مع تزايد شعبية السيارات الكهربائية، يُعد فهم أنواع محطات الشحن المختلفة أمرًا بالغ الأهمية لكل من مالكي السيارات الكهربائية والشركات التي تقدم خدمات الشحن. تُصنف شواحن السيارات الكهربائية إلى ثلاثة مستويات، ولكل منها اختلافات عديدة في الأبعاد. ومع ذلك، بشكل عام، كلما ارتفع مستوى الشواحن، زادت طاقة الشاحن وزادت سرعة شحنه.
في هذا الدليل التفصيلي، سوف نستكشف المستويات الثلاثة لشواحن السيارات الكهربائية، وخصائصها، وكيفية اختيار محطة الشحن الأكثر ملاءمة للاحتياجات المختلفة.
قبل الخوض في تفاصيل كل مستوى من مستويات الشاحن، من المهم فهمالعوامل الرئيسيةالتي تميزهم:
1. النوع الحاليتستخدم شواحن السيارات الكهربائية إما التيار المتردد (AC) أو التيار المستمر (DC). عادةً ما تكون شواحن التيار المتردد أبطأ، بينما توفر شواحن التيار المستمر أوقات شحن أسرع.
2. جهد الدخل:يشير هذا إلى الجهد المطلوب لتشغيل الشاحن، والذي يختلف اعتمادًا على مستوى الشاحن والموقع الجغرافي.
3. طاقة الخرج: يُقاس هذا بالكيلوواط (kW)، وهو يُشير إلى مقدار الطاقة التي يُوفرها الشاحن للسيارة الكهربائية. كلما زادت الطاقة المُخرجة، زادت سرعة الشحن.
4. متوسط وقت الشحنمتوسط الوقت اللازم لشحن بطارية سيارة كهربائية من 0% إلى الشحن الكامل. يختلف هذا بناءً على مستوى الشاحن، وسعة بطارية السيارة، وعوامل أخرى مثل إمكانيات الشحن الداخلية للسيارة.
شواحن السيارات الكهربائية من المستوى الأول: الحل المنزلي الأساسي
شواحن المستوى الأول هي الخيار الأبسط والأوفر، حيث تستخدم مقبس تيار متردد منزلي قياسي بجهد ١٢٠ فولت في مناطق مثل أمريكا الشمالية. تُقدّم هذه الشواحن عادةً عند شراء سيارة كهربائية، ولا تتطلب أي تركيب خاص، مما يجعلها حلاً اقتصاديًا لمالكي السيارات الكهربائية.
خصائص الشواحن من المستوى 1:
· النوع الحالي:التيار المتردد
· جهد الدخل: 120 فولت (منفذ منزلي مشترك)
· طاقة الإخراج:1 إلى 1.8 كيلو واط
· متوسط وقت الشحن:من 11 إلى 20 ساعة للشحن الكامل
على الرغم من أن هذه الشواحن ملائمة للاستخدام المنزلي، إلا أنها أيضًا الخيار الأبطأ. قد يستغرق الشحن الكامل يومًا كاملاً تقريبًا، مما قد يكون غير مريح للمستخدمين الذين يقودون سياراتهم باستمرار أو يقطعون مسافات طويلة. مع ذلك، تُعد شواحن المستوى 1 كافية لمن لديهم وقت فراغ طويل، مثل الشحن طوال الليل، أو لمن يستخدمون سياراتهم في رحلات يومية قصيرة. تُضاهي قوة شحن المستوى 1 قوة شحن الأجهزة المنزلية الشائعة، مثل صانعة الساندويتشات.
حالة الاستخدام المثالية:
· الاستخدام المنزلي للسائقين العرضيين:إذا كنت تقود لمسافات قصيرة يوميًا ولا تحتاج إلى شحن سريع، فقد يكون الشاحن من المستوى 1 كافيًا.
· خيار منخفض التكلفة، بدون تركيبنظرًا لأن معظم شواحن المستوى 1 تأتي مع السيارة ويتم توصيلها مباشرة بمأخذ قياسي، فلا توجد حاجة إلى تثبيت إضافي أو عمل كهربائي.
شواحن السيارات الكهربائية من المستوى الثاني: الخيار الأمثل للمنازل والشركات
تُمثل شواحن المستوى الثاني نقلة نوعية في سرعة الشحن وإنتاج الطاقة. فهي تعمل بجهد أعلى من شواحن المستوى الأول، حيث تستخدم عادةً 208/240 فولت في أمريكا الشمالية، و230 إلى 400 فولت في أوروبا، حسب ما إذا كان النظام أحادي الطور أو ثلاثي الطور.
خصائص الشواحن من المستوى 2:
· النوع الحالي:التيار المتردد
· جهد الدخل: 208/240 فولت (الولايات المتحدة) و230/400 فولت (أوروبا)
· طاقة الخرج: من 3 إلى 19.2 كيلو وات (الولايات المتحدة) وحتى 22 كيلو وات (أوروبا)
· متوسط وقت الشحن: من 3 إلى 8 ساعات للشحن الكامل
في الولايات المتحدة، تُستخدم شواحن المستوى 2 بشكل شائع في كلٍّ من البيئات السكنية والتجارية. بالنسبة للتطبيقات السكنية، تعمل هذه الشواحن عادةً بجهد 240 فولت، بينما قد تستخدم المواقع التجارية 208 فولت. ومن أمثلة شواحن المستوى 2 السكنية:شاحن منزلي Injet Blazer المستوى 2، وهو مصمم للشحن المنزلي السريع والموثوق. في البيئات التجارية،شاحن Injet Vision EVيعد خيارًا شائعًا لتوفير تحول أسرع في المناطق ذات الحركة المرورية الكثيفة.
في أوروبا، تعمل شواحن المستوى الثاني عادةً بجهد ٢٣٠ فولت للأنظمة أحادية الطور، أو ٤٠٠ فولت للأنظمة ثلاثية الطور، مما يسمح بشحن أسرع. يمكن تركيب هذه الشواحن على أعمدة أو جدران، مما يجعلها مرنة للاستخدام في بيئات تركيب متنوعة.
حالة الاستخدام المثالية:
· الاستخدام المنزلي للمسافرين اليوميين:إذا كنت بحاجة إلى شحن سيارتك الكهربائية طوال الليل أو في غضون ساعات قليلة، توفر شواحن المستوى 2 حلاً أسرع بكثير من المستوى 1.
· الاستخدام التجاري للشحن العام أو في مكان العمل:تعتبر أجهزة الشحن من المستوى 2 مناسبة تمامًا للأماكن التي يترك فيها الأشخاص سياراتهم متوقفة لعدة ساعات، مثل أماكن العمل ومراكز التسوق ومواقف السيارات العامة.
الميزات الإضافية:
· موصل عالمي:تأتي معظم أجهزة الشحن من المستوى 2 في أمريكا الشمالية مزودة بـموصل SAE J1772مما يجعلها متوافقة مع مجموعة واسعة من طرازات السيارات الكهربائية. يُبسّط هذا التوحيد القياسي العملية لكلٍّ من مالكي السيارات الكهربائية والشركات التي تُقدّم محطات الشحن.
شواحن التيار المستمر السريعة (DCFC): الأفضل من حيث السرعة والقوة
شواحن التيار المستمر السريعة، المعروفة أيضًا باسم شواحن DCFC أو المستوى 3، هي أسرع وأقوى شواحن متوفرة حاليًا. بخلاف شواحن المستويين 1 و2 التي تستخدم التيار المتردد، تُوصل أنظمة DCFC التيار المستمر (DC) مباشرةً إلى بطارية السيارة، متجاوزةً محول التيار المتردد إلى تيار مستمر المدمج في السيارة. هذا يسمح بإخراج طاقة أعلى بكثير وتقصير أوقات الشحن بشكل ملحوظ.
خصائص شواحن المستوى 3:
· النوع الحالي:التيار المستمر (DC)
· جهد الدخل:دائرة ثلاثية الطور بجهد 480 فولت تيار متردد (للتحويل إلى تيار مستمر)
· طاقة الإخراج:من 50 إلى 400 كيلو واط
· متوسط وقت الشحن:شحن إلى 80% في 30 دقيقة فقط
توجد عادةً شواحن التيار المستمر السريعة في محطات الراحة على الطرق السريعة ومحطات شحن السيارات الكهربائية وغيرها من المواقع التجارية ذات الحركة المرورية الكثيفة حيث يكون التحول السريع ضروريًا.محطة الشحن السريع Injet Ampax المستوى 3يعد هذا مثالاً رائعًا لشاحن عالي الأداء يوفر طاقة تتراوح من 60 كيلو وات إلى 240 كيلو وات (قابلة للترقية إلى 320 كيلو وات)، مما يسمح للسائقين بإعادة الشحن بسرعة ومواصلة رحلتهم.
حالة الاستخدام المثالية:
· محطات الاستراحة على الطرق السريعة والمواقع التجارية:تعتبر أجهزة الشحن من المستوى 3 مثالية للمواقع التي يحتاج فيها السائقون إلى إعادة شحن سريعة، مثل الطرق السريعة أو في المراكز التجارية المزدحمة.
· عمليات الأسطول:تستفيد الشركات التي تمتلك أساطيل من المركبات الكهربائية من محطات توليد الطاقة الكهربائية المركزية، حيث يمكنها تقليل وقت التوقف عن العمل والحفاظ على المركبات على الطريق.
اعتبارات الصيانة:
على الرغم من قوة شواحن التيار المستمر السريعة، إلا أن صيانتها قد تكون أكثر تعقيدًا من شواحن المستويين 1 و2. تستغرق إجراءات الصيانة التقليدية لشواحن التيار المستمر والكربون ما بين يومين وعشرة أيام، مما قد يُشكل تحديًا للشركات. ومع ذلك، فإن حلولًا مثلInjet Ampaxتم تجهيز هذه الأجهزة بوحدات تحكم طاقة متقدمة، وهي مصممة لإجراء إصلاحات سريعة وفعالة، حيث يتم حل معظم المشكلات في أقل من 8 ساعات. (لمعرفة المزيد →)
اختيار محطة شحن السيارات الكهربائية المناسبة
حلول الشحن المنزلي: المستوى 1 والمستوى 2
بالنسبة للشحن المنزلي، يجد معظم المستخدمين أن شواحن المستوى 2 توفر أفضل توازن بين التكلفة والأداء. توفر هذه الشواحن طاقة كافية لشحن سيارة كهربائية بالكامل طوال الليل، وهو أمر مثالي للسائقين الذين يستخدمون سياراتهم يوميًا. أما من يحتاجون فقط إلى الشحن من حين لآخر أو لديهم عدد أميال أقل يوميًا، فقد يكون شاحن المستوى 1 كافيًا.
حلول الشحن التجاري: المستوى 2 والمستوى 3
ينبغي على الشركات التي تقدم خدمات شحن المركبات الكهربائية النظر في استخدام شواحن من المستوى الثاني والثالث. تُعدّ شواحن المستوى الثاني مثالية للأماكن التي تُركن فيها المركبات لفترات طويلة، مثل مراكز التسوق والفنادق وأماكن العمل. أما في المناطق ذات الحركة المرورية الكثيفة أو استراحات الطرق السريعة، فتُوفّر شواحن المستوى الثالث إمكانيات الشحن السريع التي يتوقعها العملاء، مما يُتيح لهم العودة إلى الطريق بسرعة.