الفرق الرئيسي بين السيارات الكهربائية ومركبات الوقود هو أن مصدر الطاقة مختلف. يتم إعادة تزويد سيارات الوقود التقليدية بالوقود ، بينما تحتاج السيارات الكهربائية إلى الشحن. تقدم هذه المقالة المعرفة الأساسية بمعدات شحن السيارات الكهربائية وشحنها.

1. إدخال شاحن EV

يختلف مظهر وأداء معدات الشحن بشكل كبير. غالبًا ما نسمع أسماء مثل المحمول ، والمنزلي ، والشحن السريع ، والعموم / التشغيل ، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي واجهة الشاحن أيضًا على واجهة شحن التيار المتردد ، وواجهة شحن DC وما إلى ذلك. بالنسبة لممارسي الرسوم ، هناك أيضًا مجموعة من المصطلحات الأكثر إرباكًا مثل: المستوى 1/2/3 ، الوضع 1/2/3/4 ، إلخ. الملخص هو أن هناك الكثير من المصطلحات الفنية ، مما يجعل الناس مبهورين. تحاول هذه المقالة تزويدك بنظرة عامة سهلة الفهم لمفهوم الشحن.

الشاحن هو اسم شائع لمعدات إمداد الطاقة للمركبات الكهربائية (معدات إمداد المركبات الكهربائية - EVSE) ، وهي أداة لتكملة الطاقة الكهربائية للمركبات الكهربائية ، على غرار معدات التزود بالوقود لمركبات الوقود.

على عكس التزود بالوقود ، والذي لا يمكن القيام به إلا في محطات الوقود ، يمكن شحن السيارات الكهربائية في المنزل أو في محطات الشحن بالخارج. بالطبع أنت بحاجة إلى جهاز شحن. ما نوع معدات الشحن المطلوبة لأي نوع من السيارات الكهربائية ، وما الفرق بين معدات الشحن المعقدة؟

نقوم أولاً بتصنيف أجهزة الشحن وفقًا للزوايا المختلفة.

1.1 تصنيف الشاحن
1.1.1. التصنيف الأساسي

بشكل أساسي ، يمكن تقسيم شواحن EV إلى فئتين فقط: AC (أسلاك التمديد الذكية) ، وأجهزة الشحن "الحقيقية" للتيار المستمر.

يوضح الشكل 1 مبدأ شحن المركبات الكهربائية. الجزء الرمادي على اليسار هو التدفق الحالي لشحن التيار المتردد ، والجزء الأخضر على اليمين هو مسار شحن التيار المستمر. يمكن ملاحظة أن التيار المتردد (AC) يوفر الطاقة للشاحن الموجود على اللوحة (OnBoard Charger: OBC) ، والشاحن الموجود على اللوحة يقوم بتحويل تصحيح AC-DC لشحن بطارية الطاقة ؛ بينما يتجاوز التيار المباشر (DC) الشاحن الموجود على اللوحة (OBC) اشحن البطارية مباشرة.

السبب بسيط. لا يمكن لبطارية الطاقة الخاصة بالمركبة الكهربائية أن تستقبل سوى التيار المباشر (DC) والجهد ، بينما توفر شبكة الطاقة / المقبس المنزلي تيارًا متناوبًا ، والذي لا يمكنه شحن بطارية السيارة مباشرة. يجب تحويله من تيار متردد إلى تيار مستمر ، ويمكن لطاقة التيار المستمر المحولة شحن البطارية. جميع أكوام شحن التيار المتردد (AC) هي مجرد خطوط إمداد طاقة لمعدات الشحن (OBC) ، على الرغم من أنها قد تكون خطوط إمداد طاقة ذكية للغاية ؛ بينما تدمج أكوام التيار المباشر (DC) وحدات الطاقة ، ويتم إجراء تحويل AC-DC في الأكوام ، والتيار المباشر الناتج هو شحن البطاريات.

1.1.2. التصنيف القياسي

لسوء الحظ ، اعتبارًا من اليوم ، لا يوجد معيار عالمي موحد لواجهة شحن السيارات الكهربائية ، تمامًا كما كانت واجهة شحن الهواتف المحمولة قبل عام 2012 معقدة ومتنوعة.

راجع الشكل 2 للتعرف على أنواع الواجهات حول العالم. لا يمكن استخدام كبلات الشحن بمعايير مختلفة وواجهات شحن نهاية السيارة عالميًا.

بشكل عام ، يتم صياغة المعايير الحالية من قبل الدول التي لديها صناعة سيارات ودول سوق مهمة: أوروبا / أمريكا / اليابان / الصين. هناك 3 معايير لواجهة شحن التيار المتردد: النوع 1 في الولايات المتحدة / اليابان ، والنوع 2 في أوروبا ، و GB / T في الصين. هناك أربعة معايير لواجهة شحن DC ، وهي: CCS 1 في الولايات المتحدة (أمريكا الشمالية) ، CHAdeMO في اليابان ، CCS 2 في أوروبا ، و GB / T في الصين. يتبع باقي العالم بشكل أساسي المعايير الأمريكية / الأوروبية.

1.1.3. تصنيف القوة

تتراوح طاقة الشاحن من 1kW إلى 500kW. بشكل عام ، تشتمل مستويات الطاقة لأجهزة الشحن الشائعة على أجهزة محمولة 3 كيلو واط (AC) ؛ 7 / 11kW Wallbox (AC) المثبت على الحائط ، 22 / 43kW أجهزة عمود التيار المتردد التشغيلية ، و 20-350 أو حتى 500kW أجهزة التيار المباشر (DC).

الطاقة (القصوى) للشاحن هي أقصى طاقة ممكنة يمكن أن توفرها للبطارية. الخوارزمية عبارة عن جهد (V) x تيار (A) ، ويتم ضرب المرحلة الثلاثية بـ 3. تشير 1.7 / 3.7kW إلى مصدر طاقة أحادي الطور (110-120V أو 230-240V) بأقصى تيار 16A ، 7kW / 11kW / 22kW تشير إلى أجهزة الشحن المزودة بمصدر طاقة أحادي الطور 32 أمبير ومزود طاقة ثلاثي الأطوار 16 / 32A على التوالي. الجهد سهل الفهم نسبيًا. معايير الجهد المنزلي في مختلف البلدان ، والتيار هو بشكل عام معايير البنية التحتية الكهربائية الحالية (المقابس ، والكابلات ، والتأمين ، ومعدات توزيع الطاقة ، وما إلى ذلك). السوق في أمريكا الشمالية ، وخاصة الولايات المتحدة ، مميز للغاية. هناك العديد من أنواع المقابس في المنازل الأمريكية (الشكل والجهد والتيار لمآخذ NEMA) ، وبالتالي فإن مستويات الطاقة لشواحن التيار المتردد المنزلية في الولايات المتحدة أكثر وفرة ، ولن نناقشها هنا.

تعتمد طاقة جهاز التيار المستمر بشكل أساسي على وحدة الطاقة الداخلية (اتصال داخلي متوازي). حاليًا ، هناك وحدات 20/30 / 40kW في التيار الرئيسي ، وبالتالي فإن قوة جهاز التيار المستمر هي مضاعف قوة الوحدات المذكورة أعلاه. ومع ذلك ، يُنظر أيضًا إلى أنها تتطابق مع طاقة شحن بطاريات السيارات الكهربائية ، لذا فإن شواحن 60/120 / 240kW DC شائعة جدًا في السوق.

1.1.4. تصنيف الجهد / الوضع

هناك تصنيفات مختلفة لمعدات شحن السيارات الكهربائية في الولايات المتحدة / أوروبا. تستخدم الولايات المتحدة عمومًا المستوى 1/2/3 للتصنيف ؛ بينما خارج الولايات المتحدة (أوروبا) بشكل عام يستخدم الوضع 1/2/3/4 للتمييز.

المستوى 1/2/3 هو أساسًا للتمييز بين جهد طرف إدخال الشاحن. المستوى 1 يشير إلى الشاحن الذي يعمل مباشرة بواسطة قابس منزلي أمريكي (أحادي الطور) 120 فولت ، والطاقة بشكل عام 1.4kW إلى 1.9kW ؛ يشير المستوى 2 إلى شاحن يعمل بمقبس منزلي أمريكي (مرحلة واحدة). شواحن التيار المتردد ذات الجهد العالي 208 / 230V (أوروبا) / 240V لها طاقة عالية نسبيًا ، 3kW-19.2kW ؛ المستوى 3 يشير إلى شواحن التيار المستمر.

يعتمد تصنيف الوضع 1/2/3/4 بشكل أساسي على ما إذا كان الشاحن يتواصل مع السيارة الكهربائية.

يشير الوضع 1 إلى السلك الكهربائي لشحن السيارة. أحد الطرفين هو قابس مشترك متصل بمقبس الحائط ، والطرف الآخر هو قابس شحن السيارة. لا يوجد اتصال بين السيارة وجهاز الشحن (لا يوجد جهاز في الواقع ، فقط كابل الشحن والمقبس). الآن العديد من البلدان يحظر شحن السيارات الكهربائية في الوضع 1.

يشير الوضع 2 إلى شاحن تيار متردد محمول غير مثبت بشكل ثابت. هناك اتصال أثناء عملية الشحن ؛

يشير الوضع 3 إلى شاحن تيار متردد ثابت التثبيت (جدار أو عمود). هناك اتصال أثناء عملية الشحن ؛

يشير الوضع 4 تحديدًا إلى شواحن التيار المستمر المثبتة بشكل ثابت ، ولديه أيضًا اتصال.

هناك تصنيفات أخرى. على سبيل المثال ، يتم تصنيف شواحن التيار المتردد وفقًا لمصدر طاقة الإدخال أحادي / ثنائي / ثلاثي الطور. يجب توصيل محطات إدخال كومة الشحن المقابلة بمصدر طاقة تيار متردد أحادي الطور وثنائي الطور وثلاثي الطور على التوالي ، ويكون عدد مراحل الإخراج هو نفسه عدد مراحل الإدخال. يتم تشغيل كومة التيار المستمر بشكل عام عن طريق إدخال تيار متردد ثلاثي الطور.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك فرق بين الأكوام الخاصة والعمليات. الأول لا يتطلب الشحن والفواتير ، بينما يتطلب الأخير الشحن والشحن. لذلك ، من الضروري وجود واجهة بين الإنسان والآلة وطريقة دفع واتصال بنظام التشغيل / الرسوم.

2. خصائص شحن السيارة الكهربائية

قوة شحن السيارات الكهربائية ليست ثابتة ، وتحدد خصائص بطاريات الليثيوم أن منحنى الشحن متغير. ببساطة ، يمكن تقسيمها إلى شحن تيار مستمر وشحن جهد ثابت وشحن عائم في المرحلة النهائية.

لذلك ، فإن عملية الشحن الكامل للسيارة الكهربائية أطول من وقت الشحن الذي تم الحصول عليه عن طريق حساب القسمة البسيط (سعة البطارية kWh / قوة الشاحن kW).

الشكل 5 عبارة عن منحنى لشحن بطارية EV قياسية.

3. المفاهيم الخاطئة الشائعة حول شحن المركبات الكهربائية

3.1. لتقليل وقت الشحن ، هل تحتاج إلى اختيار شاحن طاقة أعلى؟

الجواب ليس بالضرورة. يمكن أن نرى من الرسم التخطيطي لشحن التيار المتردد / التيار المباشر الموضح في الشكل 1 أنه إذا كان شحن التيار المتردد ، فإن شاحن التيار المتردد هو مجرد جهاز إمداد بالطاقة ، ويتم تحديد قوة الشحن الحقيقية بواسطة شاحن السيارة (بالطبع ، قوة الشاحن أقل من شاحن السيارة. الآلة ، عنق الزجاجة هو الشاحن). في الوقت الحالي ، تبلغ أجهزة الشحن الموجودة على متن الطائرة 3/7/11/22 كيلو وات ، لذلك إذا تم استخدام محول التيار المتردد بقدرة 22 كيلو وات لشحن سيارة كهربائية بقدرة 3 كيلو وات فقط ، فإن طاقة الشحن النهائية لا تزال 3 كيلو وات.

3.2 هل يمكن شحنها بكامل طاقتها باستخدام شاحن DC؟

الجواب ليس بالضرورة. على الرغم من عدم وجود قيود على الشاحن الموجود على اللوحة OBC ، فإن DC يشحن البطارية مباشرة ، ولكن يجب مراعاة الحد الأعلى للبطارية ، كما أن الطاقة القصوى التي يمكن أن تدعمها البطارية محدودة أيضًا. تتمتع معظم السيارات الكهربائية غير المتطورة بأعلى دعم للبطارية. لا تتجاوز قوة الشحن 150 كيلو واط. حتى لو تم شحنه بشحن فائق السرعة 350 كيلو وات ، فلا يمكن أن تتجاوز طاقة الشحن الحد الأقصى للطاقة التي تسمح بها البطارية (BMS). بالطبع ، تختلف أيضًا قوة الشحن لمراحل الشحن المختلفة.

في الوقت الحالي ، لا يدعم سوى عدد قليل من السيارات الكهربائية المتطورة طاقة شحن كبيرة نسبيًا. على سبيل المثال ، تدعم Porsche Tycan طاقة شحن قصوى تبلغ 225 كيلو وات ، وتدعم أودي E-Tron طاقة شحن قصوى تبلغ 150 كيلو وات.

4. النقاط التي يجب ملاحظتها عند شراء شاحن

يهتم الجميع بكيفية شراء سيارة كهربائية عندما تتوفر لديهم الشروط اللازمة لتركيب شاحن منزلي.

في الوقت الحالي ، يتم استخدام التيار المتردد بشكل أساسي للاستخدام المنزلي (يحدد سعر وطاقة أجهزة الشحن بالتيار المستمر تركيبها في المنازل العادية) ، تأكد أولاً من الحد الأعلى للطاقة المسموح بها لتركيب أجهزة الشحن في المنزل (تأكد من قدرة توزيع الطاقة في المنزل / المجتمع مع شركة الإمداد بالطاقة / الملكية / كهربائي)) ، وتأكيد ما إذا كانت الأسرة أحادية الطور (محلية) أو ثلاثية الطور (أوروبية) ، ثم تأكد مما إذا كان شاحن السيارة الكهربائية على متن السيارة (OBC) المشتراة واحدًا -المرحلة (السيارة الكهربائية المحلية OBC هي في الغالب أحادية الطور) أو ثلاثية الطور ، أخيرًا ، قم بشراء الشاحن المقابل أحادي الطور / ثلاثي الطور. من الناحية النظرية ، تتوافق أجهزة الشحن أحادية الطور وثلاثية الطور مع أجهزة الشحن أحادية الطور وثلاثية الطور على اللوحة ، ولكن إذا كان هناك OBC أحادي الطور على اللوحة ، فلا داعي لتثبيت شاحن ثلاثي الطور في الكل.

بالإضافة إلى ذلك ، عليك التفكير في اختيار ذكي أو أحمق. Smart هو شاحن يمكن التحكم فيه عن طريق تطبيق الهاتف / تفويض الهوية / إدارة الشحن ، والخداع هو أنه لا يوجد تفاعل بين الإنسان والحاسوب ، ويمكن شحنه عن طريق تمرير بطاقة أو إدخال بندقية مباشرة. الجهاز الذكي هو الخيار الأول ، والذي يمكن أن يكون أكثر ملاءمة للتحكم (مثل الشحن المنتظم ، والشحن عن بعد ، وما إلى ذلك) ، وإدارة سجل الشحن ، وما إلى ذلك ، مما سيوفر العديد من وسائل الراحة ، وهناك أيضًا شبكات كهرباء حضرية (ألمانيا) التي اشتراط أن تكون أجهزة الشحن المنزلية المثبتة حديثًا ذكية.

باختصار ، في الصين والبلدان التي لديها كهرباء منزلية أحادية الطور ، فإن أجهزة الشحن المنزلية أحادية الطور 7 كيلو وات هي في الأساس السائدة ؛ في البلدان / المناطق الأوروبية التي بها كهرباء منزلية ثلاثية الطور ، فإن ثلاث مراحل 11 كيلو وات هي الخيار الأفضل. يفضل الشاحن الذكي مع التحكم في تطبيق الهاتف المحمول.

Xuchang Jiachuang New Energy Technology Co.، Ltd.

مزود حلول شحن EV المهنية

موقع الكتروني: https://jiachuang-ne.com/