فهم أنواع موصلات شاحن السيارات الكهربائية: دليل شامل

أصبحت المركبات الكهربائية ركنًا أساسيًا في النقل المستدام. ويكمن في جوهر تشغيلها عنصر أساسي: موصل الشاحن. يعمل هذا الجهاز كحلقة وصل بين محطة الشحن والمركبة الكهربائية، مما يُسهّل نقل الكهرباء بأمان وكفاءة. ومع ذلك، ليست جميع موصلات المركبات الكهربائية متساوية. إذ تختلف أنواعها وقدراتها وتوافقها الإقليمي، مما يجعل فهمها أمرًا بالغ الأهمية لمالكي المركبات الكهربائية، وموفري محطات الشحن، وواضعي السياسات.

ما هو موصل شاحن EV؟

شاحن السيارة الكهربائيةموصلهي الواجهة المادية التي تربط السيارة الكهربائية بمحطة الشحن. تضمن هذه الواجهة تدفقًا آمنًا وفعالًا للكهرباء من خلال تقليل مخاطر التوصيلات المفكوكة أو الشرارات أو التماس الكهربائي. تتوفر موصلات الشحن بأشكال وأحجام وسعات مختلفة، مصممة خصيصًا لتلبية متطلبات طرازات السيارات المختلفة والمعايير الإقليمية. وحسب نوع الموصل وطريقة توصيل الطاقة، يمكن أن يكون الشحن إما بطيئًا ومستمرًا (تيار متردد) أو سريعًا ومباشرًا (تيار مستمر).

الشحن بالتيار المتردد مقابل الشحن بالتيار المستمر: ما الفرق؟

إن فهم التمييز بين الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر أمر أساسي لفهم كيفية عمل أنظمة شحن المركبات الكهربائية (EV).

الشحن بالتيار المتردد: تعتمد شواحن التيار المتردد على محول التيار المتردد-المستمر المدمج في السيارة لتحويل تيار التيار المتردد إلى تيار مستمر (DC) يمكن للبطارية تخزينه. ولأن هذا التحويل يحدث داخل السيارة، فإن سرعة الشحن محدودة بسعة المحول المدمج. لذلك، يُستخدم الشحن بالتيار المتردد عادةً مع شواحن المستوى 1 والمستوى 2، وهي أبطأ ولكنها مناسبة للشحن أثناء الليل أو في أماكن العمل.

الشحن بالتيار المستمر: تُجري شواحن التيار المستمر السريعة (DC) عملية تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر داخل محطة الشحن نفسها، متجاوزةً المحول الموجود على متن السيارة. بتوصيل تيار مستمر مباشر إلى البطارية، تُوفر هذه الشواحن سرعات شحن أسرع بكثير، مما يجعلها مثالية للتوقف السريع في محطات الشحن العامة أو أثناء الرحلات الطويلة. غالبًا ما يُستخدم الشحن بالتيار المستمر مع شواحن المستوى 3، القادرة على توفير طاقة عالية لإعادة شحن المركبات في دقائق بدلًا من ساعات.

نظرة عامة على أنواع موصلات المركبات الكهربائية

يُعد فهم موصلات شحن السيارات الكهربائية المختلفة أمرًا بالغ الأهمية لمالكي السيارات، وموفري محطات الشحن، وواضعي السياسات. سيُسلِّط هذا الدليل الضوء على الاختلافات الرئيسية بين أنواع موصلات السيارات الكهربائية، واستخداماتها الإقليمية، وسرعات الشحن، وغيرها. يُظهر الشكل أدناه ملخصًا مرئيًا لموصلات السيارات الكهربائية المستخدمة حاليًا في السوق.

(نظرة عامة على أنواع موصلات شاحن السيارات الكهربائية)

أنواع موصلات شواحن السيارات الكهربائية ذات التيار المتردد

موصل النوع 1 - J1772 

الموصل من النوع 1، المعروف أيضًا باسم J1772، هو قابس شحن التيار المتردد القياسي المستخدم بشكل أساسي في أمريكا الشمالية واليابان. تم تصميم هذا الموصل ذو الخمسة دبابيس للطاقة أحادية الطور ويدعم الشحن من المستوى 1 والمستوى 2. يمكنه شحن ما يصل إلى80 أمبيرباستخدام مدخل 240 فولت، مما يوفر أقصى قدر من الطاقة لشاحن EV19.2 كيلو واط.

على عكس موصل النوع 2 المستخدم بشكل شائع في أوروبا، يفتقر موصل النوع 1 إلى آلية قفل أوتوماتيكية، مما يشكل خطرًا على السلامة حيث يمكن فصل الكابل دون إذن أثناء الشحن.

في أمريكا الشمالية، تستخدم شركة Tesla شواحن NACS الخاصة بها، ولكن يمكن تجهيز جميع مركبات Tesla بمحول يتصل بمقبس J1772 من النوع 1، مما يضمن أن مركبات Tesla الكهربائية يمكنها أيضًا استخدام شواحن مزودة بموصل من النوع 1.

 (شاحن التيار المتردد من النوع 1 من Injet Vision)

النوع الثانيموصل -مينيكس

أصبح موصل النوع 2، المستخدم على نطاق واسع في أوروبا والمملكة المتحدة والشرق الأوسط وأفريقيا وأستراليا، المعيارَ لشحن السيارات الكهربائية في هذه المناطق. بفضل تصميمه ذي السبعة أطراف، يدعم موصل النوع 2 الطاقة أحادية الطور وثلاثية الطور، مما يوفر مرونةً لمختلف سيناريوهات الشحن. وهو قادر على تحمل ما يصل إلى 32 أمبير عند مدخل 400 فولت، ويوفر طاقة شحن قصوى قوية تبلغ 22 كيلوواط، مما يجعله مناسبًا لمحطات الشحن المنزلية والعامة من المستوى 2.

من أبرز ميزات موصل النوع 2 آلية القفل المدمجة. تضمن هذه الآلية بقاء كابل الشحن مثبتًا بإحكام بالمركبة طوال فترة الشحن، مما يمنع أي انقطاع أو تلاعب غير مصرح به. لا يعزز القفل التلقائي الأمان فحسب، بل يمنح أيضًا راحة البال لمالكي السيارات الكهربائية، إذ يعلمون أن مركبتهم تشحن بأمان دون أي خطر انقطاع عرضي.

موصل التيار المتردد GB/T

موصل التيار المتردد GB/T هو المعيار الرسمي لشحن التيار المتردد في الصين، وقد طُوّر بموجب نظام معايير Guobiao (GB). يمكن تصنيف معايير GB الصينية على أنها إلزامية أو مُوصى بها من خلال رمز بادئتها. رمز بادئة GB هو معيار إلزامي، ورمز بادئة GB/T هو معيار مُوصى به (معايير شبه إلزامية).

يستخدم هذا الموصل ذو السبعة أطراف في المقام الأول للشحن من المستوى 2، مما يوفر خرج طاقة يصل إلى 7 كيلو وات لحالات الاستخدام النموذجية، مع أقصى خرج محتمل يبلغ 21 كيلو وات في ظل ظروف محددة. يستخدم عادةً 220 فولت تيار متردد مع تيار خرج يبلغ 16 أو 32 أمبير على التوالي.

بخلاف العديد من المعايير الدولية، لا تتوافق موصلات GB/T للتيار المتردد مع منافذ شحن التيار المستمر، مما يستلزم وجود منافذ شحن منفصلة للتيار المتردد والتيار المستمر في السيارات الكهربائية الصينية. يضمن هذا الفصل تحسين أنظمة الشحن لتطبيقاتها المختلفة. صُممت موصلات GB/T خصيصًا لتلبية الاحتياجات الفريدة لسوق السيارات الكهربائية الصيني سريع النمو، مدعومة بشبكة واسعة من محطات الشحن المتوافقة.

أنواع موصلات شواحن السيارات الكهربائية ذات التيار المستمر

(محطة شحن التيار المستمر Injet Ampax CCS1 لأمريكا الشمالية)

موصل CCS1 - نظام الشحن المشترك 1

موصل CCS1، المعروف أيضًا باسم CCS Combo 1، هو مكون رئيسي في نظام الشحن المشترك (CCS)، وهو معيار اقترحته جمعية مهندسي السيارات الدولية (SAE International) والرابطة الأوروبية لتصنيع السيارات (ACEA) عام 2011. صُمم هذا النظام لإيجاد حل شامل للشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر، مما يُبسط عملية الشحن والبنية التحتية. يتضمن معيار CCS نسختين: CCS1، الشائع استخدامه في أمريكا الشمالية وكوريا الجنوبية، وCCS2، الشائع استخدامه في أوروبا ومناطق أخرى.

يعتمد موصل CCS1 على موصل التيار المتردد J1772 من خلال دمج طرفي تيار مستمر عالي السرعة، مما يتيح له دعم الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر عبر منفذ واحد. هذا يُلغي الحاجة إلى منافذ شحن منفصلة للتيار المتردد والتيار المستمر، مما يُبسط تصميم السيارة ويُحسّن راحة المستخدمين. يدعم موصل CCS1 EVشواحن السيارات الكهربائية من المستوى 3، توفر ما يصل إلى 360 كيلو وات من الطاقة مع أقصى جهد يبلغ 1000 فولت والتيار 500 أمبير.

بالإضافة إلى وظيفته المزدوجة، يستخدم CCS1 بروتوكول الاتصال نفسه المستخدم في معيار J1772، مما يضمن تكاملاً سلساً مع البنية التحتية الحالية، ويُسهّل على المصنّعين اعتماده. ومثل قابس SAE J1772 من النوع الأول، تمتلك تسلا معيار شحن خاص بها لأمريكا الشمالية، إلا أن CCS1 مُعتمد على نطاق واسع لدى المصنّعين الآخرين، ويُعدّ حجر الأساس في البنية التحتية للشحن السريع في المنطقة.

موصل CCS 2 - نظام الشحن المشترك 2

موصل CCS 2 (نظام الشحن المشترك 2) هو حل شحن قوي ومتعدد الاستخدامات، يُستخدم على نطاق واسع في أوروبا والمملكة المتحدة والشرق الأوسط وأفريقيا وأستراليا ومناطق أخرى. يعتمد هذا الموصل على موصل النوع 2، ويضيف طرفي تيار مستمر عالي السرعة لتوفير إمكانيات شحن سريعة. يتيح هذا المزيج لموصل CCS 2 توفير طاقة تيار مستمر مذهلة تصل إلى 500 أمبير و1000 فولت، مع خرج أقصى يبلغ 360 كيلوواط، مما يتيح شحنًا أسرع بكثير مقارنةً بموصلات التيار المتردد القياسية.

مصممة لدعمالشحن السريع من المستوى 3يُقلل موصل CCS 2 بشكل كبير من وقت الشحن، مما يجعله مثاليًا للسفر لمسافات طويلة والتطبيقات عالية الطلب. بخلاف أمريكا الشمالية، حيث تستخدم تسلا معيار شحن خاص بها، يمكن لمالكي طرازي تسلا موديل 3 وموديل Y في أوروبا استخدام محطات شحن CCS 2 مباشرةً دون الحاجة إلى محول. ومع ذلك، لا يزال بإمكان مالكي طرازي S وموديل X الاتصال بمحطات CCS 2 باستخدام محول متوافق، مما يضمن توافقًا أوسع في جميع أنحاء المنطقة.

موصل CHAdeMO

CHAdeMO هو نوع من موصلات شحن السيارات الكهربائية، طُوّر عام ٢٠١٠ من قِبل اتحاد شركات صناعة السيارات اليابانية، بما في ذلك ميتسوبيشي ونيسان وتويوتا. كان من أوائل معايير الشحن السريع، إذ كان قادرًا على توصيل الطاقة بسرعات تتراوح بين ٥٠ و١٠٠ كيلوواط، مما جعله عنصرًا أساسيًا في بدايات اعتماد السيارات الكهربائية.

على عكس موصلات CCS، التي تتطلب منفذ شحن إلكتروني واحد فقط يقبل الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر، تتطلب موصلات cHAdeMo منفذ شحن منفصلًا مختلفًا عن منفذ شحن التيار المتردد. وهذا يعني أن المركبات الكهربائية الخاصة بك تتطلب منفذي شحن منفصلين.

في حين أن CHAdeMO أصبح أقل انتشارًا على مستوى العالم، إلا أنه لا يزال الأكثر استخدامًا في اليابان وفي بعض البلدان، حيث تدعم العديد من المركبات من الشركات المصنعة اليابانية مثل نيسان وميتسوبيشي وتويوتا هذا المعيار؛ ومع ذلك، حتى في هذه المناطق، يتحول الاتجاه نحو CCS مع إصدار نماذج أحدث.

في إطار استشراف المستقبل، تعمل CHAdeMO ومجلس الكهرباء الصيني (CEC) على تطوير الجيل القادم من معيار شحن السيارات الكهربائية فائق السرعة، والذي انضم إليه خبراء دوليون من الأمريكتين وآسيا وأوروبا وأوقيانوسيا. ومن المتوقع أن تمهد هذه المبادرة الصناعية الطريق نحو معيار مستقبلي موحد.

موصل تيار مستمر GB/T

موصل GB/T DC هو المعيار الأساسي للشحن السريع بالتيار المستمر في الصين. يتميز بتصميم ذي تسعة دبابيس، ويدعم مخرجات شحن تتراوح بين 50 و350 كيلوواط، مما يجعله متعدد الاستخدامات لمختلف الاستخدامات، من محطات الشحن في المدن إلى مناطق خدمة الطرق السريعة. تعمل شواحن GB/T DC الأكثر شيوعًا بقدرة 250 أمبير، وهي مناسبة للشحن السريع من المستوى 3.

صُممت موصلات GB/T للتيار المستمر خصيصًا للسوق الصينية، وهي تعكس تركيز البلاد على كفاءة الطاقة وقابلية التوسع. وهي غير متوافقة مع موصلات GB/T للتيار المتردد، مما يستلزم تصميمات ثنائية المنافذ للسيارات الكهربائية الصينية. مع ذلك، لا يزال نظام GB/T فعالًا للغاية في السوق المحلية.

موصل Tesla NACS

معيار الشحن في أمريكا الشمالية (NACS) هو موصل شحن السيارات الكهربائية الخاص بشركة تسلا، والذي أصبح معيار الشحن السائد في جميع أنحاء أمريكا الشمالية. ومن المتوقع أن يصبح موصل NACS، الذي يعتمده على نطاق واسع كبرى شركات صناعة السيارات، المعيار العالمي للمنطقة، حيث ستنتقل جميع الشركات المصنعة ومشغلي نقاط الشحن إلى NACS بحلول عام 2025.

مُصمم للشحن عالي السرعة، يوفر موصل NACS طاقة تصل إلى 250 كيلوواط، مما يجعله مناسبًا لمحطات الشحن السكنية والعامة. يتميز الموصل بخمسة دبابيس، ويدعم إصدار التيار المتردد نطاق تيار يتراوح بين 15 أمبير و48 أمبير، بينما يدعم إصدار التيار المستمر تيارًا يصل إلى 400 أمبير، مما يوفر خرجًا أقصى يبلغ 250 كيلوواط.

تعمل شبكة شحن تيسلا في ثلاث مناطق رئيسية: أمريكا الشمالية (بما في ذلك اليابان وكوريا الجنوبية)، وأوروبا (مع أوقيانوسيا وشرق آسيا)، والصين القارية. في كل من هذه الأسواق، تستخدم تيسلا معايير شحن مختلفة. في الصين، تستخدم تيسلا معيار GB/T، بينما في أمريكا الشمالية، يُعد موصل NACS هو المعيار الافتراضي. في أوروبا، تُجهّز سيارات تيسلا إما بموصل Type 2 (Mennekes) أو CCS Combo 2، مما يضمن التوافق مع البنية التحتية المحلية للشحن.

(شاحن التيار المتردد Injet Swift Type 2)

دور موصلات الشاحن في النظام البيئي للسيارات الكهربائية

موصل الشاحن ليس مجرد قابس؛ إنه جزء أساسي من البنية التحتية للسيارات الكهربائية. بدءًا من ضمان السلامة والكفاءة أثناء الشحن، وصولًا إلى تمكين التوافق بين مختلف المركبات والمناطق، تلعب هذه الموصلات دورًا محوريًا في منظومة السيارات الكهربائية. ومع تطور المعايير وتزايد جهود التناغم، سيكون فهم هذه الموصلات أمرًا بالغ الأهمية لجميع المعنيين بمجال التنقل الكهربائي.

من خلال التعرف على أنواع موصلات شاحن EV المختلفة، يمكنك ضمان تجربة شحن سلسة وفعالة، سواء في المنزل أو أثناء التنقل.