أصبحت السيارات الكهربائية (EVs) حجر الزاوية في النقل المستدام. يوجد في قلب عملها مكون أساسي: موصل الشاحن. يعمل هذا الجهاز كجسر بين محطة الشحن والسيارة الكهربائية، مما يسهل النقل الآمن والفعال للكهرباء. ومع ذلك، لا يتم إنشاء كافة موصلات EV على قدم المساواة. تختلف أنواعها وقدراتها وتوافقها الإقليمي، مما يجعل فهمها أمرًا حيويًا لأصحاب المركبات الكهربائية ومقدمي محطات الشحن وصانعي السياسات.
ما هو موصل شاحن السيارة الكهربائية؟
موصل شاحن السيارة الكهربائية هو الواجهة المادية التي تربط السيارة الكهربائية بمحطة الشحن. إنه يضمن التدفق الآمن والفعال للكهرباء عن طريق تقليل مخاطر التوصيلات الفضفاضة أو الشرر أو القصور الكهربائي. تأتي موصلات الشاحن بأشكال وأحجام وقدرات مختلفة، وهي مصممة خصيصًا لتلبية متطلبات نماذج المركبات المحددة والمعايير الإقليمية. اعتمادًا على نوع الموصل وطريقة توصيل الطاقة المرتبطة به، يمكن أن يكون الشحن بطيئًا وثابتًا (AC) أو سريعًا ومباشر (DC).
الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر: ما الفرق؟
يعد فهم التمييز بين شحن التيار المتردد والتيار المستمر أمرًا أساسيًا لفهم كيفية عمل أنظمة شحن السيارات الكهربائية (EV).
شحن التيار المتردد: تعتمد شواحن التيار المتردد (AC) على محول AC-DC الموجود على متن السيارة لتحويل كهرباء التيار المتردد إلى تيار مباشر (DC) يمكن للبطارية تخزينه. وبما أن هذا التحويل يحدث داخل السيارة، فإن سرعة الشحن محدودة بقدرة المحول الموجود على متن السيارة. ونتيجة لذلك، يتم استخدام الشحن بالتيار المتردد عادةً لأجهزة الشحن من المستوى 1 والمستوى 2، وهي أبطأ ولكنها مناسبة للشحن أثناء الليل أو في مكان العمل.
شحن التيار المستمر: تقوم أجهزة الشحن السريعة ذات التيار المباشر (DC) بإجراء تحويل AC-DC داخل محطة الشحن نفسها، متجاوزة المحول الموجود على متن السيارة. من خلال توصيل كهرباء التيار المباشر مباشرة إلى البطارية، توفر هذه الشواحن سرعات شحن أسرع بكثير، مما يجعلها مثالية للتوقف السريع في محطات الشحن العامة أو أثناء الرحلات الطويلة. غالبًا ما يرتبط الشحن بالتيار المستمر بشواحن المستوى 3، القادرة على توفير مخرجات طاقة عالية لإعادة شحن المركبات في دقائق بدلاً من ساعات.
نظرة عامة على أنواع موصلات المركبات الكهربائية
يعد فهم موصلات شحن المركبات الكهربائية المختلفة أمرًا ضروريًا لأصحاب المركبات ومقدمي محطات الشحن وصانعي السياسات. سيسلط هذا الدليل الضوء على الاختلافات الرئيسية بين أنواع موصلات المركبات الكهربائية واستخدامها الإقليمي وسرعات الشحن والمزيد. ويوضح الشكل أدناه ملخصًا مرئيًا لموصلات المركبات الكهربائية المستخدمة حاليًا في السوق.
(نظرة عامة على أنواع موصلات شاحن السيارة الكهربائية)
أنواع موصلات شواحن التيار المتردد EV
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 سنون للطاقة أحادية الطور ويدعم الشحن من المستوى 1 والمستوى 2. يمكن شحن ما يصل إلى80 أمبيرباستخدام مدخلات 240 فولت، مما يوفر أقصى خرج للطاقة لشاحن السيارة الكهربائية19.2 كيلو واط.
على عكس موصل النوع 2 الشائع الاستخدام في أوروبا، يفتقر موصل النوع 1 إلى آلية القفل التلقائي، مما يشكل خطرًا على السلامة حيث يمكن فصل الكابل دون إذن أثناء الشحن.
في أمريكا الشمالية، تستخدم تسلا شواحن NACS خاصة، ولكن يمكن تجهيز جميع سيارات تسلا بمحول يتصل بمقبس من النوع 1 J1772، مما يضمن أن سيارات تسلا الكهربائية يمكنها أيضًا استخدام أجهزة الشحن المجهزة بموصل من النوع 1.
(شاحن التيار المتردد من النوع Injet Vision 1)
النوع 2موصل -مينيكس
أصبح الموصل من النوع 2، المستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء أوروبا والمملكة المتحدة والشرق الأوسط وأفريقيا وأستراليا، هو المعيار القياسي لشحن السيارات الكهربائية في هذه المناطق. بفضل تصميمه المكون من سبعة سنون، يدعم الموصل من النوع 2 الطاقة أحادية الطور وثلاثية الطور، مما يوفر المرونة لسيناريوهات الشحن المختلفة. قادر على التعامل مع ما يصل إلى 32 أمبير بمدخل 400 فولت، ويوفر قوة شحن قصوى قوية تبلغ 22 كيلووات، مما يجعله مناسبًا لمحطات الشحن المنزلية والعامة من المستوى 2.
إحدى الميزات البارزة للموصل من النوع 2 هي آلية القفل المدمجة. ويضمن ذلك بقاء كابل الشحن متصلاً بشكل آمن بالسيارة طوال جلسة الشحن، مما يمنع أي انقطاع أو تلاعب غير مصرح به. لا يعمل القفل التلقائي على تعزيز الأمان فحسب، بل يمنح أيضًا راحة البال لأصحاب المركبات الكهربائية، حيث يعلمون أن سيارتهم يتم شحنها بأمان دون التعرض لخطر الانقطاع العرضي.
موصل التيار المتردد GB/T
يعد موصل التيار المتردد GB/T هو المعيار الرسمي للشحن بالتيار المتردد في الصين، وتم تطويره بموجب نظام معايير Guobiao (GB). يمكن تحديد معايير GB الصينية على أنها إلزامية أو موصى بها من خلال رمز البادئة الخاص بها، ورمز البادئة GB هي معايير إلزامية، وGB/T هي معايير موصى بها (معايير شبه إلزامية).
يُستخدم هذا الموصل ذو السبعة سنون بشكل أساسي للشحن من المستوى 2، مما يوفر خرج طاقة يصل إلى 7 كيلووات لحالات الاستخدام النموذجية، مع أقصى خرج محتمل يبلغ 21 كيلووات في ظل ظروف محددة. يستخدم عادةً 220 فولت تيار متردد مع تيار خرج يبلغ 16 أو 32 أمبير على التوالي.
على عكس العديد من المعايير الدولية، فإن موصلات التيار المتردد GB/T غير متوافقة مع منافذ شحن التيار المستمر، مما يستلزم منافذ شحن منفصلة للتيار المتردد والتيار المستمر في المركبات الكهربائية الصينية. يضمن هذا الفصل تحسين أنظمة الشحن للتطبيقات الخاصة بها. تم تصميم موصلات GB/T لتلبية الاحتياجات الفريدة لسوق السيارات الكهربائية الصيني سريع النمو، مدعومة بشبكة واسعة من محطات الشحن المتوافقة.
أنواع موصلات شواحن DC EV
(محطة شحن Injet Ampax CCS1 DC لأمريكا الشمالية)
موصل CCS1 - نظام الشحن المشترك 1
يعد موصل CCS1، المعروف أيضًا باسم CCS Combo 1، مكونًا رئيسيًا في نظام الشحن المشترك (CCS)، وهو معيار مقترح في عام 2011 من قبل SAE International (جمعية مهندسي السيارات) والرابطة الأوروبية لتصنيع السيارات (ACEA). تم تصميم هذا النظام لإنشاء حل عالمي للشحن بالتيار المتردد والتيار المباشر، وتبسيط عملية الشحن والبنية التحتية. يتضمن معيار CCS نسختين: CCS1، شائع الاستخدام في أمريكا الشمالية وكوريا الجنوبية، وCCS2، السائد في أوروبا ومناطق أخرى.
يعتمد CCS1 على موصل التيار المتردد J1772 من خلال دمج اثنين من دبابيس التيار المستمر عالية السرعة، مما يمكنه من دعم الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر من خلال منفذ واحد. وهذا يلغي الحاجة إلى منافذ شحن منفصلة للتيار المتردد والتيار المستمر، مما يبسط تصميم السيارة ويحسن راحة المستخدمين. يدعم موصل CCS1 EVشواحن EV من المستوى 3، مما يوفر ما يصل إلى 360 كيلووات من الطاقة بجهد أقصى يبلغ 1000 فولت وتيار يبلغ 500 أمبير.
بالإضافة إلى وظيفتها المزدوجة، يستخدم CCS1 نفس بروتوكول الاتصال مثل معيار J1772، مما يضمن التكامل السلس مع البنية التحتية الحالية ويسهل على الشركات المصنعة اعتماده. مثل قابس SAE J1772 Type 1، تمتلك Tesla معيار الشحن الخاص بها لأمريكا الشمالية، ولكن CCS1 تم اعتماده على نطاق واسع عبر الشركات المصنعة الأخرى وهو حجر الزاوية في البنية التحتية للشحن السريع في المنطقة.
موصل CCS 2 - نظام الشحن المشترك 2
يعد موصل CCS 2 (نظام الشحن المشترك 2) أحد حلول الشحن القوية والمتعددة الاستخدامات، ويستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء أوروبا والمملكة المتحدة والشرق الأوسط وأفريقيا وأستراليا ومناطق أخرى. إنه يعتمد على موصل النوع 2، ويضيف دبوسين إضافيين عاليي السرعة للتيار المستمر لإمكانيات الشحن السريع. يتيح هذا المزيج لـ CCS 2 توفير طاقة تيار مستمر مذهلة تصل إلى 500 أمبير و1000 فولت، مع أقصى خرج يبلغ 360 كيلووات، مما يتيح شحنًا أسرع بكثير مقارنة بموصلات التيار المتردد القياسية.
مصممة لدعمشحن سريع من المستوى 3، يعمل موصل CCS 2 على تقليل وقت الشحن بشكل كبير، مما يجعله مثاليًا للسفر لمسافات طويلة والتطبيقات عالية الطلب. على عكس أمريكا الشمالية، حيث تستخدم Tesla معيار الشحن الخاص بها، يمكن لمالكي Tesla Model 3 وModel Y في أوروبا استخدام محطات الشحن CCS 2 مباشرة دون الحاجة إلى محول. ومع ذلك، لا يزال بإمكان مالكي الطرازين S وX الاتصال بمحطات CCS 2 باستخدام محول متوافق، مما يضمن توافقًا أوسع عبر المنطقة.
موصل تشاديمو
CHAdeMO هو نوع من موصلات شحن السيارات الكهربائية (EV) تم تطويره في عام 2010 من قبل اتحاد شركات صناعة السيارات اليابانية، بما في ذلك Mitsubishi وNissan وToyota. لقد كانت واحدة من أقدم معايير الشحن السريع، وكانت قادرة على توفير الطاقة بسرعات تتراوح من 50 إلى 100 كيلوواط، مما جعلها لاعبًا رئيسيًا في الأيام الأولى لاعتماد السيارات الكهربائية.
على عكس موصلات CCS، التي تتطلب منفذ شحن إلكتروني واحدًا فقط يقبل الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر، تتطلب موصلات cHAdeMo منفذ شحن منفصلًا متميزًا 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، فإنه 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، فإن الاتجاه يتحول نحو احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه مع إطلاق نماذج أحدث.
وبالنظر إلى المستقبل، يتعاون CHAdeMO ومجلس الكهرباء الصيني (CEC) في تطوير الجيل التالي من معيار شحن السيارات الكهربائية فائق السرعة، والذي انضم إليه الخبراء الدوليون من الأمريكتين وآسيا وأوروبا وأوقيانوسيا. ومن المتوقع أن تقود هذه المبادرة الصناعية الطريق نحو معيار مستقبلي منسق.
موصل GB/T DC
يعد موصل GB/T DC هو المعيار الأساسي للشحن السريع DC في الصين. ويتميز بتصميم ذو تسعة أسنان ويدعم مخرجات الشحن التي تتراوح من 50 كيلووات إلى 350 كيلووات، مما يجعله متعدد الاستخدامات لحالات الاستخدام المختلفة، بدءًا من محطات الشحن الحضرية إلى مناطق خدمة الطرق السريعة. تعمل شواحن GB/T DC الأكثر شيوعًا بقوة 250 أمبير، وهي مناسبة للشحن السريع من المستوى 3.
تعكس موصلات GB/T DC، المصممة خصيصًا للسوق الصينية، تركيز الدولة على كفاءة استخدام الطاقة وقابلية التوسع. وهي غير متوافقة مع موصلات التيار المتردد GB/T، مما يتطلب تصميمات ثنائية المنافذ للمركبات الكهربائية الصينية. ومع ذلك، يظل نظام GB/T فعالاً للغاية داخل السوق المحلية.
موصل تسلا NACS
معيار الشحن في أمريكا الشمالية (NACS) هو موصل شحن المركبات الكهربائية المملوك لشركة Tesla، والذي أصبح معيار الشحن السائد في جميع أنحاء أمريكا الشمالية. ومن المتوقع أن يصبح موصل NACS، الذي تم اعتماده على نطاق واسع من قبل شركات صناعة السيارات الكبرى، هو المعيار العالمي للمنطقة، مع انتقال جميع الشركات المصنعة ومشغلي نقاط الشحن إلى NACS بحلول عام 2025.
تم تصميم موصل NACS للشحن عالي السرعة، ويمكنه توفير ما يصل إلى 250 كيلووات من الطاقة، مما يجعله مناسبًا لمحطات الشحن السكنية والعامة. يتميز الموصل بخمسة دبابيس، ويدعم إصدار التيار المتردد النطاق الحالي من 15 أمبير إلى 48 أمبير، بينما يمكن لإصدار التيار المستمر التعامل مع ما يصل إلى 400 أمبير من التيار، مما يوفر أقصى إخراج يبلغ 250 كيلو واط.
تعمل شبكة الشحن الخاصة بشركة Tesla في ثلاث مناطق رئيسية: أمريكا الشمالية (بما في ذلك اليابان وكوريا الجنوبية)، وأوروبا (مع أوقيانوسيا وشرق آسيا)، والبر الرئيسي للصين. وفي كل من هذه الأسواق، تستخدم تسلا معايير شحن مختلفة. في الصين، تستخدم Tesla معيار GB/T، بينما في أمريكا الشمالية، يكون موصل NACS هو المعيار الافتراضي. في أوروبا، تم تجهيز سيارات Tesla إما بموصل Type 2 (Mennekes) أو CCS Combo 2، مما يضمن التوافق مع البنية التحتية للشحن المحلي.
(شاحن تيار متردد من النوع Injet Swift 2)
دور موصلات الشاحن في النظام البيئي للمركبات الكهربائية
موصل الشاحن هو أكثر من مجرد قابس؛ إنه جزء مهم من البنية التحتية للمركبات الكهربائية. بدءًا من ضمان السلامة والكفاءة أثناء الشحن وحتى تمكين التوافق عبر المركبات والمناطق المختلفة، تلعب هذه الموصلات دورًا محوريًا في النظام البيئي للمركبات الكهربائية. ومع تطور المعايير واكتساب جهود التنسيق زخمًا، سيكون فهم هذه الموصلات أمرًا ضروريًا لجميع أصحاب المصلحة في مجال التنقل الكهربائي.
من خلال التعرف على أنواع موصلات شاحن السيارات الكهربائية المختلفة، يمكنك ضمان تجربة شحن سلسة وفعالة، سواء في المنزل أو أثناء التنقل.