนผงั การต่อสายแบบลอ็ คความเร็ว 17
2.15 แผนผงั การต่อสายแบบเร่งความเร็ว 17
2.16 กา้ นเบรกมือ 18
2.17 การทางานของระบบคอมบายเบรก 20
2.18 ไฟหนา้ รถสกู๊ตเตอร์ 21
2.19 ระบบไฟแสงสวา่ งหนา้ รถ 22
2.20 อะแดปเตอร์ชาร์จแบตเตอร่ี 23
2.21 เฟสในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 26
2.22 แรงดนั ไฟฟ้า/ความจุ เวลา เมื่อชาร์จแบตเตอร่ี 26
2.23 วงจรชาร์จแบตเตอร่ี lithium ดว้ ย IC MCP73843 28
3.1 ผงั งานและการดาเนินงาน 31
3.2 ส่วนประกอบท้งั หมดของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า 35
3.3 ส่วนประกอบดา้ นขา้ งของสก๊ตู เตอร์ไฟฟ้า 35

ช

สารบัญรูป (ต่อ) หน้า

รูปท่ี 36
36
3.4 ส่วนประกอบดา้ นซา้ ยของสกตู๊ เตอร์ไฟฟ้า 37
3.5 ส่วนประกอบดา้ นขวาของสกูต๊ เตอร์ไฟฟ้า 37
3.6 ส่วนประกอบดา้ นหลงั ของสก๊ตู เตอร์ไฟฟ้า 38
3.7 ส่วนประกอบดา้ นบนของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า 39
3.8 ส่วนประกอบตา่ งๆ ของสกตู๊ เตอร์ไฟฟ้า 41
3.9 การตอ่ วงจรทางไฟฟ้า 41
3.10 นาเหลก็ กลอ่ งและโครงสร้างเก่าของจกั รยานมาตดั 42
3.11 เช่ือมส่วนคอของสกตู๊ เตอร์ไฟฟ้า 42
3.12 เช่ือมฐานของสกู๊ตเตอร์ 43
3.13 วดั ความกวา้ งของฐานดา้ นบนใหไ้ ดข้ นาดตามแบบ 43
3.14 วดั ความกวา้ งฐานดา้ นล่างใหม้ ีขนาดเทา่ กนั 44
3.15 เช่ือมเหลก็ เพื่อเสริมความแข็งแกร่งใหฐ้ านชิ้นงาน 44
3.16 วดั ความลึกระหวา่ งฐานดา้ นบนและดา้ นล่างเพ่ือทาเป็นท่ีเกบ็ อปุ กรณ์ต่างๆ 45
3.17 เช่ือมเหลก็ เพื่อยดึ คอกบั ฐานดา้ นล่างใหม้ ีความแขง็ แรงข้ึน 45
3.18 เชื่อมเหลก็ ฐานดา้ นหลงั เพอื่ จะใส่ลอ้ หลงั 46
3.19 เม่ือเชื่อมเหลก็ ข้นึ โครงสร้างชิ้นงานเสร็จนาโครงสร้างมาพน่ สี 46
3.20 นาลอ้ มอเตอร์มาใสชิ้นงาน 47
3.21 ส่วนทอ้ งของสกตู๊ เตอร์ทาเป็นช่องสาหรับเอาไวเ้ กบ็ แบตเตอร่ีและกลอ่ งควบคมุ 47
3.22 ภาพรวมของชิ้นงาน(มมุ ซา้ ย) 48
3.23 ภาพรวมของชิ้นงาน(มมุ ขวา) 48
3.24 การวางอุปกรณ์ภายใน 59
3.25 ชิ้นงานเสร็จสมบรู ณ์ 52
4.1 การทดสอบขบั ข่ีสกูต๊ เตอร์ 52
4.2 ผลการทดลอง 52
4.3 การทดสอบขบั ขีส่ กตู๊ เตอร์ 53
4.4 ผลการทดสอบ
4.5 การทดสอบขบั ข่สี กตู๊ เตอร์

สารบัญรูป (ต่อ) ซ

รูปท่ี หน้า
4.6 ผลการทดสอบ 53
4.7 การทดสอบขบั ขส่ี กตู๊ เตอร์ 53
4.8 ผลการทดสอบ 53
4.9 ตวั อยา่ งการวดั กระแสไฟฟ้าแบตเตอร่ี 54
4.10 ตวั อยา่ งการวดั แรงดนั ไฟฟ้าแบตเตอร่ี 54

สารบญั ตาราง ฌ

ตารางท่ี หน้า
3.1 ตารางแสดงแผนการดาเนินงาน 33
3.2 รายการอปุ กรณ์และงบประมาณ 34
4.1 ผลการทดสอบประสิทธิภาพสกู๊ตเตอร์และแบตเตอรี่ คร้ังที่ 1 49
4.2 ผลการทดสอบประสิทธิภาพสกตู๊ เตอร์และแบตเตอรี่ คร้ังท่ี 2 49
4.3 ผลการทดสอบประสิทธิภาพสกูต๊ เตอร์และแบตเตอรี่ คร้ังท่ี 3 50
4.4 ผลการทดสอบประสิทธิภาพสกตู๊ เตอร์และแบตเตอร่ี คร้ังที่ 4 50
4.5 ผลการทดสอบประสิทธิภาพสกู๊ตเตอร์และแบตเตอร่ี คร้ังที่ 5 51
4.6 ผลการทดสอบประสิทธิภาพสกตู๊ เตอร์และแบตเตอรี่ คร้ังที่ 6 51

1

บทที่ 1
บทนา

1.1 ความสาคญั และทม่ี า

หลายปี มาน้ีมีการใช้ยานพาหนะส่วนตัวเพ่ิมมากข้ึนอย่างมากในประเทศไทย ยานพาหนะ
เหล่าน้นั ส่วนใหญ่ใชพ้ ลงั งานเช้ือเพลิงจากน้ามนั เป็ นหลกั แต่ปัจจุบนั ราคาน้ามนั ที่เป็ นเช้ือเพลิง
หลกั มีราคาท่ีสูง และเนื่องจากในปัจจุบนั ได้เกิดวิกฤตทางสภาพอากาศและวิกฤตโลกร้อนข้ึนมา
อย่างรวดเร็วและสาเหตุหลกั ของวิกฤตเหล่าน้นั ส่วนหน่ึงก็คือผลจากการใชย้ านพาหนะที่ใชน้ ้ามนั
เช้ือเพลิงนัน่ เอง ปัจจุบนั ประชาชนต่างเร่ิมหันมาสนใจยานพาหนะท่ีไม่ใชพ้ ลงั งานจากน้ามนั เป็น
หลกั แต่ถา้ หากประชาชนหันมาใชจ้ กั รยานกไ็ มส่ ะดวกสบาย อีกท้งั ยงั ไม่เหมาะกบั สภาพอากาศใน
ประเทศไทยท่ีมีอากาศร้อน

สกู๊ตเตอร์เดิมทีเป็ นเพียงของเล่นสาหรับเด็กๆ ท่ีใชข้ าไถไปขา้ งหน้า แต่ไดม้ ีคนพฒั นานาเอา
มอเตอร์ไฟฟ้าเขา้ มาใส่เพื่อให้สกู๊ตเตอร์สามารถขบั เคลื่อนไปขา้ งหนา้ ไดด้ ว้ ยพลงั งานจากมอเตอร์
ไฟฟ้า และได้พัฒนาจนกลายมาเป็ นสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าในปั จจุบัน เน่ืองด้วยสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
ไม่จาเป็ นตอ้ งใชน้ ้ามนั เป็ นเช้ือเพลิงแต่ก็ยงั คงความสะดวกสบายในการใชง้ านและค่าไฟฟ้ายงั ถูก
กวา่ ราคาน้ามนั เช้ือเพลิงจึงทาใหส้ กู๊ตเตอร์ไฟฟ้าไดร้ ับความนิยมอยา่ งมากในปัจจุบนั

จากการศึกษาปัญหาดงั กล่าวผจู้ ดั ทาจึงมีแนวคิดท่ีจะออกแบบสร้างสกตู๊ เตอร์ไฟฟ้าท่ีใชต้ น้ ทนุ
ต่าแต่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับสกู๊ตเตอร์ที่มีราคาสูง และเพื่อเป็ นต้นแบบที่จะนาไปใช้ใน
การศึกษาและพฒั นายานพาหนะท่ีใชพ้ ลงั งานไฟฟ้าในอนาคตต่อไป

1.2 วัตถปุ ระสงค์ของงานวิจัย

1.2.1 เพ่อื ออกแบบและสร้างสกูต๊ เตอร์ไฟฟ้า
1.2.2 เพอ่ื ทดสอบประสิทธิภาพของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่

1.3 ขอบเขตของงานวิจัย

1.3.1 ขอบเขตเชิงทฤษฎี
1.3.1.1 โครงงานสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้ามีลกั ษณะโครงสร้างเป็นเหลก็ และอะลูมิเนียม ขนาดของ

ชิ้นงาน (กวา้ ง x ยาว x สูง)16 x 54x 113 ซม.
1.3.1.2 การขบั เคล่ือนใชล้ อ้ มอเตอร์ไฟฟ้าที่ลอ้ หลงั ขนาด 36V 250W

2

1.3.1.3 ตวั ชิ้นงานสามารถรับน้าหนกั ไดม้ ากกวา่ 100 กิโลกรัม
1.3.1.4 ชิ้นงานสามารถทาความเร็วได้ 25-35 กิโลเมตร/ชวั่ โมง
1.3.1.5 ชิ้นงานสามารถวิ่งไดท้ ี่ประมาณ 40-50 กิโลเมตร/1 รอบการชาร์จ (ข้ึนอยกู่ บั ปัจจยั
ต่างๆ)
1.3.2 ขอบเขตเชิงอปุ กรณ์
1.3.2.1 โครงจกั รยานเก่า
1.3.2.2 ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้า 8 นิ้ว ขนาดกาลงั 36V 250W
1.3.2.3 กลอ่ งควบคมุ มอเตอร์ไฟฟ้า 48V 350W
1.3.2.4 แบตเตอร่ีลิเธียมไอออน 48V 10Ah
1.3.2.5 คนั เร่งแบบบิดพร้อมช่องเสียบกุญแจสาหรับเปิ ด/ปิ ดสวิตช์
1.3.2.6 เบรกมือไฟฟ้า
1.3.2.7 ไฟส่องสวา่ งหนา้ รถ
1.3.2.8 เหลก็ และอลูมิเนียม
1.3.2.9 อะแดปเตอร์ชาร์จแบต

1.4 ผลที่คาดว่าจะได้รับ

1.4.1 สกตู๊ เตอร์ไฟฟ้าสามารถใชง้ านไดจ้ ริงในชีวิตประจาวนั
1.4.2 สามารถสร้างสกตู๊ เตอร์ไฟฟ้าท่ีใชต้ น้ ทุนต่าแต่มีประสิทธิภาพสูง
1.4.3 ผวู้ ิจยั ไดร้ ับความรู้ความเขา้ ใจในการสร้างสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
1.4.4 ผทู้ ่ีกาลงั ศึกษาเกี่ยวกบั สกตู๊ เตอร์ไฟฟ้าสามารถนาวิจยั น้ีไปศึกษาเพ่ิมเติมได้
1.4.5 เพอื่ เป็นแนวทางในการยานพาหนะที่ใชพ้ ลงั งานจากไฟฟ้า

3

บทที่ 2
ทฤษฎแี ละงานวจิ ยั ทีเ่ กยี่ วข้อง

การจดั ทาโครงงานสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า ผจู้ ดั ทาโครงงานไดร้ วบรวมแนวคิด ทฤษฎี และหลกั การ
ทางานตา่ งๆ จากเอกสาร และงานวจิ ยั ท่ีเก่ียวขอ้ ง ซ่ึงมีรายละเอียดดงั ตอ่ ไปน้ี
2.1 แผนภาพโครงงาน
2.2 ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้า
2.3 กล่องควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า
2.4 แบตเตอร่ี
2.5 คนั เร่งแบบบิด
2.6 กา้ นเบรกมือไฟฟ้าสาหรับสกตู๊ เตอร์
2.7 ไฟส่องสวา่ งหนา้ รถ
2.8 วงจรชาร์จแบตเตอรี่
2.9 งานวิจยั ท่ีเกี่ยวขอ้ ง

4

2.1 แผนภาพโครงงาน

เร่ิม

เปิ ดสวติ ชก์ ญุ แจ 1
คนั บิดเร่งความเร็ว
วงจรชาร์จแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ กลอ่ งควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้า

ตวั รถ/ชิ้นงาน

ปิ ดเครื่อง/ ไฟส่องสวา่ งหนา้ รถ
แบตเตอรี่หมด
1

NO

YES
จบ

รูปที่ 2.1 บลอ็ กไดอะแกรมแสดงการทางานสก๊ตู เตอร์ไฟฟ้า

5

การทางานของบล็อกไดอะแกรมคือจะเร่ิมทางานเมื่อเปิ ดสวิตช์กุญแจและบิดคนั เร่งแลว้ ตวั
กล่องควบคุมจะส่งคาส่ังไปยงั ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้าที่ลอ้ หลังและทาให้ตวั ชิ้นงานเคลื่อนท่ีไปตาม
ความเร็วที่เร่งหากเป็ นตอนกลางคืนเราก็สามารถเปิ ดไฟส่องสว่างหน้ารถเพ่ือความปลอดภยั ได้
ส่วนแบตเตอรี่จะทาการชาร์จผ่านวงจรชาร์จแบตเตอรี่โดยแปลงจากไฟAC มาไวท้ ่ีแบตเตอรี่ส่วน
ต่างๆ เมื่อปิ ดสวติ ชก์ ญุ แจหรือแบตเตอร่ีหมดจึงจะถือวา่ เป็นการจบการทางานของสกตู๊ เตอร์ไฟฟ้า

2.2 ล้อมอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้าเป็ นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่แปลงพลงั งานไฟฟ้าเป็ นพลงั งานกลการทางานปกติของ
มอเตอร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่เกิดจากการทางานร่วมกนั ระหวา่ งสนามแม่เหลก็ ของแมเ่ หลก็ ในตวั มอเตอร์
และสนามแม่เหล็กท่ีเกิดจากกระแสในขดลวด ทาให้เกิดแรงดูดและแรงผลกั ของสนามแม่เหล็ก
ท้ังสองในการใช้งาน ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมการขนส่งใช้มอเตอร์ฉุดลาก เป็ นต้น
นอกจากน้นั แลว้ มอเตอร์ไฟฟ้ายงั สามารถทางานไดถ้ ึงสองแบบ ไดแ้ ก่ การสร้างพลงั งานกล และ
การผลิตพลงั งานไฟฟ้า

รูปที่ 2.2 ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้า
(ที่มา: http://www.ctcscooter.com/products_details.php?id=679 )

6

ในปัจจุบนั อุปกรณ์ส่วนมากต่างติดต้งั มอเตอร์ดีซีแบบไร้แปรงถ่าน (BLDC) เพ่ือการใช้งาน
ควบคุมการเคล่ือนไหวและมีแนวโน้มเพ่ิมมากข้ึนเร่ือยๆ ไม่ว่าจะเป็ นอุปกรณ์จ่ายพลงั งานแบบ
ไร้สายและจกั รยานไฟฟ้า แต่โซลูชนั ของ BLDC ก็จาเป็ นตอ้ งใชอ้ ุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ท่ีมีความ
ซับซ้อนมากกว่าตัวเลือกมอเตอร์แบบแปรงถ่าน ซ่ึงมอเตอร์เหล่าน้ีให้ประสิทธิภาพท่ีดีในการ
ทางานไดม้ ากมาย เช่น ประสิทธิภาพที่สูงกว่ารวมถึงกระแสไฟฟ้าท่ีหนาแน่นสูงกวา่ ทาให้มอเตอร์
รุ่ นใหม่มีขนาดเล็กลงมาก น้ าหนักเบากว่า และราคาไม่แพง เมื่อต้องซ้ือหามาใช้งาน
ในขณะเดียวกนั ยงั สึกหรอและชารุดไดน้ อ้ ยกว่าดว้ ย ซ่ึงทาใหม้ ีความน่าเช่ือถือมากข้ึนและมีอายกุ าร
ใช้งานท่ียาวนานยิ่งข้ึน ท้งั ขจดั ความจาเป็ นในการซ่อมบารุงได้เป็ นอย่างดี นอกจากน้ี มอเตอร์
BLDC ยงั ทางานเงียบและมีสัญญาณการรบกวนทางไฟฟ้าที่น้อยกว่ามอเตอร์แบบใช้แปรงถ่าน
มอเตอร์ชนิดน้ียงั รู้จกั กันในนามมอเตอร์จัดแปลงกระแสไฟฟ้าโดยระบบอิเลกโตรนิก ซ่ึงเป็ น
มอเตอร์ BLDC ประเภทหน่ึงมีสเตเตอร์สามเฟสท่ีรักษาใหแ้ กนหมนุ อยา่ งต่อเนื่องดว้ ยแบบแผนการ
ควบคุมกระแสไฟฟ้าท่ีทางานประสานกบั วงจรอินเวอร์เตอร์แบบสามเฟส วงจรประเภทน้ีจะสลบั
กระแสไฟฟ้าในขดลวด สเตเตอร์อย่างต่อเนื่องเพ่ือซิงคก์ บั ตาแหน่งการหมุน ซ่ึงสามารถตรวจสอบ
ได้ด้วยอุปกรณ์เซนเซอร์ต่างๆ หรือด้วยการคานวณยอ้ นกลบั ตามหลกั แรงเคล่ือนไฟฟ้าขณะท่ี
เจาะจงฟลกั๊ ซ์ที่เกิดข้ึนใน สเตเตอร์พร้อมกบั ฟลกั๊ ซ์ของแกนหมุนจะเป็ นตวั กาหนดแรงบิดและ
ความเร็วของมอเตอร์ดงั กล่าวเม่ือทาการออกแบบการใชง้ านมอเตอร์ BLDC วิศวกรสามารถเลือก
ไดร้ ะหวา่ งการใชช้ ิ้นส่วนท่ีประกอบดว้ ยอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์แบบแยกส่วนหรือเซมิคอนดกั เตอร์
แบบในตวั ท่ีรวบรวมไดรฟ์ สาคญั ๆ มากมาย และฟังก์ชนั การใชง้ านการควบคุมเขา้ ไวด้ ว้ ยกันใน
อุปกรณ์เพียงชิ้นเดียว

ส่วนมอเตอร์ในการสร้างรถไฟฟ้าน้นั มีอยู่ดว้ ยกนั 2 แบบหลกั ๆ คือ มอเตอร์แบบมีแปรงถ่าน
(Brush DC Motor) และแบบไม่มีแปรงถ่าน (Brushless DC Motor) และในส่วนของมอเตอร์แบบ
ไม่มีแปรงถา่ นน้นั ก็จะมีแยกยอ่ ยออกมาอีกสองประเภท นนั่ ก็คือแบบดุมลอ้ (Hub Motor) และแบบ
แกนหมุน (BLDC Motor) หรือเรียกอีกช่ือว่าแบบ บสั เลสมอเตอร์ และแบบมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน
ตามลาดบั แต่ในที่น้ีจะมาเรียนรู้เกี่ยวกบั มอเตอร์แบบดุมลอ้ หรือบสั เลสมอเตอร์นนั่ เอง มอเตอร์ฮบั
เป็ นมอเตอร์ไฟฟ้าที่เปล่ียนล้อโดยไม่ต้องใช้ระบบส่งกาลงั น่ีคือความสาเร็จเพราะมอเตอร์ฮับ
ถูกสร้างข้ึนโดยตรงในฮับของลอ้ ซ่ึงเป็ นจุดท่ีล้อหมุนส่ิงน้ีข้ามความจาเป็ นในการส่งสัญญาณ
ดงั น้นั ฮบั มอเตอร์จึงมีประสิทธิภาพมากกว่าโดยเฉพาะในอตั ราความเร็วสูงเป็ นเรื่องปกติท่ีจะพบ
มอเตอร์ฮบั บนรถจกั รยานไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าเขา้ ไปในขดท้งั 3 ในช่วงแรกหรือความราบรื่นในการ
หมุนท่ีความเร็วต่า อาจจะไม่เรียบนิ่งเหมือนแบบใชเ้ ซนเซอร์นน่ั เอง ซ่ึงการออกแบบกล่องควบคุม

7

มอเตอร์แบบบสั เลทก็จะมีการนาไมโครคอนโทรลเลอร์มาออกแบบ และเขียนโปรแกรมในการ
ควบคุมกลอ่ งมอเตอร์ท้งั แบบท่ีมีเซนเซอร์และไมม่ ีเซนเซอร์

รูปท่ี 2.3 รูปการทางานของ Hub Motor
(ท่ีมา: http://www. ebikethaikit.com)
รูปแบบวงจรสมมูลขดลวดของ BLDC Motor จะมีพ้นื ฐานอยู่ 3 เฟส ถา้ ร้ือมอเตอร์ออกมาแลว้
เจอหลายขด ก็อาจจะมีเหตุผลมาจากโรงงานจดั วางตาแหน่งชุดละ 3 ขด ดงั รูปที่ 2.4 แต่จะวางเป็ น
มุมท่ีสัมพนั ธ์กันคาดว่าน่าจะมาจากเร่ืองของการกาหนดสเปค รอบ และแรงบิดถูกกาหนดด้วย
ขนาดของแม่เหลก็ ที่ใชป้ ระกอบ หากใชแ้ มเ่ หลก็ ชิ้นใหญ่ขนาดโพลก็ตอ้ งใหม้ ีหนา้ ตดั ที่ใหญ่เท่ากบั
พ้ืนท่ีหน้าตดั ของแม่เหล็กน้ันๆ จานวนโพลหรือขดลวดก็จะนอ้ ยลง ความเร็วรอบก็จะสูงข้ึนแต่
แรงบิดก็จะตกลงไปดว้ ย ส่วนบัสเลสแบบดุมลอ้ น้นั ตอ้ งใชแ้ รงบิดแต่ไม่เนน้ รอบก็จะใชแ้ ม่เหลก็ ที่
ขนาดเลก็ ลง และมีการจดั ขดลวดที่มากข้ึนเพ่ือใหไ้ ดแ้ รงบิดแต่กไ็ ดร้ อบที่นอ้ ยลงนน่ั เอง

รูปที่ 2.4 รูปแบบวงจรสมมูลของขดลวดของ BLDC Motor 3 เฟส
(ที่มา: http://www. ebikethaikit.com)

8

มอเตอร์ฮบั ใชพ้ ลงั งานไฟฟ้าจากแบตเตอร่ีแบบชาร์จไฟได้ สาหรับจกั รยานแบตเตอรี่มกั จะอยูใ่ กล้
กบั ลอ้ หลงั แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและนิกเกิลเมทลั ไฮไดรด์ เป็นแบตเตอร่ีที่สามารถชาร์จใหม่ได้
เนื่องจากแบตเตอรี่มีน้าหนักเบาแบตเตอรี่น้าหนักเบาสามารถช่วยเพิ่มช่วงซ่ึงเป็ นขอ้ พิจารณาที่
สาคญั เม่ือใช้มอเตอร์ฮบั ท่ีใชพ้ ลงั งานแบตเตอรี่น้าหนกั และสภาพอากาศของผขู้ บั ขี่จกั รยานไฟฟ้า
สามารถมีช่วงส้นั ไดถ้ ึง 7 กม. หรือยาว 70 กม. ข้ึนอยกู่ บั ปัจจยั ตา่ ง ๆ เช่นภมู ิประเทศ

รูปที่ 2.5 โครงสร้างภายในของ Hub Motor
(ที่มา: http://www. ebikethaikit.com)

2.3 กล่องควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า

อุปกรณ์ควบคุมโดยทวั่ ไปไดแ้ ก่ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือ DSP ซ่ึงเป็นอุปกรณ์ส่งคาสั่งต่างๆ
เช่น ทิศทาง ความเร็ว รวมถึงแรงบิดเพ่ือกาเนิดสญั ญาณหน่ึงหรือมากกว่าน้นั เพ่ือขบั เคล่ือนมอเตอร์
ที่โดยทวั่ ไปคือ PWM นอกจากน้ีอุปกรณ์ควบคุมอาจส่งสัญญาณตอบกลบั ในรูปของกระแสไฟฟ้า
และสัญญาณตรวจจบั ตาแหน่งเพ่ือทาใหก้ ารควบคุม การปกป้องมอเตอร์ รวมถึงการตรวจจบั ความ

9

ผิดพลาดมีความเที่ยงตรงยิ่งข้ึนไดร์เวอร์ส่วนใหญ่แลว้ ไดร์เวอร์ทาหนา้ ที่ขยายสัญญาณที่กาเนิดข้ึน
จากอปุ กรณ์ควบคมุ เพ่ือส่งต่อพลงั งานท่ีเพียงพอใหก้ บั มอเตอร์

รูปที่ 2.6 กล่องควบคมุ มอเตอร์ไฟฟ้า
(ท่ีมา: https://goodpriceth.com/product)
ชุดควบคุมมอเตอร์ดีซีแบบวงจร plus with modulation วงจรน้ีจะดีกว่าวงจรวงจรควบคุม
มอเตอร์แบบลิเนียร์ทั่วไป เพราะวงจรลักษณะน้ีจะใช้พลังงานไม่มาก ความร้อนน้อยกว่า แต่
เนื่องจากการทางานของวงจรจะเป็นลกั ษณะพลั ลค์ ลื่นส่ีเหลี่ยม ปรับ on-off ได้ เรียกวา่ Duty cycle
เช่น ถา้ Duty cycle 100% สัญญาณช่วง on จะเป็ นเส้นตรงเหมือนกับว่าเราป้อนไฟให้มอเตอร์
โดยตรงนนั่ เอง แต่หาก Duty cycle ลดเหลือ 50% สญั ญาณ on จะเป็น 1/2 ของสัญญาณท้งั หมดใน
1 คาบเวลาส่งผลให้แรงดนั ออก 50% ของแหล่งจ่าย เป็ นตน้ การทางานลกั ษณะน้ีกาลงั สูญเสียจึง
น้อยเพราะ output ไม่ตอ้ งทางานตลอดเวลา ชุดควบคุมจะมี 2 การทางานหลกั คือ การทางานของ
power และการทางานของ Drive Drive จะทาหน้าที่สร้างสัญญาณ PWM แลว้ ส่งต่อไปยงั Power
เพ่ือขบั เคลื่นมอเตอร์วงจรควบคุมมอเตอร์แบบบสั เลสก็จะมีแบ่งออกเป็ นแบบ 60 องศา และ 120
องศา ท้งั น้ีเรื่ององศาอา้ งอิงจากการจดั วาง HallSensor ท้งั 2 ตวั เมื่อวดั รูปคลื่นออกมาแลว้ เทียบ
องศาทางไฟฟ้าของแต่ละ Cycle ท้งั 3 รูปสัญญาณของ HallSensor ท้งั 3 ตวั จะมีความต่างกนั ทางมุม
เฟสของไฟฟ้า 60 และ 120 องศา จึงเป็นท่ีมาในการเรียกวา่ วงจรควบคุมหรือมอเตอร์น้นั ๆ ออกแบบ
มาก่ีองศา อีกท้งั ก็ยงั มีวงจรควบคุมที่ไม่สนใจสญั ญาณของ HallSensor เรียกวา่ วงจรควบคุม BLDC
Motor แบบ Sensorless ซ่ึงจะใช้หลกั การอ่านค่าแรงดัน Back EMF ของชุดขดลวดแต่ละขดแทน

10
การรับค่าจาก Hallsensor วงจรควบคุมแบบน้ีจึงไม่จาเป็ นตอ้ งต่อกบั HallSensor ต่อแค่สายไฟเฟส
ของมอเตอร์ 3 เส้นก็สามารถใชง้ านไดเ้ ลย แต่ก็ยงั มีขอ้ เสียอยบู่ า้ งนน่ั คือเร่ืองของการออกตวั ที่จะมี
การหมนุ กลบั ทางนิดนึงในช่วงของการปล่อยกระแสไฟฟ้าเขา้ ไปในขดท้งั 3 ในช่วงแรก หรือความ
ราบร่ืนในการหมุนที่ความเร็วต่าอาจจะไม่เรียบน่ิงเหมือนแบบใชเ้ ซนเซอร์นน่ั เอง และการทากล่อง
ควบคุมก็ไดม้ ีการนาไมโครคอนโทรลเลอร์เขา้ มาออกแบบและเขียนโปรแกรมเป็ นตวั ควบคุมท้งั
แบบที่ใชเ้ ซนเซอร์และไมใ่ ชเ้ ซนเซอร์ ดงั ในรูปที่ 2.7 และ 2.8 ต่อไปน้ี

รูปท่ี 2.7 การออกแบบกล่องควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์แบบมีเซนเซอร์
(ท่ีมา: http://www. ebikethaikit.com)

รูปท่ี 2.8 การออกแบบกลอ่ งควบคมุ โดยไมโครคอนโทรลเลอร์แบบไม่มีเซนเซอร์
(ท่ีมา: http://www. ebikethaikit.com)

11

รูปท่ี 2.9 ตวั อยา่ งวงจรกล่องควบคุมขนาด 24 V 250 W
(ที่มา: http://www. ebikethaikit.com)

12

2.4 แบตเตอรี่ลเิ ธียมไอออน

แบตเตอร่ีลิเธียมไอออน (Lithium-Ion Battery) หรือตวั ยอ่ คือ “Li-Ion” เป็นแบตเตอรี่คณุ ภาพสูง
ชนิดที่สามารถนากลับมาใช้ใหม่หรื อใช้ซ้ าได้ เร่ิ มใช้กันมาต้ังแต่ปี ค.ศ.1970 (พ.ศ. 2513)
โดยในปัจจุบันมีใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่ องใช้ไฟฟ้าท่ีต้องมีการเก็บประจุไฟมากมาย
อาทิ รถไฟฟ้า หรือแมแ้ ต่โทรศพั ท์มือถือ แท็บเล็ต คอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค แบตเตอรี่สารองเกือบ
ทกุ รุ่นและทุกยห่ี อ้ ก็ใชแ้ บตเตอรี่ชนิดน้ีเช่นกนั

รูปที่ 2.10 แบตเตอร่ีลิเธียมไอออน
(ท่ีมา: http://www. http://www.thai.ligomed.com)

แบตเตอรี่ลิเธียมมีหลกั การทางานคือ อิออนของลิเธียมจะเคล่ือนที่จากข้วั แอโนดไปยงั ข้ัว
แคโทดระหว่างการคายประจุ (discharge) ซ่ึงทาให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าและจะเคลื่อนท่ี
กลับในทางตรงข้ามเม่ือมีการประจุไฟใหม่ (charging) ด้วยหลักการดังกล่าวสามารถให้
กระแสไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมีท่ีเกิดข้นึ ในเซลลเ์ คมีไฟฟ้า

การทดลองคน้ ควา้ เกี่ยวกบั เทคโนโลยแี บตเตอรี่ลิเธียม ไดถ้ กู สนั นิษฐานวา่ เกิดข้ึนคร้ังแรกเม่ือปี
ค.ศ. 1970 และเม่ือปี ค.ศ. 1996 แบตเตอรี่ลิเธียมก็ถกู ทาใหส้ มบูรณ์แบบ ซ่ึงการทดลองน้ีไดใ้ ชเ้ วลา
ค่อนขา้ งมากเลยทีเดียวเม่ือไดแ้ บตเตอรี่ลิเธียมแลว้ แบตเตอร่ีแบบตะกว่ั และแบตเตอร่ีแบบสังกะสี-
คาร์บอนก็ไดถ้ ูกแทนท่ี แต่การทดลองก็ถูกหยุดเน่ืองจากถูกพบว่าดว้ ยธรรมชาติของธาตุลิเธียมมนั
สามารถทาให้แบตเตอรี่เกิดการจุดชนวนอตั โนมัติได้เป็ นคร้ังคราว มีการคน้ พบว่าธาตุลิเธียม
มีประจุลิเธียมมากพอที่จะทาให้เกิดการชาร์จได้ แบตเตอรี่ลิเธียมมีขนาดเล็กและน้าหนกั เบากว่า
แบตเตอร่ีแบบด้ังเดิม รวมถึงยงั มีอายุการใช้งานมากกว่าแบตเตอร่ีแบบเดิมถึง 3 เท่า สาหรับ
คุณสมบตั ิหลกั ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือการจ่ายไฟที่แรงและคงที่อยู่ตลอดเวลาแมไ้ ฟใน

13

แบตเตอร่ีใกลจ้ ะหมด แถมยงั มีระยะเวลาการชาร์จไฟจนเต็มความจุที่เร็วกว่าแบตเตอร่ีแบบอื่นๆ
และยงั ใช้ได้นานกว่าอีกด้วยเช่นกนั อายุการใช้งานของแบตเตอร่ีลิเธียมไอออนในระยะท่ีเต็ม
ประสิทธิภาพจะอยรู่ ะหวา่ ง 1-1.5 ปี ข้นึ อยกู่ บั ปริมาณการใชง้ านวา่ มากหรือนอ้ ย รวมไปถึงการดูแล
รักษา และหลงั จากน้นั กจ็ ะเส่ือมลง และถึงแมว้ า่ จะเก็บแบตเตอรี่ชนิดน้ีเอาไวเ้ ฉยๆโดยไม่ไดใ้ ชง้ าน
อะไรเลย แบตเตอร่ีก็สามารถเส่ือมประสิทธิภาพลงไดอ้ ยดู่ ี

เซลลแ์ บตเตอรี่ลิเทียม (lithium battery cell) ท่ีใชส้ าหรับอุปกรณ์พกพาหรือเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าจะ
สามารถ แบ่งออกเป็ นลกั ษณะรูปทรงท้งั แบบทรงกระบอก (cylindrical) แบบเหล่ียม (prismatic)
และแบบกระดุม (button cell) ส่วนการใชง้ านแบตเตอร่ีลิเทียมในยานยนตไ์ ฟฟ้าต่างๆ น้นั จะใชช้ ุด
แบตเตอร่ี (battery pack) แบ่งออกเป็นแบตเตอรี่ในรถยนต์ รถโดยสาร จกั รยานยนต์ และยานยนต์
ไฟฟ้าเคล่ือนที่อ่ืนๆ ด้วย ซ่ึงทาให้ขนาดของแบตเตอรี่ในกลุ่มยานยนต์ไฟฟ้ามีขนาดใหญ่กว่า
ในกล่มุ อุปกรณ์พกพาและเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้า

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีส่วนประกอบที่สาคญั คอื
- ข้วั ลบ มีองคป์ ระกอบหลกั เป็นคาร์บอนรูพรุน เคลือบบนแผน่ ทองแดง
- ข้วั บวกเป็นลิเธียมเมทลั ออกไซดเ์ คลือบบนแผน่ อลมู ิเนียม
- สารละลายอิเลก็ โทรไลต์ ประกอบดว้ ยเกลือของลิเธียม เช่น LiPF หรือ LiBF ในตวั ทาละลาย
เช่น เอทีลีนคาร์บอเนต (ethylene carbonate) ไดเอทิลคาร์บอเนต (diethyl carbonate) และไดเมทิล
คาร์บอเนต (dimathyl caybonate)
- เย่ือเลือกผ่าน (separator) ระหว่างข้วั ท้งั สองทาจากพอลิโพรพิลีน (polypropylene, PP) และ
พออิเอทิลีน (polyethylene, PE)

รูปท่ี 2.11 โครงสร้างภายในของแบตเตอรี่
(ที่มา: https://www.rkbbattery.com)

14

แบตเตอร่ีลิเธียมไอออนใชว้ สั ดุคาร์บอนเป็นข้วั ลบ และสารประกอบลิเธียมที่เป็นข้วั บวกไม่มี
โลหะลิเธียมมีอยู่เฉพาะไอออนลิเธียมเท่าน้นั น่ีคือแบตเตอร่ีลิเธียมไอออน แบตเตอร่ีลิเธียมไอออน
เป็ นคาท่ัวไปสาหรับแบตเตอรี่ท่ีมีการใช้สารผสมระหว่างลิเธียมไอออนเป็ นวสั ดุอิเล็กโทรด
บวก กระบวนการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็ นกระบวนการของการ
intercalating และ deintercalating ไอออนลิเธียมในข้นั ตอนการแทรกแซงและการปนเปของลิเธียม
ไอออนมันจะมาพร้อมกับการฝังและการหลอมของอิเล็กตรอนท่ีมีค่าเท่ากนั กับไอออนลิเธียม
ระหว่างการประจุและการปลดปล่อยลิเธียมไอออนจะถูกแทรกแซง ปลดเปล้ืองและสอดใส่ขยบั
ระหว่างข้วั บวกและข้วั ลบและเหมาะเจาะเมื่อแบตเตอร่ีถูกประจุไอออนลิเธียมจะถูกสร้างข้ึนบน
ข้วั บวกของแบตเตอร่ีและไอออนลิเธียมท่ีสร้างจะเคล่ือนท่ีไปยงั ข้วั ลบทางข้วั ลบผา่ นทางอิเลคโตร
ไลท์ คาร์บอนเป็นข้วั ลบมีโครงสร้างช้นั และมีหลาย micropores ลิเธียมไอออนถึงข้วั ลบติดลบอยู่ใน
micropores ของช้นั คาร์บอนและไอออนลิเธียมมากข้ึนจะถูกฝังอยู่ความสามารถในการชาร์จจะ
สูงข้ึนในทานองเดียวกนั เม่ือแบตเตอร่ีหมดลิเธียมไอออนท่ีฝังอยูใ่ นช้นั คาร์บอนของข้วั ลบลบออก
และยา้ ยกลบั ไปท่ีข้วั บวกบวกยง่ิ ลิเธียมไอออนกลบั มาที่ข้วั บวกโดยทว่ั ไปกระแสประจุไฟฟ้าของ
แบตเตอรี่ลิเธียมจะอยรู่ ะหวา่ ง 0.2C ถึง 1C ยง่ิ มีขนาดใหญ่เท่าไหร่กย็ ง่ิ ทาใหก้ ารชาร์จและความร้อน
ของแบตเตอรี่มีความรวดเร็วยิ่งข้ึนนอกจากน้ีการชาร์จไฟท่ีมากเกินไปความจุยงั ไม่เต็มเน่ืองจาก
ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีภายในแบตเตอร่ีตอ้ งใช้เวลาเช่นเดียวกบั การเทเบียร์ถา้ มนั เร็วเกินไปก็จะผลิต
ฟองอากาศ

สาหรับแบตเตอรี่การใชง้ านตามปกติถือเป็นกระบวนการในการคายประจุไฟฟ้าตอ้ งใส่ใจกบั
การจาหน่ายแบตเตอรี่ลิเธียม การเก็บรักษาพลงั งานไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่ลิเธียมทาได้โดยการ
เปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เปลี่ยนแปลงได้ของ electrochemistry การปล่อยสารที่มากเกินไปจะทาให้
เกิดปฏิกิริยาเคมีท่ีไม่สามารถเปล่ียนแปลงไดด้ งั น้นั แบตเตอร่ีลิเธียมส่วนใหญ่จึงกลวั ที่จะเกินราคา
เม่ือแรงดนั ไฟฟ้าตกต่ากว่า 2.7V อาจทาใหแ้ บตเตอรี่ถูกทิ้งดา้ นในของแบตเตอรี่ไดร้ ับการติดต้งั กบั
วงจรป้องกนั แรงดนั ไฟฟ้าไม่ให้ต่าพอที่จะเกิดความเสียหายแบตเตอร่ีวงจรป้องกนั จะทาการหยุด
การคายประจุ แต่อยา่ งไรก็ตามแบตเตอรี่ลิเธียมก็มีขอ้ จากดั คือเสียหายไดง้ ่ายถา้ ใชง้ านไม่ถูกวิธีจึง
จาเป็นตอ้ งมีวงจรป้องกนั ประกอบอยใู่ นแพคแบตเตอรี่เพื่อใหแ้ บตเตอร่ีทางานอยใู่ นช่วงท่ีปลอดภยั
วงจรป้องกนั จะจากดั แรงดนั สูงสุดของเซลขณะชาร์จรวมท้งั ป้องกนั ไม่ให้มีการใช้งานจนแรงดนั
ต่าลงจนเกินไป และป้องกนั การลดั วงจรแรงดนั ท่ีต่าเกินไป สูงเกินไป และกระแสไหลท่ีสูงผิดปกติ
เช่นการลดั วงจรทาให้เซลลิเธียมสูญเสียความจุหรือเสียหายเป็ นการถาวร นอกจากน้ียงั มีการวดั
อุณหภมู ิเพอ่ื ป้องกนั ไม่ใหม้ ีการใชง้ านที่อณุ หภมู ิสูงหรือต่าผดิ ปกติ

15

ขอ้ ดีของลิเธียมไอออน
- ความหนาแน่นพลงั งานสูง
- ไม่จาเป็นตอ้ งกระตนุ้ ก่อนใช้ หลงั จากเก็บเป็นเวลานาน
- มีอตั ราการคายประจุตวั เองต่า
- ไม่ตอ้ งดูแลรักษามาก
ขอ้ จากดั ของลิเธียมไอออน
- จาตอ้ งใชว้ งจรป้องกนั แรงดนั และกระแสใหอ้ ยใู่ นเขตปลอดภยั
- มีการเส่ือมอายตุ ามเวลาแมว้ า่ จะไม่มีการใชง้ าน
- อตั ราการจ่ายกระแสไม่สูงมาก ไม่เหมาะกบั งานที่ใชโ้ หลดหนกั ๆ

รูปท่ี 2.12 โครงสร้างข้วั ของแบตเตอร่ี
(ที่มา: https://www.mreport.co.th/experts/technology)

2.5 คนั เร่งแบบบิด

ชุดคนั บิดเร่งจะมีหลกั การทางานของคนั เร่งเหมือนวอลลุ่มทว่ั ๆไป คอื สามารถเร่งหรือหร่ีปรับ
แรงดนั ท่ีขาออกได้ 1-4V โดยประมาณซ่ึงโครงสร้างภายในของคนั เร่งจะไม่ใช้วอลลุ่มแบบทว่ั ไป
แต่จะใช้ Hall Sensor (เซนเซอร์สนามแม่เหล็ก) เพราะเนื่องจากมีความคงทนและมีความแม่นยา

16

สูงกว่าแบบวอลลุ่มโดย Hall Sensor จะมีลกั ษณะเหมือนกับทรานซิสเตอร์คือจะมี 3 ขา คือขา
ไฟเล้ียง 5V ขากราวดแ์ ละขาไฟออก ซ่ึงโครงสร้างภายในของคนั เร่งจะมีแม่เหลก็ ลกั ษณะทรงโคง้
ฝังอยู่ในมือบิด บางลกั ษณะจะวางแม่เหล็กเป็ น 2 ชิ้น โดยมีเซนเซอร์ว่ิงรับสนามแม่เหล็กอยู่ตรง
กลาง และเมื่อบิดคนั เร่งจะเกิดสนามแม่เหล็กเหนือและใตท้ ี่แตกต่างกนั ออกไป ทาให้ Hall Sensor
แปรผนั เป็นแรงดนั ไฟฟ้าส่งไปยงั ชุดควบคุมอีกคร้ังหน่ึง และชุดคนั เร่งบางรุ่นอาจมีลกั ษณะพิเศษ
เช่น อาจมีวงจรตรวจระดับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอร่ีติดมากับคันเร่ งด้วยหรือหากต้องการ
ประหยดั ตน้ ทุนสามารถใช้วอลลุ่มทว่ั ไปขนาด 10 กิโลโอห์ม ต่อเขา้ กบั ขาดา้ นหน่ึงกบั แรงดนั 5V
และอีกดา้ นหน่ึงต่อลงกราวด์ส่วนขากลางน้นั 12 จะเป็ นแรงดนั Output ส่งไปยงั ภาคคอนโทรลก็
สามารถใชแ้ ทนเป็นคนั เร่งไดเ้ ช่นกนั

รูปท่ี 2.13 คนั เร่งแบบบิด
(ท่ีมา: www.lazada.com)

สูตรการคานวณแรงบิดกาลงั และประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

แรงบิด(Torque) T =FxR (N.M.)

งานท่ีไดจ้ ากแรงใน 1 รอบการหมนุ = แรง x ระยะทาง (Jule)
(Jule/s)
= F x 2pr

กาลงั ที่เกิดข้นึ (PO) = F x 2pr x N/60

เมื่อความเร็วเชิงมุม = (F x r) (2pN/60) 17
ดงั น้นั กาลงั ที่เกิดข้ึน (PO) V = 2pN/60
(Jule/s)
กาลงั ไฟฟ้า (P) =TxV (Rad/s)
ประสิทธิภาพ (h) (Jule/s,
เมื่อ PO = กาลงั ดา้ น Output =VxI W)
= (PO/PI ) x100 (W)
PI = กาลงั ดา้ น Input

รูปที่ 2.14 แผนผงั การต่อสายแบบลอ็ คความเร็ว
(ท่ีมา: http://www. ebikethaikit.com)

รูปท่ี 2.15 แผนผงั การต่อสายแบบเร่งความเร็ว
(ที่มา: http://www.ebikethaikit.com)

18

2.6 ระบบเบรก

ระบบเบรกในปัจจุบนั มีระบบช่วยเหลืออยมู่ ากมาย ไม่วา่ จะเป็นระบบพ้นื ฐานอยา่ ง ABS หรือ
Anti-Lock Brake System ท่ีสามารถแปลแบบตรงตวั ไดว้ า่ ระบบป้องกนั ลอ้ ลอ็ กตาย โดยระบบเบรก
น้ีจะมีขอ้ ดีท่ีช่วยป้องกนั ไมใ่ หว้ งลอ้ น้นั มีอาการลอ็ ก โดยระบบจะมีการติดต้งั ตวั Sensor ไวว้ งในสุด
ของจานดิสกเ์ บรกเพื่อเป็นจุดช้ีวดั จานวนการหมุนที่ลดลงอย่างรวดเร็วของวงลอ้ sensor จะทาการ
ตัดกาลังของคาลิปเปอร์เบรก เพื่อให้วงล้อน้ันยงั คงหมุนต่อไป และทาให้ตัวรถน้ันไม่สูญเสีย
การควบคุม แต่ก็แลกมาดว้ ยระยะเบรกที่จะยาวกวา่ รถที่ไม่มีระบบ ABS ระบบต่อมาคือการพฒั นา
แบบลูกผสม CBS หรือ Combine Brake System ท่ีจะเป็นการนาเอาขอ้ ดีของระบบเบรกแบบดรัมป์
และดิสกม์ าผสมกนั โดยระบบเบรกน้ีจะทางานจากการแรงกดหรือบีบแป้นเบรก-กา้ นเบรกและทา
การกระจายแรงเบรกไปยงั ฝ่ังตรงขา้ มยก ตวั อย่างเช่น เราบีบเบรกลอ้ หนา้ อยา่ งรุนแรงระบบจะทา
การหา้ มลอ้ หลงั แบบอตั โนมตั ิโดยท่ีเราไม่ไดเ้ หยยี บแป้นเบรก ซ่ึงระบบน้ีจะทาใหไ้ ดร้ ะยะเบรกส้ัน
กว่าระบบ ABS แต่มีโอกาสสูงที่วงลอ้ จะเกิดอาการล็อกจากการห้ามลอ้ แบบเฉียบพลนั จนทาให้
สูญเสียการควบคุม

รูปท่ี 2.16 กา้ นเบรกมือ
(ที่มา : https://www.lazada.co.th/products/m365-pro-i1791912042.html)
หลักการทางานระบบเบรก ระบบเบรกโดยทัว่ ไปของรถมอเตอร์ไซค์น้ันจะแบ่งออกเป็ น
3 แบบดว้ ยกนั ประกอบดว้ ย 1) เบรกหนา้ (Front Brake) 2) เบรกหลงั (Rear Brake) และ 3) เบรก
ดว้ ยเคร่ืองยนต์ (Engine Brake) ซ่ึงการทางานของระบบเบรกท้งั สามน้นั มีความแตกต่างและผลจาก

19

การกระทาที่แตกต่างกนั โดยมากระบบเบรกที่สาคญั ๆ จะเป็ นเบรกหน้าและเบรกดว้ ยเครื่องยนต์
ส่วนระบบเบรกหลงั น้นั จะใชส้ าหรับการทรงตวั เสียเป็นส่วนใหญ่ยกตวั อย่างเช่น การกดเบรกหนา้
เพื่อทาการชะลอและหยดุ รถโดยมี Engine Brake เป็นตวั ช่วยฉุดเครื่องยนตใ์ หม้ ีแรงกระชากจากการ
ลดความเร็ว และทาการแตะเบรกหลงั เพ่ือใหร้ ถต้งั ตรงเป็นตน้

2.6.1 เบรกหนา้ (Front Brake)
ระบบเบรกที่สาคญั ท่ีสุดในรถมอเตอร์ไซค์ คือระบบเบรกหนา้ น้นั จะมีประสิทธิภาพใน

การชะลอความเร็วที่มากท่ีสุด สังเกตไดจ้ ากขนาดจานดิสก์ในรถมอเตอร์ไซคจ์ ะมีขนาดที่ใหญ่กวา่
ดา้ นหลงั เสมอ เพราะการควบคุมตวั รถท้งั คนั อยู่ที่ส่วนหนา้ ของตวั รถ การมีขนาดจานเบรกท่ีใหญ่
จะช่วยในการลดแรงตา้ นจากการหา้ มหรือชะลอตวั ของวงลอ้ การทางานของมนั จะเริ่มตน้ ดว้ ยการ
บีบกา้ นเบรกที่ติดต้งั ท่ีแฮนดด์ า้ นขวามือของผขู้ บั ข่ี ส่งแรงบีบไปตามสายเพอื่ ทาการฉีดน้ามนั ส่งเขา้
ไปยงั คาลิปเปอร์เพ่ือทาการบีบกบั จานเบรก โดยมีลูกสูบเป็ นตวั ย้าแรงเพ่ือให้วงลอ้ ชะลอตวั หรือ
หยดุ หมนุ

2.6.2 เบรกหลงั (Rear Brake)
ระบบเบรกหลงั น้นั จะใชใ้ นการชะลอความเร็วเป็นส่วนมากหากจะใช้ในการหยดุ รถ ก็

สามารถทาไดแ้ ต่จะมีระยะเบรกท่ียาวกวา่ การใชเ้ บรกหนา้ อีก คณุ สมบตั ิพิเศษของระบบเบรกหลงั ก็
คือการเหนียบเบรกหลงั หรือบีบเบรกหลงั ในรถสกู๊ตเตอร์น้นั จานเบรกหรือกา้ มปูเบรก จะทาหนา้ ท่ี
พยงุ ให้วงลอ้ ต้งั ตวั โดยอตั โนมตั ิ เมื่อมีการกดเบรกไม่วา่ จะแรงมากนอ้ ยเพียงใดวงลอ้ จะพยายามต้งั
ตวั ข้นึ ตามแรงท่ีผขู้ บั ขี่ส่งไป

2.6.3 เบรกดว้ ยเครื่องยนต์ (Engine Brake)
Engine Brake น้ันเป็ นการชะลอรถด้วยแรงฉุดของรอบเคร่ืองยนต์ท่ีตกลงจากรอบ

ปัจจุบนั อธิบายง่ายๆ คือการลดรอบเคร่ืองยนตล์ ง จะเกิดแรงฉุดหรือแรงตา้ นจากจานวนการหมุน
ของเคร่ืองยนตท์ ี่ต่าลง ซ่ึงการทางานของมนั ง่ายมากๆ นน่ั ก็คือการไม่บิดคนั เร่งและไม่กาคลตั ช์ตวั
เคร่ืองยนตร์ อบจะตกจากเดิมในทนั ทีจนเกิดแรงฉุดข้ึน และจะย่ิงหนกั ข้ึนหากเราปรับลดเกียร์ลง
รอบเครื่องยนตจ์ ะมีการตีกลบั และเกิดแรงกระชากทาให้ตวั รถสามารถชะลอความเร็วลงได้ แมไ้ ม่
ตอ้ งแตะเบรกแต่ในกรณีท่ีตอ้ งการหยุดตัวรถน้ันการเปิ ดใช้งานแต่ระบบ Engine Brake น้ันไม่
สามารถทาไดจ้ ะตอ้ งใชร้ ะบบเบรกหนา้ บวกกบั Engine Brake ควบคู่กนั ไป

ในขณะท่ีเรากาลงั ทาการขบั ขี่รถน้ันรถจะทาการเคล่ือนตวั อยู่และในขณะที่เราตอ้ งการเบรก
ตามหลกั การจะทาให้น้าหนักท้งั หมดของตวั รถถ่ายเทมายงั ส่วนหน้าของตวั รถเกือบท้งั หมดอยู่
เสมอ ซ่ึงนน่ั หมายความวา่ ลอ้ หนา้ รถของเราเองจะไดร้ ับน้าหนกั มากถึง 70% และสาหรับการหยุด
รถแต่ละคร้ังก็จาเป็ นตอ้ งสร้างแรงเสียดทานจานวนมากๆ อีกเช่นกนั การทางานของระบบเบรก

20

ก็คือจะมีการกดทบั บริเวณลอ้ ดว้ ยกาลงั มหาศาลทุกคร้ังท่ีจะมีการหยุดรถ การที่เราเลือกใชเ้ บรกแต่
ละคร้ังควรจะรู้เอาไวว้ ่าการเบรกแบบใดก็ตามลอ้ หลงั จะไดร้ ับแรงเสียดทานที่ต่ากวา่ ลอ้ หนา้ เสมอ
ทาให้มีแรงในการยึดเกาะถนนน้อยลงซ่ึงทาให้เกิดโอกาสของเหตุการณ์ลอ้ ล็อคได้ง่ายหรือยาง
อาจจะเหินกม็ ีโอกาสท่ีจะเกิดข้ึนไดเ้ ช่นกนั ดงั น้นั การเลือกใชเ้ บรกที่ดีจึงไมค่ วรจะใชเ้ บรกที่ลอ้ หลงั
เป็นหลกั เพราะอาจจะเกิดการล็อคข้ึนมาได้ ทาใหเ้ ราเป็ นอนั ตรายและเกิดอุบตั ิเหตุไดง้ ่ายกว่าการ
เบรกลอ้ หนา้ และท่ีสาคญั การใชเ้ บรกหนา้ จะเป็นการสร้างความกระชบั ในระยะการเบรกที่มากข้ึน
ทาให้ลดระยะการเบรกไดส้ ้ัน สาหรับวิธีการบีบเบรกน้นั ทุกคร้ังที่เรากาลงั ขบั ข่ีควรท่ีจะค่อยๆบีบ
เบรกควรจะบีบทุกนิ้วเพ่ือความกระชบั และแน่น แต่ในขณะเดียวกันก็ควรที่จะควบคุมคนั เร่งให้ดี
ด้วยเช่นกัน และควรระวงั หากสภาพถนนไม่ปกติ เช่น ถนนลื่น ก็ควรจะปรับระดับการเบรก
ท้งั เบรกหนา้ และเบรกหลงั ในอตั ราส่วนท่ีเท่าๆ กนั เพือ่ ลดอตั ราความเส่ียงนนั่ เอง และที่สาคญั ก่อน
การเบรกทุกคร้ังควรที่จะลดความเร็วและปล่อยคนั เร่ง และห้ามใชค้ ลทั ช์โดยเด็ดขาด เพราะนั่น
หมายถึงการท่ีกาลงั จะทาใหเ้ คร่ืองยนตแ์ ละระบบเกียร์ไม่มีความสมดุลซ่ึงกนั และกนั หรือบางคน
อาจจะใช้ Engine Brake เขา้ ช่วยในการเบรกก่อนที่จะใช้เบรกหน้าและหลงั ตามความเหมาะสม
เพ่ือให้รถลดความเร็วลงตามที่ตอ้ งการ แต่ท้งั น้ีท้งั น้นั ก็ข้ึนอยูก่ บั สถานการณ์ต่างๆ เฉพาะหนา้ ดว้ ย
ท้งั หมดน้ีเป็ นเพียงหลกั การทางานของระบบเบรกและการถ่ายเทน้าหนักเพื่อให้รู้ถึงหลกั การใช้
เบรกในแตล่ ะคร้ัง และเพอื่ ความปลอดภยั ในการขบั ขี่ยานพาหนะ

รูปที่ 2.17 การทางานของระบบคอมบายเบรก
(ที่มา: https://pantip.com/topic/32659476/desktop)

21

2.7 ไฟส่องสว่างหน้ารถ

ระบบไฟแสงสวา่ งทาหนา้ ที่ให้แสงสวา่ งดา้ นหนา้ รถจกั รยานยนตเ์ พื่อความปลอดภยั ในขณะที่
ขบั ขี่ยานพาหนะ หลกั การทางานไฟฟ้ากระแสสลบั เกิดจากแม่เหล็กหมุนตดั กบั ขดลวดซ่ึงพนั อยู่
รอบแกนเหล็กชุดเรียงกระแสจะแปลงกระแสไฟฟ้าสลบั (AC) ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) และ
ยอมให้กระแสคร่ึงคลื่นผ่านไดท้ างเดียว เพื่อไปประจุเขา้ ในแบตเตอร่ีและเรียงกระแสดว้ ยไดโอด
การเรียงกระไฟฟ้าออกแบบเต็มคลื่นเป็ นรูปแบบของการเรียงกระแสชนิดหน่ึงเพื่อใชก้ บั คลื่นอีก
คร่ึงหน่ึงของแรงดันกระแสไฟฟ้าสลบั (AC) ท่ีเกิดข้ึน ในการเรียงกระแสออกคร่ึงคลื่นวิธีน้ีจะ
ออกแบบให้มีไดโอด 4 ตวั ในวงจรการเรียงกระแสมี ความคงท่ีโดยไม่ตอ้ งคานึงถึงทิศทางของ
กาลงั ส่งแรงดนั ไฟฟ้าเม่ือแรงดนั ไฟฟ้า AC ท้งั หมดจากกาลงั ส่งคา่ กระแสไฟฟ้าจะมากข้นึ และขอ้ ดี
คอื การเปล่ียนแปลงกะทนั หนั ของคลื่นเพยี งเลก็ นอ้ ย

รูปท่ี 2.18 ไฟหนา้ รถสกูต๊ เตอร์
(ท่ีมา: http//www.thaiproaz.com/tag)
ชนิดของการควบคมุ ไฟแสงสวา่ ง 1) AC เรกกเู ลเตอร์ใชค้ วบคมุ กระแสไฟฟ้าเพอื่ ป้องกนั ไม่ให้
กระแสไฟฟ้าไหลเขา้ แบตเตอร่ีมากเกินไปในเวลากลางวนั เนื่องจากไม่ไดใ้ ช้ไฟหน้าและป้องกนั
หลอดไฟหน้าไฟทา้ ยขาดเร็ว รวมท้งั ป้องกนั การประจุแบตเตอรี่มากเกินไปในเวลากลางคืนการ
ทางานแบบน้ีจะควบคุมแรงเคล่ือนท่ีผลิตจากขดลวดไฟแสงสว่างและไฟชาร์จท้งั คล่ืนบวกและ
คลื่นลบ เพื่อให้แรงเคลื่อนคงท่ีอยู่เสมอโดยเรกกูเลเตอร์จะต่อเข้ากับข้ัวแบตเตอรี่โดยตรงเพ่ือ
ควบคุมสภาวะกระแสไฟชาร์จแบตเตอรี่ โดยเฉพาะการควบคุมคลื่นลบเพื่อใช้กับหลอดไฟ

22

ส่วนอุปกรณ์อ่ืนๆ จะไดร้ ับไฟจากคร่ึงคลื่นบวกท่ีใชป้ ระจุแบตเตอรี่ 2) AC/DC เรกกูเลเตอร์แบบน้ี
จะควบคุมแรงเคลื่อนที่ส่งให้หลอดไฟหนา้ และควบคมุ กระแสที่ประจุเขา้ แบตเตอร่ีโดยจะมีชุดเรียง
กระแสสลบั อย่ใู นตวั การทางาน AC เรกกูเลเตอร์จะใชเ้ พื่อควบคุมไฟกระแสสลบั คร่ึงคลื่นทางดา้ น
ลบขดลวดไฟชาร์จและไฟแสงสว่าง เพื่อไม่ให้แรงคลื่นสูงเกินไปและพยายามควบคุมให้คงที่อยู่
เสมอเพ่ือส่งไปไฟหนา้ ส่วนกระแสไฟที่ประจุแบตเตอรี่จะใชก้ ระแสคร่ึงคลื่นทางดา้ นบวกเท่าน้นั
และควบคุมกระแสไม่ให้สูงเกินไปในขณะที่ความเร็วรอบสูงขดลวดแสงสว่างและไฟชาร์จจะถูก
ติดต้ังอยู่กับท่ีและให้ล้อแม่เหล็กเป็ นตัวหมุนเพ่ือให้สนามแม่เหล็กตัดกับขดลวด ทาให้เกิด
กระแสไฟสลบั (AC) ซ่ึงระบบไฟชาร์จจะรวมกนั อยูเ่ ป็น 2 วงจร สาหรับใชไ้ ฟเม่ือขบั ขี่ท้งั กลางวนั
และกลางคืน กระแสไฟสลบั (AC) ท่ีเกิดข้ึนจะไหลผ่านชุดเรียงกระแสเพื่อแปลงให้เป็ นกระแส
ไฟตรง (DC) ก่อนท่ีจะประจุเขา้ กบั แบตเตอร่ี เมื่อแบตเตอรี่มีประจุไฟเต็มแลว้ SCR ที่อยู่ภายใน
เรกกูเลเตอร์จะเร่ิมทางานทาใหก้ ระแสไฟไหลกลบั ไปยงั ขดลวด เพ่ือป้องกนั การโอเวอร์ชาร์จของ
แบตเตอร่ี อีกท้งั จะควบคมุ แรงเคล่ือนของไฟแสงสวา่ งเพ่อื ป้องกนั หลอดไฟขาดดว้ ย

รูปท่ี 2.19 ระบบไฟส่องสวา่ งหนา้ รถ
(ที่มา: http//www. https://tzarbikeshop.com)

23

2.8 วงจรชาร์จแบตเตอร่ี

วงจรชาร์จแบตเตอร่ีหรืออะแดปเตอร์ คือเครื่องมือหรืออุปกรณ์ท่ีเชื่อมต่อกบั ส่วนท่ีมีขนาด
หรือแบบท่ีแตกต่างกนั เพ่ือให้เขา้ กนั ไดก้ บั อุปกรณ์ต่าง ๆ ซ่ึง Adaptor คือการแปลงแรงดันไฟฟ้า
แรงดนั สูงของAC ใหเ้ ป็นไฟฟ้าแรงดนั ต่าDC ผา่ นการแกไ้ ขและการแปลงแรงดนั ไฟฟ้าของอะแดป
เตอร์ ตวั อย่างเช่น อินพุต 100- 240V AC 50-60HZ เอาต์พุต 12V DC 1A นี่คือการแปลงแรงดนั สูง
100-240V เป็น 12V แรงดนั ต่าเพ่ือให้ผลิตภณั ฑอ์ ิเล็กทรอนิกส์ต่างๆสามารถทางานไดต้ ามปกติ ถา้
ใหย้ กตวั อย่างแบบเห็นภาพไดช้ ดั เจนก็คือ เป็นตวั ปรับแผงวงจรที่มีสายไฟเช่ือมต่อระหว่างเครื่อง
คอมพิวเตอร์หรือกบั อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อ่ืนๆ ซ่ึงถา้ หากไม่มีตวั Adaptor ก็จะทาให้ไม่สะดวก
ต่อการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ในชีวิตประจาวนั ของเราได้ อะแดปเตอร์น้ันเรียกได้ว่าเป็ น
แหล่งจ่ายไฟภายนอกเป็นอุปกรณ์แปลงแรงดนั ไฟฟ้าสาหรับอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์พกพาขนาดเล็ก
และเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้า

รูปท่ี 2.20 อะแดปเตอร์ชาร์จแบตเตอรี่
(ที่มา: https://www.joom.com/th/products)
แต่ท้งั น้ีท้งั น้นั การจะใชง้ านอะแดปเตอร์น้นั ไมใ่ ช่ว่าจะใชง้ านอะแดปเตอร์กบั อุปกรณ์อนั ไหน
ก็ได้ แต่จะตอ้ งมีการเลือกแรงดนั ของอะแดปเตอร์ใหส้ อดคลอ้ งกบั อุปกรณ์ที่เราจะใชอ้ ะแดปเตอร์

24

ชาร์จดว้ ย ตวั อย่างเช่นสกู๊ตเตอร์ใช้กล่องควบคุมขนาด 48V 350W และแบตเตอร่ีลิเธียมไอออน
ขนาด 48V 10Ah ผูจ้ ดั ทาโครงการเลือกใช้งานอะแดปเตอร์ขนาด 54.6V 2A หรือควรที่จะเลือก
อะแดปเตอร์ที่มีแรงดนั การชาร์จมากกวา่ แรงดนั ของ แบตเตอรี่ประมาณ 10% และผจู้ ดั ทาโครงการ
จะมาสอนการเลือกอะแดปเตอร์ดงั 6 ขอ้ ตอ่ ไปน้ี

1. ส่ิงแรกที่เราควรรู้จกั อุปกรณ์ของเราก่อนก็คือตอ้ งรู้ว่าอุปกรณ์ของเราเป็นอุปกรณ์ประเภท
ใด เช่น มือถือ หรือแทบ็ เล็ต รถจกั รยานไฟฟ้า เพื่อที่จะไดเ้ ลือกซ้ืออะแดปเตอร์ไดถ้ กู

2. mAh หรือภาษาไทยมกั เรียกวา่ มิลลิแอมป์ คือหน่วยวดั มิลลิแอมป์ ต่อชวั่ โมง ซ่ึงเป็นการวดั
ปริมาณความจุของแบตเตอร่ีเพ่ือบอกความจุของแบตเตอรี่ เช่น สกตู๊ เตอร์มีความจุแบตที่ 48V 10Ah
เป็ นตน้

3. Amps หรือ แอมป์ คือแรงดนั ของกระแสไฟฟ้าท่ีทาหนา้ ท่ีวิ่งเขา้ ไปยงั แบตเตอรี่ ซ่ึงจะมีค่า
Output หรือ Input ไฟเขา้ ไฟออก อธิบายง่ายๆ ก็คือเม่ือเอาหัวชาร์จเสียบปลกั๊ ไฟ (ไฟจะเขา้ ไปท่ีหวั
ชาร์จ) และเม่ือเอาสายชาร์จต่อเขา้ กบั อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์ (ไฟจะออกจากหวั ชาร์จ)โดยคา่ แอมป์
ก็คอื 1.0A หมายถึง มีค่าแรงดนั ไฟฟ้า 1.0 Amp ถา้ หากวา่ เราตอ้ งการท่ีจะใหอ้ ุปกรณ์ของเราชาร์จได้
เร็วข้ึนกเ็ ลือกอะแดปเตอร์ท่ีมีปริมาณแอมป์ เยอะๆ ไวก้ ่อน

4. Voltage คือค่าแรงดนั ไฟที่เขา้ ไปชาร์จประจุไฟฟ้าให้กบั แบตเตอร่ี ตอ้ งดูที่ V หรือ Voltage
ดว้ ยไมไ่ ดด้ ูแค่แอมป์ เทา่ น้นั

5. Output ค่าของการจ่ายไฟท่ีชาร์จอุปกรณ์เสริมต่างๆ ยกตวั อย่าง เช่น 48V 10A (เรียกกนั ว่า
48 โวลต์ 10 แอมป์ )

6. Input คา่ ของการชาร์จไฟเช่น 48V 10A
เคร่ืองชาร์จ Li-ion เป็ นอุปกรณ์แบบจากัดแรงดันไฟฟ้าที่มีความคลา้ ยคลึงกับการชาร์จ

แบตเตอรี่ตะกว่ั กรด ความแตกต่างของ Li-ion อยู่ท่ีมีแรงดนั ไฟฟ้าต่อเซลลท์ ี่สูง มีแรงดนั ไฟฟ้าที่
ตอ้ งควบคุมไม่ให้เกินพิกดั และไม่สามารถชาร์จแบบเติมประจุต่อเน่ือง (floating charge) ไดเ้ มื่อ
ชาร์จเต็มแลว้ ผูผ้ ลิตเซลล์ Li-ion เขม้ งวดมากในการต้งั ค่าท่ีถูกตอ้ งเน่ืองจาก Li-ion ไม่สามารถทน
ตอ่ การ Overcharge ได้

การชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion ท่ีมีส่วนผสมโคบอลต์ Li-ion ท่ีใช้วสั ดุแกน cathode ท่ีทามาจาก
โคบอลต์ นิกเกิล แมงกานีส และอลมู ินมั จะชาร์จจนแรงดนั ไฟฟ้าอยทู่ ่ี 4.2 V/cell ความคลาดเคล่ือน
+/–50mV/cell แบตเตอรี่ Li-ion ที่ใชน้ ิกเกิลบางชนิดชาร์จจนแรงดนั อยู่แค่ท่ี 4.1 V/cell แต่ Li-ion
ความจุสูงอาจชาร์จไปท่ี 4.30V/ เซลล์ และสูงกวา่ ได้ การเพม่ิ แรงดนั ไฟฟ้าจะเพมิ่ ความจุแต่การเพ่ิม
เกินที่กาหนดจะทาให้แบตเตอรี่เครียดและส่งผลต่อความปลอดภัย วงจรป้องกันท่ีติดต้ังอยู่
ในแบตเตอรี่แพ็คไม่อนุญาตให้ชาร์จจนแรงดันไฟฟ้าต่อเซลล์เกินค่าท่ีต้ังไว้ รูปท่ี 2.21 แสดง

25

ลกั ษณะของแรงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าขณะชาร์จแบตเตอรี่Li-ion โดยมีเฟสการชาร์จแบบ
กระแสไฟฟ้าคงที่ (constant current) และเฟสการชาร์จแบบแรงดนั ไฟฟ้าคงที่ (constant voltage)
การชาร์จเต็มจะถึงเม่ือกระแสไฟฟ้าลดลงเหลือระหว่าง 3 ถึง 5 เปอร์เซ็นตข์ องระดบั อตั รา Ah ของ
แบตเตอรี่อตั ราการชาร์จท่ีแนะนาของเซลลพ์ ลงั งาน (Energy cell) อยรู่ ะหวา่ ง 0.5C ถึง 1C เวลาใน
การชาร์จท้งั หมดประมาณ 2–3 ชว่ั โมง ผูผ้ ลิตเซลลเ์ หล่าน้ีแนะนาให้ชาร์จท่ี 0.8C หรือนอ้ ยกวา่ เพ่ือ
ยืดอายแุ บตเตอรี่ อย่างไรก็ตามเซลลพ์ ลงั งาน (Power cell) ส่วนใหญ่สามารถชาร์จท่ีอตั รา Crate ที่
สูงกว่า ประสิทธิภาพการชาร์จอยู่ท่ีประมาณ 99 เปอร์เซ็นต์ และอุณหภูมิเซลลจ์ ะยงั คงต่าระหวา่ ง
การชาร์จ Li-ion บางแพค็ อาจมีอุณหภูมิสูงข้ึนประมาณ 5ºC (9ºF) เมื่อชาร์จเต็ม ซ่ึงอาจเป็ นเพราะ
วงจรป้องกันหรือความตา้ นทานภายในสูงข้ึนควรเลิกใช้แบตเตอรี่น้ันหากอุณหภูมิสูงกว่า 10ºC
(18ºF) ภายใตอ้ ตั ราความเร็วในการชาร์จระดบั ปานกลาง การชาร์จเต็มจะเกิดข้ึนเม่ือแบตเตอร่ีถึง
เกณฑ์แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าลดลงเหลือ 3-5 เปอร์เซ็นต์ของอตั รา Ah ความจุที่กาหนด
แบตเตอรี่อาจจะถือว่าชาร์จเต็มแล้วหากระดับกระแสไฟฟ้าลดลงต่าสุดแลว้ มีการคงที่และไม่
สามารถลงไปไดอ้ ีก การคายประจุเองที่เพ่ิมข้ึนอาจเป็ นสาเหตุของภาวะน้ี การเพ่ิมอตั รากระแสใน
การชาร์จไม่ได้ทาให้สถานะการชาร์จเต็มเร็วข้ึนมากนักแมว้ ่าแบตเตอรี่จะถึงจุดที่แรงดนั ไฟฟ้า
สูงสุดเร็วกว่า แต่ช่วงเวลาการชาร์จให้อ่ิมตัว (saturation charge) จะใช้เวลานานข้ึนตามลาดับ
อย่างไรก็ตามการชาร์จดว้ ยกระแสไฟสูงจะทาให้แบตเตอร่ีเตม็ อยา่ งรวดเร็วถึงระดบั 70 เปอร์เซ็นต์
Li-ion ไม่จาเป็นตอ้ งชาร์จเตม็ เช่นเดียวกบั แบตเตอรี่ตะกวั่ กรดและไม่ควรทาเช่นน้ัน ในความเป็ น
จริงจะเป็นการดีกวา่ ท่ีจะไม่ชาร์จใหเ้ ต็มเนื่องจากแรงดนั ไฟฟ้าที่สูงจะทาให้แบตเตอร่ีมีความเครียด
การเลือกชาร์จดว้ ยแรงดนั ไฟฟ้าต่ากวา่ หรือยกเลิกเฟสการชาร์จให้อ่ิมตวั จะช่วยยดื อายุแบตเตอร่ีแต่
เวลาการใชง้ านของแบตเตอร่ีจะลดลง

เคร่ืองชาร์จราคาประหยดั บางรุ่นอาจใช้วิธี charge-and-run แบบง่ายซ่ึง จะชาร์จแบตเตอร่ีลิ
เธียมไอออนภายในหน่ึงชว่ั โมงหรือนอ้ ยกวา่ น้นั โดยไม่ตอ้ งชาร์จแบตเตอร่ีใหอ้ ิ่มตวั ในเฟสท่ี 2 ไฟ
Ready จะปรากฏข้ึนเมื่อแบตเตอร่ีถึงเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าในเฟสที่1 โดย State-of-charge (SoC) ณ
จุดน้ี อยู่ที่ประมาณ 85 เปอร์เซ็นต์ ซ่ึงเป็ นระดบั ท่ีอาจเพียงพอต่อการใชง้ านสาหรับผูใ้ ชส้ ่วนใหญ่
เครื่องชาร์จอตุ สาหกรรมบางรุ่นต้งั ค่าเกณฑแ์ รงดนั ไฟฟ้าสูงสุดของเชลลใ์ นการชาร์จให้ต่าลงโดยมี
จุดประสงค์เพ่ือยืดอายุแบตเตอรี่การเพ่ิมการชาร์จอ่ิมตวั ที่แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ต้งั ไวจ้ ะช่วยเพิ่ม
ความจุไดอ้ ีกประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ แต่จะเพิ่มความเครียดให้แบตเตอรี่เนื่องจากแรงดนั ไฟฟ้าสูง
เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion ในช่วงแรกแรงดนั ไฟฟ้าจะเพิ่มข้ึนอย่างรวดเร็ว ความจุของแบตเตอรี่จะ
เพิ่มข้นึ อยา่ งต่อเน่ืองและเกือบเตม็

26

รูปท่ี 2.21 เฟสในการชาร์จแบตเตอร่ีลิเธียมไอออน
(ที่มา: https://www.joom.com/th/products)

รูปที่ 2.22 แรงดนั ไฟฟ้า/ความจุ เวลา เมื่อชาร์จแบตเตอรี่
(ที่มา: https://www.joom.com/th/products)

27

การประมาณ SoC โดยการอ่านแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ขณะท่ีชาร์จน้ันไม่สามารถ
คาดการณ์ไดถ้ ูกตอ้ งนกั แต่การวดั แรงดนั ไฟฟ้าวงจรเปิ ดหลงั จากแบตเตอรี่ไดพ้ กั สองสามชวั่ โมง
เป็ นตวั บ่งช้ีท่ีดีกว่า เช่นเดียวกบั แบตเตอร่ีทุกชนิด อุณหภูมิมีผลต่อ OCV ดงั น้ันแบตเตอร่ี Li-ion
ก็เช่นกัน SoC ของสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป และอุปกรณ์อ่ืนๆ ประมาณโดยวิธี coulomb counting
ไม่สามารถทนต่อการ overcharge ได้ ดงั น้ันเมื่อชาร์จเต็มแลว้ จะตอ้ งตดั กระแสไฟออก การชาร์จ
แบบ trickle charge อย่างต่อเนื่องจะทาให้เกิดความเสียหายต่อแท่งตัวนาและเส่ียงต่อความ
ไม่ปลอดภยั เพ่ือลดความเครียดของแบตเตอรี่ Li-ion ใหช้ าร์จในเฟสท่ี 2 หลงั จากแรงดนั ไฟฟ้าแตะ
จุดสูงสุดแลว้ ให้ใช้เวลาส้ันที่สุด เมื่อการชาร์จสิ้นสุดลงแรงดนั ไฟฟ้าของแบตเตอร่ีจะเริ่มลดลง
ซ่ึงจะช่วยลดความเครียดของแบตเตอร่ี เม่ือเวลาผ่านไปแรงดนั ไฟฟ้าของวงจรเปิ ดจะอยู่ระหว่าง
3.70V ถึง 3.90V/เซลล์ แบตเตอร่ีท่ีไดร้ ับการชาร์จในเฟสของการชาร์จอิ่มตวั จะเกบ็ แรงดนั ไฟฟ้าสูง
ไดน้ านกวา่ แบตเตอรี่ท่ีไม่ไดร้ ับการชาร์จในเฟสน้ี เมื่อตอ้ งทิ้งแบตเตอร่ีลิเธียมไอออนไวใ้ นเคร่ือง
ชาร์จเพื่อความพร้อม ในการใช้งานเคร่ืองชาร์จบางรุ่นจะใช้วิธีเติมประจุด้วย topping charge
เป็ นเวลาส้ันๆ เพื่อชดเชยที่แบตเตอร่ีคายประจุเองและการใช้ไฟฟ้าของวงจรป้องกนั เคร่ืองชาร์จ
อาจเร่ิมทางานเมื่อแรงดันไฟฟ้า OCV ลดลงเหลือ 4.05V/เซลล์และหยุดทางานอีกคร้ังที่ 4.20V/
เซลล์ เคร่ืองชาร์จท่ีสร้างข้ึนเพอื่ รองรับความพร้อมในการใชง้ านหรือโหมดสแตนดบ์ ายมกั ปล่อยให้
แรงดนั แบตเตอร่ีลดลงเหลือ 4.00V/ เซลล์ และชาร์จกลบั ใหแ้ รงดนั ไฟฟ้าถึงแค่ 4.05V/เซลล์ แทนที่
จะชาร์จเต็มถึง 4.20 V /เซลล์ ซ่ึงวิธีน้ีจะช่วยลดความเครียดท่ีเกี่ยวขอ้ งกบั แรงดนั ไฟฟ้าและยืดอายุ
แบตเตอรี่

การชาร์จ Li-ion ท่ีไม่มีส่วนผสมโคบอลต์ในขณะที่ลิเธียมไอออนแบบด้ังเดิมมี nominal
voltage ที่ 3.60V แต่แบตเตอรี่ Li-phosphate (LiFePO) น้ันแตกต่างดว้ ย nominal voltage ที่ 3.20V
และชาร์จถึงแรงดนั สูงสุด 3.65V และท่ีคอ่ นขา้ งใหมค่ ือแบตเตอรี่ท่ีมีแรงดนั ไฟฟ้า nominal voltage
ที่ 2.40V และชาร์จไปท่ี 2.85V เครื่องชาร์จสาหรับ Li-ion ที่ไม่ผสมโคบอลต์เหล่าน้ีไม่สามารถใช้
งานร่วมกบั Li-ion ปกติ 3.60V ได้ ดงั น้ันตอ้ งศึกษาขอ้ มูล data sheet ของแบตเตอรี่ และต้งั ค่าการ
ชาร์จใหถ้ ูกตอ้ งแบตเตอร่ีลิเธียม 3.60V ในเครื่องชาร์จท่ีออกแบบมาสาหรับแบตเตอรี่ Li-phosphate
จะไม่ได้รับประจุที่เพียงพอแต่แบตเตอร่ี Li-phosphate ในเคร่ืองชาร์จปกติจะทาให้เกิดการ
overcharge

การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมากเกินไป (overcharging) ลิเธียมไอออนทางานไดอ้ ย่าง
ปลอดภัยภายในแรงดันไฟฟ้าที่กาหนด อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่ จะไม่เสถียรหากชาร์จด้วย
แรงดนั ไฟฟ้าท่ีสูงกว่าท่ีกาหนดการชาร์จเป็ นเวลานานท่ีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 4.30V บน Li-ion ที่
ออกแบบมาสาหรับ 4.20V/ เซลล์ จะทาให้เกิดการเคลือบโลหะลิเธียม (plate metallic lithium)

28

ท่ีข้ัวบวก ส่วนวสั ดุข้ัวลบจะกลายเป็ นตัวออกซิไดซ์สูญเสียความเสถียร และก่อให้เกิดก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ความดนั ของเซลล์จะเพิ่มข้ึน และหากการชาร์จยงั ดาเนินการต่อไป
วาลว์ ควบคุมแรงดนั (current interrupt device, CID) ที่รับผิดชอบต่อความปลอดภยั ของเซลลจ์ ะตดั
การเช่ือมต่อท่ี 1,000–1,380kPa (145–200psi) หากความดนั เพ่ิมสูงข้ึนต่อเน่ือง เยื่อหุ้มนิรภยั ของ
แบตเตอรี่ Li-ion จะเปิ ดออกท่ีประมาณ 3,450kPa (500psi) และในท่ีสุดเซลลก์ ็อาจระบายออกดว้ ย
เปลวไฟ การระบายออกดว้ ยเปลวไฟสัมพนั ธ์กบั อุณหภูมิแบตเตอร่ีที่ชาร์จเต็มจะมีอุณหภูมิของ
เปลวไฟต่ากวา่ และจะระบายออกเร็วกวา่ แบตเตอรี่ที่ชาร์จเพยี งบางส่วน แบตเตอร่ีที่ใชล้ ิเธียมปลอด
ภยั กวา่ หากมีแรงดนั ไฟฟ้าในเซลลท์ ่ีต่าและน่ีคอื เหตผุ ลวา่ ทาไมหน่วยงานดา้ นความปลอดภยั ในการ
เดินทางอากาศจึงบงั คบั ให้การจดั ส่งแบตเตอร่ี Li-ion ทางอากาศ ตอ้ งมีสถานะการชาร์จ (SOC)
ประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ แทนท่ีจะชาร์จเต็มลิเธียมไอออนไม่ใช่แบตเตอร่ีชนิดเดียวที่ก่อให้เกิด
อนั ตรายหรือเส่ียงตอ่ ความปลอดภยั หากชาร์จไฟเกิน แบตเตอร่ีท่ีใชต้ ะกว่ั และนิกเกิลเป็นที่ทราบกนั
ดีวา่ สามารถที่จะร้อนจนละลายและทาใหเ้ กิดไฟไหมไ้ ดห้ ากใชง้ านไม่ถูกตอ้ ง เคร่ืองชาร์จที่ไดร้ ับ
การออกแบบมาอย่างเหมาะสมเป็ นส่ิงสาคญั ยิ่งสาหรับระบบแบตเตอรี่ท้งั หมด และการตรวจจบั
อณุ หภมู ิเป็นส่ิงที่เชื่อถือได้

รูปท่ี 2.23 วงจรชาร์จแบตเตอร่ี lithium ion ดว้ ย IC MCP73843
(ที่มา: https://www.thaiconverter.com/webboard/viewtopic)

29

การชาร์จแบตเตอร่ีลิเธียมไอออนน้ันง่ายกว่าแบตเตอรี่ที่ใช้นิกเกิลเป็ นพ้ืนฐานลกั ษณะ
โปรไฟล์ของแรงดนั ไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าที่เป็นขีดจากดั ในการชาร์จน้ันตรงไปตรงมาง่ายกว่า
การวิเคราะห์โปรไฟล์แรงดนั ไฟฟ้าในการชาร์จแบตเตอร่ีชนิดนิกเกิล ซ่ึงโปรไฟลเ์ ปล่ียนไปตาม
อายุของแบตเตอร่ีกระบวนการชาร์จ Li-ion อาจไม่ต่อเนื่อง และ Li-ion ไม่จาเป็ นตอ้ งชาร์จช่วง
อ่ิมตวั แบบแบตเตอรี่ตะกว่ั กรด น่ีเป็ นขอ้ ไดเ้ ปรียบท่ีสาคญั สาหรับการจดั เก็บพลงั งานหมุนเวียน
เช่น แผงโซลาร์เซลลแ์ ละกงั หันลม ซ่ึงไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มไดเ้ สมอไป การไม่มีการ
ชาร์จแบบ trickle charge ช่วยลดความยุ่งยากในการชาร์จ และ equalizing charge น้ันไม่ต้องมี
สาหรับแบตเตอรี่ Li-ion แต่จาเป็นตอ้ งทาในการชาร์จแบตเตอร่ีชนิดตะกว่ั กรดเคร่ืองชาร์จ Li-ion
สาหรับผูบ้ ริโภคและอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะชาร์จแบตเตอร่ีจนเต็ม พวกเขาไม่ได้เสนอการ
ปรับแตง่ แรงดนั ไฟฟ้าสูงสุดเมื่อชาร์จท่ีสามารถปรับไดซ้ ่ึงจะยดื อายกุ ารใชง้ านของแบตเตอร่ี Li-ion
ดว้ ยการลดแรงดนั ไฟฟ้าสุดทา้ ยและยอมรับเวลาใช้งานที่ส้ันลงผูผ้ ลิตเคร่ืองชาร์จกลวั ว่าตวั เลือก
ดงั กล่าวจะทาใหเ้ ครื่องชาร์จมีความยุ่งยากในการใชง้ านแต่สาหรับยานพาหนะไฟฟ้าและดาวเทียม
นนั่ จึงหลีกเล่ียงการชาร์จเตม็ เพ่อื ใหม้ ีแบตเตอรี่มีอายกุ ารใชง้ านท่ียาวนาน

2.9 งานวจิ ัยทีเ่ กยี่ วข้อง

กิติศกั ด์ิ หมึกแดงและอดิศกั ด์ิ คามพินิจ (2553) ไดท้ าการศึกษาออกแบบและจดั สร้างจกั รยาน
ไฟฟ้าที่ขบั เคล่ือนลอ้ หน้า 2 ลอ้ ดว้ ยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถ่าน (Brushless
DC Motor) โดยใชม้ อเตอร์ขนาด 36 โวลต์ และมีกาลงั ไฟฟ้า 250 วตั ต์ จานวน 2 ตวั ซ่ึงมอเตอร์จะทา
หนา้ ที่เป็นดุมลอ้ โดยใชม้ อสเฟสเป็นอปุ กรณ์กาลงั ทาหนา้ ที่เป็นสวิทซ์ท่ีความถ่ี 10 kHz การควบคุม
มอเตอร์จะใชว้ งจรควบคุมชนิด 6 ควอแดรนท์ และเป็นการควบคมุ แบบลูปปิ ด (Closed Loop) ชนิด
Cascade Control การทางานของมอเตอร์ท้งั 2 ตวั น้นั มีการควบคุมแยกออกจากกนั ในการขบั เคลื่อน
โดยใช้การหมุนจากคนั เร่งและคาสั่งจากการเล้ียวทางกลสาหรับการขบั เคล่ือนไปขา้ งหน้าของ
รถจกั รยานไฟฟ้าใช้คนั เร่งเป็ นอุปกรณ์ควบคุมและการชะลอความเร็วของจกั รยานไฟฟ้าจะชะลอ
ดว้ ยระบบเบรกทางกลซ่ึงจะทางานร่วมกบั การตดั สัญญาณไฟฟ้าและการควบคุมทิศทางการเล้ียวใช้
คนั บงั คบั เป็นตวั ควบคุมจกั รยานไฟฟ้าที่จดั สร้างมีน้าหนกั ตวั รถรวมแบตเตอรี่เท่ากบั 80 กิโลกรัม
จากผลการทดสอบการทางานของจกั รยานไฟฟ้าที่นา้ หนกั ของผขู้ บั ขี่ที่ 80 กิโลกรัม สามารถวิ่งดว้ ย
ความเร็วสูงสุด 32 กิโลเมตร/ชว่ั โมงและสามารถไตร่ ะดบั ไดท้ ี่ความชนั 20,27 และ 32 องศา 15 Ra

เดชนะ ทีฆายุพรรค,ณัฐพล ม่วงบาง, ปิ ยพงษ์ สุขรักษ์, ปรากฤต เหลี่ยงประดิษฐ์ (2549) การ
ปรับปรุงระบบส่งจ่ายกาลงั ของรถจกั รยานยนตข์ องมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงในการขบั เคลื่อนรถ
ให้สามารถว่ิงไดท้ ่ีความเร็ว 40 กิโลเมตรต่อชว่ั โมงใชม้ อเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดแม่เหลก็ ถาวร

30

ขนาดกาลงั ไฟฟ้า 500 วตั ต์ แรงดนั ไฟฟ้า 24 โวลท์ ควบคุมความเร็วมอเตอร์โดยใชว้ งจรชอปเปอร์
และมีการติดต้งั ชุดชาร์จประจุแบตเตอร่ีไวก้ บั ตวั รถเพอ่ื ความสะดวกในการใชง้ าน

นครินทร์ แจ่มนิล, สมบูรณ์ เอี่ยมอากาศ,ดารงศ์ ผ่องศรี , นิมิต บุญภิรมย์ (2551) นาเสนอ
รถจักรยานยนต์ไฟฟ้าขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงได้ทาการออกแบบและสร้าง
รถจักรยานยนต์ไฟฟ้าท่ีสามารถปรับความเร็วได้โดยใช้ดีซีมอเตอร์ ขนาด 36 โวลท์ เป็ นตัว
ขบั เคล่ือน โดยติดต้งั มอเตอร์ไวท้ ่ีลอ้ หลงั และใชโ้ ซ่เป็นตวั ส่งกาลงั จากเฟื องหน้าซ่ึงติดกบั มอเตอร์
สามารถวง่ิ ดว้ ยความเร็วประมาณ 40 กิโลเมตรต่อชวั่ โมง

ประภาส แกว้ พิทกั ษแ์ ละไตรรัตน์ กฤษณะโลม (2551) ไดท้ าการศึกษาวิจยั เก่ียวกบั การทางาน
และการควบคมุ เคร่ืองจกั รกลไฟฟ้ากระแสตรงเนื่องจากเครื่องจกั รกลไฟฟ้าดงั กล่าวสามารถทางาน
ไดท้ ้งั เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงและทางานเป็นเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้าในเครื่องเดียวกนั

31

บทที่ 3
วธิ ีการดาเนินงาน

ในการจัดทาโครงงานการสร้างสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า ผูจ้ ดั ทาโครงงานมีวิธีการดาเนินโครงงาน
แบ่งออกเป็น 2 ส่วน ดงั น้ี คน้ ควา้ คึกษาหาขอ้ มูลทางอปุ กรณ์ และคน้ ควา้ ศึกษาหาขอ้ มูลทางเอกสาร
ตามข้นั ตอนดงั ต่อไปน้ี

3.1 ผงั การดาเนินงาน

เร่ิม

คน้ ควา้ ศึกษาหาขอ้ มลู คน้ ควา้ ศึกษาหาขอ้ มลู
ทางอุปกรณ์ ทางเอกสาร

จดั หาวสั ดุ พิมพ์

การทางาน ปรังปรุงแกไ้ ข ปรังปรุงแกไ้ ข

ผา่ น ไม่ผา่ น ไมผ่ า่ น

รูปแบบการใชง้ าน นาเสนอ

ผา่ น

พมิ พต์ น้ ฉบบั

จบการสร้างงานวิจยั

รูปที่ 3.1 ผงั งานและการดาเนินงาน

32

3.2 วิธีการดาเนินงาน

การดาเนินงานในการทางานเรื่องสก๊ตู เตอร์ไฟฟ้าซ่ึงแบ่งการทางานเป็น 2 ส่วนดงั น้ี
3.2.1 จดั ทาเอกสาร

3.2.1.1 ศึกษาคน้ ควา้ เกี่ยวกบั งานวจิ ยั ศึกษาและเก็บขอ้ มูลเกี่ยวกบั งานวิจยั
3.2.1.2 เสนองานวิจยั ท่ีคน้ ควา้ ต่ออาจารยท์ ี่ปรึกษานาเสนอเร่ืองการวิจยั เป็นการนาเสนอ
ชื่องานวิจยั ตอ่ อาจารยป์ ระจาวชิ า
3.2.1.3 จดั การทาเอกสารการวจิ ยั ตามที่ไดศ้ ึกษา
3.2.1.4 ปรับปรุงและแกไ้ ขเน้ือหางานวิจยั และนาเสนองานวิจยั ต่อคณะกรรมการเพ่ือ
พิจารณางานวิจยั การทดลอง และชิ้นงาน
3.2.1.5 สรุปผลการท้งั หมดและจดั ทารูปเล่มรายงานผลงานวจิ ยั
3.2.1.6 นาเสนองานวิจยั ท่ีสมบูรณ์ เป็ นการนาเสนอผลงานวิจยั ต่อคณะกรรมการเพื่อ
พิจารณางานวิจยั การทดลองและชิ้นงาน
3.2.2 การจดั การชิ้นงาน
3.2.2.1 ศึกษาการทางานของอุปกรณ์ที่นามาใชใ้ นการทดลองงานวจิ ยั
3.2.2.2 ออกแบบโครงสร้างตวั ชิ้นงาน
3.2.2.3 จดั สร้างและจดั หาอุปกรณ์ ลงมือประกอบโครงสร้าง
3.2.2.4 ทดสอบการทางานของอปุ กรณ์ท่ีจดั หามาวา่ ใชง้ านไดด้ ีหรือไม่
3.2.2.5 ประกอบโครงสร้างสกูต๊ เตอร์ไฟฟ้า
3.2.2.6 ทดลองงานวิจยั ท่ีสาเร็จแลว้ ทดลองประสิทธิภาพการทางานของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
พจิ ารณาตามเง่ือนไขในงานวิจยั

33

3.3 แผนการปฏิบัตงิ าน

ตารางท่ี 3.1 ตารางแสดงแผนการดาเนินงาน ระยะเวลาการดาเนนิ งาน เม.ย.-มิ.ย. 65
ต.ค.-ธ.ค. 64 ม.ค.-มี.ค. 64
ลาดบั การดาเนินการ ก.ค.-ก.ย. 64

1 ศึกษาหาหวั ขอ้
งานวจิ ยั ที่จะทา

2 ศึกษาคน้ ควา้
ทฤษฎีของงานวิจยั
ที่จะทา

3 ออกแบบ
โครงสร้าง

4 จดั หาอปุ กรณ์
5 สร้างชิ้นงานที่

ออกแบบไว้
6 ทดสอบการทางาน

และแกไ้ ข
7 จดั รูปเล่มเอกสาร
8 เตรียมตวั นาเสนอ

งานวิจยั

หมายเหตุ การปฏิบตั ิงานท่ีวางไว้
การปฏิบตั ิงานจริง

34

3.4 งบประมาณ

ตารางที่ 3.2 รายการอุปกรณ์และงบประมาณ จานวน หน่วย ราคา
ลาดบั อุปกรณ์ 1 เส้น 250
1 เหลก็ 1 ลอ้ 1,100
1 ลอ้ 800
2 ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้า ขนาด 8 นิ้ว 1 กลอ่ ง 500
3 ลอ้ สกู๊ตเตอร์แบบลอ้ ยาง ขนาด 8 นิ้ว
4 กล่องควบคมุ มอเตอร์ไฟฟ้า 48V 2 อนั 150
1 กอ้ น 3,350
350W 2 กา้ น 200
5 คนั บิดแบบเร่งพร้อมสวิตชก์ ุญแจ 1 ตวั 350

6 แบตเตอร่ีลิเธียมไอออน 48V 10Ah 1 ดวง 150
1 เสน้ 90
7 กา้ นเบรกมือไฟฟ้า 1 อนั 140
7,080
8 อะแดปเตอร์ชาร์จแบตเตอร่ี 54.6V
2A

9 ไฟหนา้ แบบLED

10 สายเบรก
11 เครื่องวดั แบตเตอรี่

รวม

งบประมาณการจดั สร้างสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าคิดเป็นเงินท้งั หมดจานวน 7,080 บาท

35

3.5 การออกแบบชิน้ งาน

รูปภาพแสดงส่วนต่าง ๆ ของชิ้นงานที่ออกแบบโดยโปรแกรม Sketchup 2019 อธิบายหนา้ ท่ี
ของส่วนตา่ ง ๆ ในรูปที่ 3.2 – 3.8

รูปที่ 3.2 ส่วนประกอบท้งั หมดของสกตู๊ เตอร์ไฟฟ้า

รูปที่ 3.3 ส่วนประกอบดา้ นขา้ งของสก๊ตู เตอร์ไฟฟ้า

36
รูปท่ี 3.4 ส่วนประกอบดา้ นซา้ ยของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
รูปท่ี 3.5 ส่วนประกอบดา้ นขวาของสก๊ตู เตอร์ไฟฟ้า

37
รูปท่ี 3.6 ส่วนประกอบดา้ นหลงั ของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
รูปท่ี 3.7 ส่วนประกอบดา้ นบนของสกูต๊ เตอร์ไฟฟ้า

38

กา้ นเบรก คนั เร่ง/สวิตชก์ ุญแจ

ไฟหนา้
LED

ฝาครอบช่องเก็บ
อุปกรณ์/ที่รองยนื

แบตเตอร่ีลิเธียม

กล่องควบคมุ ลอ้ มอเตอร์ไฟฟ้า
มอเตอร์ไฟฟ้า

รูปที่ 3.8 ส่วนประกอบตา่ งๆ ของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า