สรุปกระทู้ ทำไมรถ EV ของ MG ขึ้นเขาแล้วมอเตอร์ร้อน... ท่านไดมีความรู้ทางวิศวกรรม หรือ วิทยาศาสตร์ ช่วยไขปัญหานี้ด้วยครับ

จากกระทู้ต้นทาง https://ppantip.com/topic/43108083 ขอขอบคุณอย่างสูงกับข้อมูลทุกๆท่านที่มีความตั่งใจช่วยตอบปัญหา
ผมได้ข้อมูลและเห็นปัญหาที่คาดว่าน่าจะใช่แต่ก็ไม่มีคำตอบที่เฉพาะเจาะจงเพื่อที่จะใช้ในการตัดสินใจซื้อรถไฟฟ้าที่มีการขับผ่านพื้นที่สูงหรือใช้งานหนัก ผมจึงทำการสรุปและขอความร่วมมือทุกๆท่านช่วยตอบปัญหาเพื่อสามารถนำไปประกอบการตัดสินใจในการซื้อรถไฟฟ้า

การสรุปดังต่อไปนี้อาจจะผิด หรือ ถูกผมเองก็ไม่แน่ใจ อยากให้ผู้รู้ช่วยตอบ หรือคำถามไม่เกี่ยวข้องก็จะแก้ใขอีกที

1 มอเตอรถยนต์ไฟฟ้ามีกำลังทำงานสเปกเป็น กิโลวัต และ แรงบิต หน่วยเป็น นิวตันเมตร ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็น แรงม้า แต่ในสมการของแรงบิตมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นดังนี้ ดังตัวอย่าง Neta V มอเตอร์ขนาด 70kw แรงบิด 150Nm แรงม้า 95HP จากวิดีโอนี้ https://www.youtube.com/watch?v=P_ZXGRHN1hQ
โดยผมเจอสมการที่เกี่ยวข้อง 
สมการใช้แปลงแปลงkW เป็น Nm โดย T = (60 / 2 x Pi) (P x 1000 / N)  
                 T – แรงบิดที่กำหนดเป็นนิวตันเมตร 
                 P – กำลังมอเตอร์ที่กำหนดเป็นกิโลวัตต์ 
                 N – ความเร็วที่กำหนดของมอเตอร์โดยทั่วไปวัดเป็นรอบต่อนาที
                 อ้างอิงจาก https://forumelectrical.com/motor-torque-calculator/
                 แทนค่า T = (60/3.14159) x (95 x 1000/4444) = 149  โดยการความเร็วรอบที่ 4444รอบต่อนาทีให้ได้ตามสเปก
โดยคำถามที่ 1 คือสมการนี้ใช้ได้หรือไม่?

2 ถ้ามอเตอร์มีเกียร์ทดสำหรับเพิ่มแรงก็จะทำให้แรงขึ้นโดยลดรอบสูงสุดเช่น เกียร์ อัตราทด 0.5 มอเตอร์หมุนสองรอบ ล้อหมุน 1 รอบ จะได้แรงบิดเพิ่มขึ้นและแสดงเป็นแรงบิดของรถใช่หรือไม่?
คำตอบ ใช่ ขอบคุณความคิดเห็นที่ 7 คุณ สมาชิกหมายเลข 4650704
เกียร์ทด สามารถเพิ่ม Torque ได้
แต่เกียร์ทด ไม่สามารถเพิ่ม  HP

3 จากสมการที่ 2 ถ้าถูกต้องจะแสดงให้เห็นว่าถ้ามอเตอร์รอบลดลงจากการจ่ายกำลังไฟเท่าเดิมก็จะได้แรงบิดเพิ่มขึ้นเช่น แทนรอบที่ 2000 จากสมการจะได้แรงบิดเป็น 334 Nm แทนรอบที่ 2000 จะได้ 669 Nm ยิ่งรอบน้อยยิงแรงใช่หรือไม่?
คำตอบ ไม่ใช่ ขอบคุณความคิดเห็นที่ 7 คุณ srich  
จากสมการแรงบิด T = (60 / 2 x Pi) (P x 1000 / N)  แสดงว่า T จะเป็นค่าคงที่ตามสเปกของมอเตอร์ใ
โดยตัวอย่าง T = 150Nm จะเป็น
150Nm = (60 / (2 x Pi)) x (70kw x 1000 / N)
ย้ายฝั่ง  N = (60 / (2 x Pi)) x (70 x 1000 / 150)
           N = 4400 rpm
แสดงว่าตามสเปก มอเตอร์วิ่งที่ 4400 rpm มีแรงบิด 150Nm
ถ้ามอเตอร์มีประสิทธิภาพ 80 %   จะได้ 3520 rpm และ 20% แปลงเป็นความร้อน มีแรงบิด 150Nm
มีโหลดเพิ่มขึ้นทำให้มอเตอร์มีประสิทธิภาพเหลือ 50 %   จะได้ 2200 rpm และ 50% แปลงเป็นความร้อน มีแรงบิด 150Nm เท่าเดิมใช่ใหมครับ
มอเตอร์ได้รับไฟ 70kw แปลงเป็น 2200 รอบใช้ไฟ 50%  = 35kw แปลงเป็นความร้อน 50% 35kw
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจากประสิทธิภาพของมอเตอร์ 
สมการใช้แปลงแปลงkW เป็นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น  ΔT=(P∗t)/(m∗c) 
                 ΔT คือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น (°C)
                 P คือกำลังไฟฟ้าเป็นวัตต์ (W) 35kW
                 t คือเวลาเป็นวินาที (s)
                 m คือมวลเป็นกิโลกรัม (กก.) น้ำหนักมอเตอร์ 70KG สเปกมอเตอร์70kw ที่ขายใน Aliexpress
                 c คือความจุความร้อนจำเพาะ (J/kg°C) ถ้าเป็นเหล็ก   = 420 J/kg°C
                อ้างอิงจาก https://calculator.academy/watts-to-temperature-calculator/

4 จากกระทู้ก่อน ความร้อนจะเกิดขึ้นจากการแปลงพลังงานไฟฟ้าไปเป็นการหมุนของมอเตอร์ ซึ่งจากที่หาข้อมูลมาประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของมอเตอร์เป็นพลังงานกลคือประมาณ 60% ถึง 80% ส่วนที่เหลือแปลงเป็นความร้อน ซึ่งประสิทธิภาพการแปลงพลังนอกจากตัวมอเตอร์เองยังรวมถึงพาระที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์ เช่นแรงต้านจากการแบกน้ำหนัก หรือขึ้นเขาของรถไฟฟ้า ใช่หรือไม่?
คำตอบ  ใช่ ถ้าอิงจากการคำนวนที่ 3
โดยลองคำนวนการเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อน ΔT=(P∗t)/(m∗c)
                  ค่าคงที่ 
                  c โลหะเหล็ก ค่า ความจุความร้อนจำเพาะ = 420 J/kg°C
                  t คือเวลาเป็นวินาที (s) ให้เป็น 1 วินาที เพื่อนำไปคำนวนต่อได้ง่าย
                  m คือมวล น้ำหนักมอเตอร์ 70KG ที่สเปกมอเตอร์70kw
                  ค่าที่เกิดขึ้นจากโหลด
                  ตัวอย่าง 1
                  P คือกำลังไฟฟ้าที่แปลงเป็นความร้อน  จากอัตรา (ประสิทธิภาพมอเตอร์ 80% -100%) 20% ของ 70000W = 14000W
                  ผลการคำนวน มอเตอร์จะมีความร้อนเพิ่มขึ้น 0.47619047619047616 °C ต่อวินาที
                  ตัวอย่าง 2
                  P จากประสิทธิภาพมอเตอร์มีโหลด (50% -100%) 50% ของ 70000W = 35000W
                  ผลการคำนวน มอเตอร์จะมีความร้อนเพิ่มขึ้น 1.1904761904761905 °C ต่อวินาที
                  ตัวอย่าง 3
                  P จากประสิทธิภาพมอเตอร์มีโหลด (90% -100%) 10% ของ 70000W = 63000W
                  ผลการคำนวน มอเตอร์จะมีความร้อนเพิ่มขึ้น 2.142857142857143 °C ต่อวินาที
                  ตัวอย่าง 4
                  P จากประสิทธิภาพมอเตอร์มีโหลด (90% -100%) 10% ของ 70000W = 63000W
                  ผลการคำนวน มอเตอร์จะมีความร้อนเพิ่มขึ้น 2.357142857142857 °C ต่อวินาที
                 
                  ตัวอย่าง 5 ทดสอบสมการโดยการคำนวนกระทะไฟฟ้า
                  c โลหะเหล็ก ค่า ความจุความร้อนจำเพาะ = 420 J/kg°C
                  t คือเวลาเป็นวินาที (s) ให้เป็น 1 วินาที เพื่อนำไปคำนวนต่อได้ง่าย
                  m คือมวล น้ำหนักแผ่นเหล็กไต้กระทะน่าจะประมาณ 1KG 
                  P  ค่ากำลังไฟ 2000w
                  ผลการคำนวน กระทะจะมีความร้อนเพิ่มขึ้น 4.761904761904762 °C ต่อวินาที 21 วินาทีได้ 100°C 
                 
                  ตัวอย่าง 6 คือมวลมีผลต่อความร้อนที่เพิ่มขึ้นเร็ว ถ้าคิดถึงการตัดตัวแกนออกแล้วน้ำหนักลดลงครึ่งนึ่ง เหลือ 35kg 
                  P จากประสิทธิภาพมอเตอร์มีโหลดจนไม่หมุน (100% -100%) 0% ของ 70000W = 70000W
                  m   = 35kg
                  ผลการคำนวน มอเตอร์จะมีความร้อนเพิ่มขึ้น 4.761904761904762 °C ต่อวินาที

                   

5 จากข้อที่ 4 ถ้าเป็นจริงจะมีสมการที่สามารถคำนวณหาประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของมอเตอร์จากการโหลดน้ำหนักบรรทุก หรือ การขึ้นเขาหรือไม่ ?

6 จากข้อที่ 4 และ 5 ถ้าเราสามารถระบายความร้อนที่เกิดจากประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของมอเตอร์ที่ลดลงได้ก็จะทำให้สามารถเพิ่มแรงบิดของมอเตอร์ใช่หรือไม่?
คำตอบ  ไม่ ถ้าอิงจากคำตอบที่ 2

7 จากข้อ 6 เป็นเหตผลให้รถแต่ละยี่ห้อเลยมีความสามารถที่บรรทุกต่างกันเกิดจากระบบระบายความร้อนที่มีความสามารถต่างกัน แล้วเราจะรู้ ได้ยังไงว่าแต่ละรุ่นมีความสามารถระบายความร้อนแค่ใหนมีสเปกอย่างไร

8 จากข้อ 7 เราสามารถแปลงเอาระบายความร้อนเป็นค่า ค่าหนึ่งแล้วนำมาคำนวนเป็นแรงบิดสุดสูดที่ตัวรถสามารถทำงานได้โดยไม่เกิดความร้อนสะสมได้หรือไม่?

จากคำถามทั้งหมดจะเปลี่ยนแปลงตามคำตอบที่ผู้รู้เข้ามาตอบครับ
แก้ไขข้อความเมื่อ

แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่