إن امتلاك مركبة ICE وعدم معرفة الكثير عن تفاصيل عملية التزود بالوقود ليس بالأمر الكبير - فهو أمر بسيط بما فيه الكفاية بحيث لا يهم حقًا. بالنسبة للسيارات الكهربائية، من المستحسن بالتأكيد أن تكون على دراية بعملية الشحن، نظرًا لما لها من تأثير على تجربة المستخدم.
عندما تقوم بالتزود بالوقود، عليك الانتظار لمدة دقيقتين إلى ثلاث دقائق، ثم تدفع المبلغ وفقًا لحجم الوقود الذي تلقيته وتكون جاهزًا للانطلاق. ومع ذلك، إذا كان لديك سيارة كهربائية، فغالبًا ما تكون "محطة الوقود" هي منزلك الخاص وتحتاج إلى معرفة التركيبات الكهربائية والمعدات الموجودة في سيارتك. وعندما تقوم بالشحن في محطات الشحن العامة، هناك أيضًا أشياء تحتاج إلى معرفتها، على سبيل المثال الحد الأقصى لطاقة الشحن للشاحن وشاحن سيارتك. دعونا نحاول توضيح موضوع الشحن.
شحن التيار المتردد
الغالبية العظمى من جلسات الشحن التي تتم في السيارة الكهربائية هي من هذا النوع. المبدأ بسيط. توفر الواجهة المحلية أو العامة تيارًا مترددًا. يقوم الشاحن الموجود على متن السيارة بتحويل كهرباء التيار المتردد إلى تيار مستمر من أجل شحن البطارية.
لتحديد الحد الأقصى لقوة الشحن لسيارتنا، نحتاج إلى معرفة شيئين. أولاً، المواصفات الكهربائية للتركيبات الكهربائية المنزلية أو الواجهة العامة والمواصفات ذات الصلة بالشاحن الموجود على متن السيارة.
قد تكون التركيبات الكهربائية المنزلية على مرحلة واحدة أو ثلاث مراحل. يتم حساب الطاقة أحادية الطور على النحو التالي: P= V * I. يعتمد الجهد أحادي الطور على المكان الذي تعيش فيه وهو 230 فولت في أوروبا. وبضربه في التيار نحصل على طاقة الشحن التي يمكن أن يوفرها التركيب الكهربائي.
على سبيل المثال، إذا كان لدينا جهد 230 فولت وتيار 32 أمبير، فإن طاقة الشحن تبلغ 7.36 كيلووات (230 فولت * 32 أمبير). في حالة الكهرباء ثلاثية الطور، بجهد 400 فولت وتيار 32 أمبير، يتم حساب طاقة الشحن على النحو التالي: P= V * I * √3 = 400V * 32A * 1.732 = 22 كيلوواط. من الواضح أن التركيب الكهربائي ثلاثي الطور يمكن أن يوفر طاقة أكبر بكثير من التركيب أحادي الطور.
لنذهب إلى السيارة الآن إذا كان الشاحن الموجود على متن السيارة مطابقًا للتركيب الكهربائي، فإن الطاقة التي يتم تغذيتها بالسيارة هي نفسها. على سبيل المثال، إذا كانت لديك سيارة مرسيدس-بنز EQS مزودة بشاحن داخلي اختياري بقدرة 22 كيلووات، فيمكنك الاستفادة الكاملة من التركيب الكهربائي ثلاثي المراحل المذكور أعلاه وشحن سيارتك بقدرة 22 كيلووات باستخدام صندوق الحائط ذي الصلة. لسوء الحظ، إذا كان لديك تركيب ثلاثي الطور وقمت بتوصيل سيارتك بقابس schuko (نوع F)، مع تيار نموذجي 10 أمبير، فستحصل على 2.3 كيلو واط فقط.
لحساب وقت الشحن المطلوب لسيارتك، تحتاج إلى صافي محتوى الطاقة في البطارية بالكيلوواط ساعة وصافي طاقة الشحن. إذا كانت لديك سيارة مزودة ببطارية بقدرة 50 كيلووات في الساعة، وشاحن داخلي بقدرة 11 كيلووات، وكفاءة شاحن نموذجية تبلغ 94%، فإن وقت الشحن المطلوب هو 50/(11*0.94)= 4 ساعات و50 دقيقة. هذا أمر نظري ومدى قربه أو عدمه من الواقع يعتمد على ما يسمى بمنحنى الشحن الذي يعتمد على السيارة. عادةً، مع التركيبات المنزلية ومخرجاتها المنخفضة، ستقترب كثيرًا من العدد المتوقع.
شحن العاصمة
في منطقة الشحن بالتيار المستمر، تكون الأمور أبسط كثيرًا. نظرًا لأن شاحن التيار المستمر يوفر تيارًا مستمرًا وبطارية السيارة الكهربائية هي أيضًا تيار مستمر، فإن الشاحن الموجود على اللوحة ليس له أي صلة في العملية. تعتمد أقصى طاقة شحن يمكن أن تستقبلها البطارية على عاملين - مواصفاتها وقدرة الشاحن السريع.
بشكل عام، تستخدم بطاريات السيارات الكهربائية جهدًا 400 فولت، لكن السيارات الكهربائية الحديثة مؤخرًا تستخدم بنيات 800 فولت + مع بعض الأمثلة مثل بورش تايكان، وأودي إي-ترون جي تي، وهيونداي أيونيك 5، وكيا EV6، ولوسيد إير. تسمح هذه السيارات بشحن طاقة تصل إلى 350 كيلووات مع أجهزة الشحن الخاصة بقوة 800 فولت.
تلعب الإدارة الحرارية دورًا حاسمًا في تحديد معدلات الشحن. تتميز غالبية المركبات الحديثة بأنظمة بطاريات مبردة بالسوائل، وهو شرط لإدارة الحرارة الشديدة المتولدة أثناء الشحن السريع. في المقابل، فإن النماذج التي تعتمد على تبريد الهواء السلبي تحدد بشكل عام مخرجات الشحن بالتيار المستمر عند 50 كيلو واط لمنع ارتفاع درجة حرارة حزمة البطارية.
لتقليل تدهور البطارية، ينصح صانعو السيارات الكهربائية عمومًا بإيقاف الشحن بالتيار المستمر عند علامة 80%. هذه التوصية مدفوعة أيضًا بالكفاءة، حيث ينخفض معدل الشحن بشكل حاد بعد هذه النقطة، مما يجعل الوقت الإضافي المطلوب للوصول إلى الشحن الكامل غير عملي إلى حد كبير.
فرصة ضائعة (؟)
ستكون عملية الشحن أكثر وضوحًا إذا اعتمدت السيارات الكهربائية حصريًا على طاقة التيار المستمر. في حين أن هذه الفكرة قد تثير الجدل، فإن اعتماد نهج التيار المستمر فقط من شأنه أن يلغي الحاجة إلى شاحن مدمج. سيؤدي هذا التغيير إلى إنتاج سيارات أخف وزنًا وبأسعار معقولة، وإعفاء أصحابها من عبء تخزين كابلات الشحن في صندوق السيارة أو صندوق السيارة.
في إعدادات الشحن المنزلي، يمكن للمستخدمين تثبيت صناديق الحائط التي تعمل بالتيار المستمر القادرة على توفير ما يصل إلى 22 كيلووات، مما يتوافق مع أداء صناديق الحائط التي تعمل بالتيار المتردد. على الرغم من أن صناديق الحائط السكنية DC موجودة في السوق اليوم، إلا أنها تكلف حاليًا ما يقرب من خمسة إلى سبعة أضعاف تكلفة نظيراتها من أجهزة تكييف الهواء. ومع ذلك، إذا التزمت كل شركة مصنعة حصريًا بشحن التيار المستمر، فسوف تبدأ وفورات الحجم، مما يؤدي إلى انخفاض أسعار شواحن التيار المستمر للاستخدام المنزلي بشكل كبير.
ويمكن للمرء أن يجادل بأن هذا الاختيار كان ينبغي تسويته في بداية حركة التنقل الإلكتروني، لكنه يظل دون حل. ونتيجة لذلك، فإنها ربما تكون أهم فرصة ضائعة للنهوض بالتنقل الإلكتروني بشكل عام.
