كان الانتقال من السيارات التي تعمل بالبنزين إلى السيارات الكهربائية سيحدث دائمًا ، وقد مهدت التكنولوجيا الطريق لابتكارات تغير قواعد اللعبة. يفتح هذا الانتقال فرصًا جديدة للشركات ، مثل زيادة الطلب على معدات الشحن السريع.
ومع ذلك ، تختلف شواحن السيارات الكهربائية اختلافًا كبيرًا من حيث بعض المتغيرات. اكتشف ما هم والمزيد عنه شحن EVوكذلك الشحن السريع وكيف يعمل عن طريق القراءة.
جدول المحتويات
سوق الشحن السريع للسيارات الكهربائية العالمية
المستويات المختلفة لشحن المركبات الكهربائية
كيف يعمل الشحن السريع DC؟
مستقبل السيارات الكهربائية
سوق الشحن السريع للسيارات الكهربائية العالمية
بلغت قيمة سوق معدات الشحن السريع الكهربائية 3,240.7 مليون دولار أمريكي في عام 2021 ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) 21.7% لتصل إلى 18,909.8 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2030. ستؤدي الحاجة المتزايدة للنقل عديم الانبعاثات إلى دفع مبيعات السيارات الكهربائية خلال فترة التوقعات.
استحوذ الشحن العام على أكبر حصة في السوق ومن المتوقع أن يتوسع بمعدل نمو سنوي مركب قدره 22%. كان الدافع وراء هذا النمو هو الانتشار الواسع لشواحن السيارات الكهربائية في الأماكن العامة لتعزيز اعتماد المركبات الكهربائية.
علاوة على ذلك ، فإن العديد من البلدان ، بما في ذلك الولايات المتحدة والصين وألمانيا ، تستثمر بكثافة في البحث والتطوير لزيادة الكفاءة شحن مرافق. على سبيل المثال ، في عام 2021 ، أعلنت جنرال موتورز عن خطط لاستثمار أكثر من 30 مليار دولار أمريكي في السيارات الكهربائية ، بينما توقعت شركة فورد زيادة إنتاج السيارات الكهربائية إلى 600,000 وحدة سنويًا.
ما هو الشحن السريع DC؟
نظرًا لأن المستهلكين يفكرون في مزايا وعيوب السيارات الكهربائية (EVs) ، يلعب الشحن دورًا مهمًا في قرار الشراء. أحد الأسئلة الأكثر شيوعًا من مشتري السيارات هو المدة التي يستغرقها شحن سيارة كهربائية وكيف ستؤثر على روتينهم اليومي. حاليًا ، تتوفر ثلاث سرعات شحن للسيارات الكهربائية: المستوى 1 والمستوى 2 والمستوى 3 ، المعروف أيضًا باسم سريع DC الشحن (DCFC).
DCFC هو الأسرع من بين المستويات الثلاثة وهو مثالي للسفر لمسافات طويلة مع توقفات إعادة شحن قصيرة. العاصمة شاحن يوفر جهدًا عاليًا للسيارة ويمكن شحن البطارية حتى 80٪ في حوالي 40 دقيقة. إنه رائع لإطالة عمر بطارية السيارة لأن الخبراء يوصون بشحن البطاريات بسعة 80٪.
المستويات المختلفة لشحن المركبات الكهربائية
تعكس مستويات الشحن الثلاثة مدى سرعة تجديد الشاحن للبطارية.
شحن المستوى 1
معدات الشحن من المستوى الأول هي الأبطأ حاليًا ويتم توصيلها مباشرة بمأخذ تيار متردد قياسي بجهد 1 فولت. يتراوح متوسط إمداد الطاقة من 120 كيلوواط إلى 1 كيلو واط ، مما يضيف أربعة إلى ستة أميال من نطاق القيادة في الساعة. يمكن أن تضيف الشحنة الليلية 2.4-50 ميلاً من التغطية ، ويمكن أن يستغرق الأمر ما يقرب من يومين لشحن EV بمدى 60 ميلاً بالكامل.
أجهزة الشحن من المستوى 1 غير مريحة ، خاصة إذا كان المستخدم ينوي استخدام السيارة يوميًا. لن يتوفر الشحن من المستوى 1 في بعض أجزاء كندا وأوروبا حيث تتجاوز الفولتية المنزلية القياسية 230.
شحن المستوى 2
أجهزة الشحن من المستوى 2 هي النوع الأكثر شيوعًا من شاحن EV ويمكن العثور عليها في أماكن العمل والمنازل والأماكن العامة الأخرى. إنها خطوة للأعلى من مستوى الشحن الأول وتستخدم منفذًا بقوة 1 فولت إلى 208 فولتًا لإنتاج طاقة تتراوح من 240 كيلو واط إلى 4 كيلو واط. هذا الناتج يعادل نطاق قيادة من 18 إلى 12 ميلاً في الساعة.
بأسرع معدل ، سوف يستغرق الأمر أقل من خمس ساعات لشحن EV بمدى 250 ميلًا بالكامل. بأقل معدل ، سيستغرق الأمر حوالي 21 ساعة. تُعد رسوم المستوى 2 من أكثر أجهزة شحن المركبات الكهربائية شيوعًا في أماكن العمل والمنازل والأماكن العامة الأخرى. ومع ذلك ، نظرًا لأن بطاريات EV يمكنها التعامل مع تيار التيار المستمر فقط ، يجب تحويل طاقة التيار المتردد إلى تيار مستمر ، مما يجعل الشحن في المستوى 1 و 2 يستغرق وقتًا طويلاً.
مستوى 3 شحن سريع للتيار المباشر
يُعد المستوى 3 DC حاليًا أسرع وأقوى معدات شحن المركبات الكهربائية. وهي مصممة لتوصيل الطاقة بشكل أسرع من أجهزة الشحن من المستوى 2 ، مع خرج يتراوح من 15 كيلو واط إلى أكثر من 350 كيلو واط.
يتيح ذلك للمستخدمين شحن EV في 15 إلى 60 دقيقة ، اعتمادًا على سعة فولطية السيارة. على عكس المستوى 1 والمستوى 2 ، تستخدم أجهزة الشحن السريع DC اتصالات ثلاثية الطور من الدرجة التجارية لتوصيل الطاقة مباشرة إلى بطارية EV.
كيف يعمل الشحن السريع DC؟
في الوقت الحاضر ، تتوفر أربعة أنواع من الشحن السريع للتيار المستمر: نظام الشحن المشترك (CCS) و GB / T و Tesla Supercharger و CHAdeMO (CHArge de MOve). يحتوي كل منها على موصل منفذ شحن فريد. CCS هو النوع الأكثر شيوعًا ، بينما يمكن شحن محطات الشحن DC عبر موصلات CHAdeMO أو CCS.
تعمل شواحن Tesla Superchargers فقط مع سيارات Tesla ، ولكن يمكن لهذه السيارات أيضًا استخدام شواحن CHAdeMO أو CSS السريعة مع محول. موصلات GB / T مخصصة بشكل أساسي للسوق الصيني.
تختلف كمية الطاقة التي يمكن لبطارية EV ، والتي يتم قياسها بالكيلوواط ، بين المركبات. تقبل العديد من السيارات في السوق 50 كيلو واط ، بينما تقبل الموديلات الأحدث ما يصل إلى 270 كيلو واط. نظرًا لأن تصنيف طاقة الشاحن والمركبة الكهربائية متنوعان للغاية ، فقد يكون التوافق بين الاثنين محيرًا.
لحسن الحظ ، لا يجب أن تتطابق حدود الطاقة لأن الشاحن سوف يوفر فقط الطاقة التي يمكن للسيارة تحملها. نظام مراقبة في السيارة بطارية يضمن أنه لا يقبل سوى كمية الطاقة التي يمكن للسيارة تحملها.
عندما يصل شحن البطارية إلى 80٪ ، فإن DCFC يتباطأ المعدل لتقليل مخاطر ارتفاع درجة حرارة البطارية. لذلك ، سيتحدث العديد من الشركات المصنعة عن المدة التي يستغرقها شحن البطارية إلى 80٪ بدلاً من 100٪.
كيف يختلف شحن التيار المستمر عن شحن التيار المتردد؟
كما تمت مناقشته سابقًا ، يشير التيار المتردد إلى التيار المتردد ، بينما DC لتقف على التيار المباشر. يشير التيار المتردد إلى الكهرباء القياسية المستخدمة في المنازل لشحن الأجهزة الإلكترونية اليومية. تتدفق الطاقة بالتناوب بين الموجب والسالب بسبب المولدات. تولد هذه المولدات الطاقة باستخدام مجال مغناطيسي لتكوين قطبية موجبة وسالبة. يسمح هذا للنظام بنقل الطاقة ولكن لا يمكنه توفير نفس مقدار الطاقة مثل التيار المباشر.
من ناحية أخرى، DC تتحرك الطاقة في خط مستقيم ويمكن إنتاجها بواسطة البطاريات أو الخلايا الشمسية أو المولدات المعدلة. يمكن للمحول تحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر ويمكنه تشغيل الأجهزة المنزلية مثل الثلاجات والغسالات. وبالتالي ، لا تقتصر طاقة التيار المستمر على المركبات ، فهي توفر جهدًا أعلى وأكثر ثباتًا من طاقة التيار المتردد. ومع ذلك ، فإن طاقة التيار المستمر أكثر تكلفة.
هل هناك جانب سلبي لشحن التيار المباشر السريع؟
على الرغم من المزايا العديدة لشحن التيار المباشر السريع ، إلا أن هناك بعض العيوب. البنية التحتية للتيار المستمر محدودة ، ووجودها أقل بكثير من أجهزة الشحن من المستوى 1 و 2. على الرغم من أن الوقت المطلوب للشحن أقصر بـ DC الشحن ، من الصعب العثور على مسافة قريبة.
DCFC مكلف بسبب استهلاك الجهد العالي والتكاليف المرتبطة بالتركيب. وأخيرًا ، نظرًا لوجود مشكلات حرارية ، يُعتقد أن شحن DCFC يؤدي إلى تلف البطارية بمرور الوقت ؛ ومع ذلك ، فإن تأثيره على عمر البطارية محل نقاش ساخن.
مستقبل السيارات الكهربائية
كما ذكرنا سابقًا ، تتمتع أجهزة الشحن السريع DC بالعديد من المزايا ، أهمها أنها تستطيع شحن البطارية بالكامل في غضون ساعات ، وبالتالي توفير الوقت. ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا باهظة الثمن ، وعلى عكس أجهزة الشحن من المستوى 2 ، فهي ليست منتشرة في الأماكن العامة.
