من الواضح أن BEV هو الاتجاه السائد في صناعة السيارات التي تعمل بالطاقة الجديدة. نظرًا لأنه لا يمكن حل مشكلات البطارية في فترة قصيرة، فقد تم تجهيز مرافق الشحن على نطاق واسع للتخلص من اهتمام السيارة بالشحن. موصل الشحن هو المكونات الأساسية لمحطات الشحن وتختلف من دولة إلى أخرى، وقد واجهت بالفعل حالة من الصراع المباشر. هنا، نود أن نحدد معايير الموصلات حول العالم.
كومبو
يسمح Combo بالشحن ببطء وسرعة، وهو المقبس الأكثر استخدامًا في أوروبا، بما في ذلك Audi وBMW وChrysler وDaimler وFord وGM وPorsche وVolkswagen المجهزة بواجهة شحن SAE (جمعية مهندسي السيارات).
في 2ndفي أكتوبر 2012، أصبح إصدار SAE J1772 الذي تم التصويت عليه من قبل الأعضاء المعنيين في لجنة SAE، هو معيار الشحن الرسمي الوحيد بالتيار المستمر في العالم. استنادًا إلى الإصدار المنقح من J1772، يعد Combo Connector هو المعيار الأساسي للشحن السريع بالتيار المستمر.
حدد الإصدار السابق (الذي تمت صياغته في عام 2010) من هذا المعيار مواصفات موصل J1772 المستخدم لشحن التيار المتردد. تم استخدام هذا الموصل على نطاق واسع، وهو متوافق مع Nissan Leaf وChevrolet Volt وMitsubishi i-MiEV. في حين أن الإصدار الجديد، بالإضافة إلى وجود جميع الوظائف السابقة، مع دبوسين آخرين، وهو خاص للشحن السريع بالتيار المستمر، لا يمكن توصيله متوافق مع BEVs القديمة المنتجة الآن.
الميزة: أعظم فائدة لموصل Combo Connector هو أن صانع السيارات يحتاج فقط إلى تعديل مقبس واحد قادر على كل من التيار المستمر والتيار المتردد، والشحن بسرعتين مختلفتين.
العيب: يتطلب وضع الشحن السريع أن توفر محطة الشحن ما يصل إلى 500 فولت و200 أمبير.
تسلا
لدى Tesla معيار شحن خاص بها، والذي يدعي أنها تستطيع شحن أكثر من 300 كيلومتر في 30 دقيقة. لذلك، يمكن أن تصل السعة القصوى لمقبس الشحن الخاص به إلى 120 كيلو واط، والحد الأقصى للتيار 80 أمبير.
لدى تسلا 908 محطة شحن فائقة في الولايات المتحدة في الوقت الحاضر. للدخول إلى السوق الصينية، لديها 7 مجموعات من محطات الشحن الفائقة الموجودة في شنغهاي (3)، بكين (2)، هانغتشو (1)، شنتشن (1). علاوة على ذلك، من أجل الاندماج بشكل أفضل مع المناطق، تخطط تسلا للتخلي عن السيطرة على معايير الشحن الخاصة بها واعتماد معايير محلية، وهو ما تفعله بالفعل في الصين.
الميزة: تكنولوجيا متقدمة مع كفاءة شحن عالية.
السلبيات: خلافًا لمعايير كل دولة، من الصعب زيادة المبيعات دون التنازل؛ وفي حالة التسوية، ستنخفض كفاءة الشحن. إنهم في مأزق.
CCS (نظام الشحن المشترك)
أطلقت شركات فورد وجنرال موتورز وكرايسلر وأودي وبي إم دبليو ومرسيدس بنز وفولكس فاجن وبورشه "نظام الشحن المشترك" في عام 2012 في محاولة لتغيير المعايير المربكة لمنافذ الشحن. "نظام الشحن المشترك" أو المعروف بـ CCS.
قامت CCS بتوحيد جميع واجهات الشحن الحالية، وبهذه الطريقة، يمكنها شحن شحن تيار متردد أحادي الطور، وشحن تيار متردد سريع ثلاثي الطور، وشحن تيار مستمر للاستخدام السكني، وشحن تيار مستمر فائق السرعة بواجهة واحدة.
باستثناء SAE، اعتمدت ACEA (رابطة مصنعي السيارات الأوروبية) CCS كواجهة شحن DC/AC أيضًا. يتم استخدامه لجميع السيارات الكهربائية في أوروبا اعتبارًا من عام 2017. منذ أن وحدت ألمانيا والصين معايير السيارات الكهربائية، انضمت الصين إلى هذا النظام أيضًا، فقد وفرت فرصًا غير مسبوقة للسيارات الكهربائية الصينية. تنتمي سيارات ZINORO 1E وAudi A3e-tron وBAIC E150EV وBMW i3 وDENZA وVolkswagen E-UP وChangan EADO وSMART إلى معيار "CCS".
الميزة: 3 شركات ألمانية لصناعة السيارات: BMW وDaimler وVolkswagen - ستزيد استثماراتها في السيارات الكهربائية الصينية، وقد تكون معايير CCS أكثر فائدة للصين.
العيب: مبيعات السيارة الكهربائية التي تدعم معيار CCS صغيرة أو تم طرحها للتو في السوق.
تشاديمو
CHAdeMO هو اختصار CHARge de Move، وهو المقبس الذي تدعمه نيسان وميتسوبيشي. ترجمة ChAdeMO من اليابانية، المعنى هو "جعل وقت الشحن قصيرًا مثل استراحة الشاي". يمكن أن يوفر مقبس الشحن السريع DC سعة شحن تصل إلى 50 كيلو وات بحد أقصى.
تشمل السيارات الكهربائية التي تدعم معيار الشحن هذا: Nissan Leaf، وMitsubishi Outlander PEV، وCitroen C-ZERO، وPeugeot Ion، وCitroen Berlingo، وPeugeot Partner، وMitsubishi i-MiEV، وMitsubishi MINICAB-MiEV، وMitsubishi MINICAB-MiEV، وHonda FIT EV، وMazda. DEMIOEV وSubaru Stella PEV وNissan Eev200 وما إلى ذلك. لاحظ أن كل من Nissan Leaf وMitsubishi i-MiEV لهما مقبسان شحن مختلفان، أحدهما هو J1772 وهو موصل Combo في الجزء الأول، والآخر هو CHAdeMO.
تظهر طريقة شحن CHAdeMO كما هو موضح في الصورة أدناه، ويتم التحكم في التيار بواسطة إشارة ناقل CAN. وهذا يعني أنه أثناء مراقبة حالة البطارية، وحساب التيار الذي يحتاجه الشاحن في الوقت الفعلي وإرسال إشعارات إلى الشاحن عبر CAN، يتلقى الشاحن أمر التيار من السيارة على الفور، ويوفر تيار الشحن وفقًا لذلك.
من خلال نظام إدارة البطارية، تتم مراقبة حالة البطارية بينما يتم التحكم في التيار في الوقت الفعلي، مما يحقق الوظائف المطلوبة للشحن السريع والآمن بشكل كامل، ويضمن عدم تقييد الشحن بتعدد استخدامات البطارية. هناك 1154 محطة شحن متاحة للاستخدام والتي تم تركيبها وفقًا لـ CHAdeMO في اليابان. تُستخدم محطات الشحن CHAdeMO على نطاق واسع في الولايات المتحدة أيضًا، حيث يوجد 1344 محطة شحن سريع تعمل بالتيار المتردد وفقًا لأحدث البيانات الصادرة عن وزارة الطاقة الأمريكية.
الميزة: باستثناء خطوط التحكم في البيانات، يستخدم CHAdeMO ناقل CAN كواجهة اتصال، نظرًا لقدرته الفائقة على مقاومة الضوضاء وقدرته العالية على اكتشاف الأخطاء، فهو يتميز بالاتصال المستقر والموثوقية العالية. لقد تم الاعتراف بسجل سلامة الشحن الجيد من قبل الصناعة.
العيب: التصميم الأولي لطاقة الإخراج هو 100 كيلو وات، وقابس الشحن ثقيل جدًا، والطاقة في جانب السيارة 50 كيلو وات فقط.
جيجابايت/T20234
أصدرت الصين المقابس ومنافذ المقابس ومقرنات المركبات ومداخل المركبات للشحن الموصل للسيارات الكهربائية - المتطلبات العامة في عام 2006 (GB/T20234-2006)، تحدد هذه المواصفة القياسية طريقة أنواع الاتصال لتيار الشحن 16A و32A و250A AC و تيار الشحن 400A DC يعتمد بشكل أساسي على معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) في عام 2003. لكن هذا المعيار لا يحدد عدد دبابيس التوصيل والحجم الفعلي والواجهة الخاصة بواجهة الشحن.
في عام 2011، أصدرت الصين المعيار الموصى به GB/T20234-2011، واستبدلت بعض محتويات GB/T20234-2006، وتنص على أن الجهد المقنن للتيار المتردد يجب ألا يتجاوز 690 فولت، والتردد 50 هرتز، ويجب ألا يتجاوز التيار المقنن 250 أمبير؛ يجب ألا يتجاوز جهد التيار المستمر المقنن 1000 فولت ويجب ألا يتجاوز التيار المقنن 400 أمبير.
الميزة: بالمقارنة مع إصدار 2006 GB/T، فقد قام بمعايرة المزيد من التفاصيل حول معلمات واجهة الشحن.
العيب: المعيار لا يزال غير شامل. وهو معيار موصى به، وليس إلزاميا.
نظام الشحن من الجيل الجديد "Chaoji".
في عام 2020، أطلق مجلس الطاقة الكهربائية الصيني واتفاقية CHAdeMO بشكل مشترك بحث مسار تطوير التصنيع "Chaoji"، وأصدرا على التوالي الكتاب الأبيض حول تقنية الشحن الموصل "Chaoji" للسيارات الكهربائية ومعيار CHAdeMO 3.0.
يمكن أن يكون نظام الشحن "Chaoji" متوافقًا مع السيارات الكهربائية القديمة والمطورة حديثًا. تم تطوير مخطط دائرة تحكم وتوجيه جديد، وإضافة إشارة العقدة الصلبة، عند حدوث خطأ، يمكن استخدام الإشارة لإبلاغ الطرف الآخر بسرعة لإجراء استجابة سريعة في الوقت المناسب لضمان سلامة الشحن. إنشاء نموذج أمان للنظام بأكمله، وتحسين أداء مراقبة العزل، وتحديد سلسلة من مشكلات السلامة مثل I2T، والسعة Y، واختيار موصل PE، والحد الأقصى لسعة الدائرة القصيرة وانقطاع سلك PE. وفي الوقت نفسه، تم إعادة تقييم وإعادة تصميم نظام الإدارة الحرارية، واقتراح طريقة اختبار لموصل الشحن.
تستخدم واجهة الشحن "Chaoji" تصميم وجه نهائي ذو 7 سنون بجهد يصل إلى 1000 (1500) فولت وتيار أقصى يبلغ 600 أمبير. تم تصميم واجهة الشحن "Chaoji" لتقليل الحجم الإجمالي وتحسين تحمل الملاءمة و تقليل حجم محطة الطاقة لتلبية متطلبات السلامة IPXXB. وفي الوقت نفسه، يعمل تصميم دليل الإدخال المادي على تعميق عمق الإدخال للواجهة الأمامية للمقبس، بما يتماشى مع متطلبات بيئة العمل.
نظام الشحن "Chaoji" ليس مجرد واجهة شحن عالية الطاقة، بل هو مجموعة من حلول الشحن المنهجية بالتيار المستمر للمركبات الكهربائية، بما في ذلك دائرة التحكم والتوجيه، وبروتوكول الاتصال، وتصميم وتوافق أجهزة التوصيل، وسلامة نظام الشحن، والإدارة الحرارية تحت ظروف الطاقة العالية، وما إلى ذلك. يعد نظام الشحن "Chaoji" مشروعًا موحدًا للعالم، بحيث يمكن تطبيق نفس السيارة الكهربائية في بلدان مختلفة على نظام الشحن في البلدان المقابلة.
خاتمة
في الوقت الحاضر، نظرًا لاختلاف العلامات التجارية للمركبات الكهربائية، تختلف معايير معدات الشحن المطبقة، ولا يمكن لنوع واحد من موصلات الشحن تلبية جميع الطرز. وبالإضافة إلى ذلك، فإن تكنولوجيا مركبات الطاقة الجديدة لا تزال في طور النضج. لا تزال محطات الشحن وأنظمة توصيل الشحن في العديد من شركات تصنيع السيارات تواجه مشكلات مثل تصميم المنتج غير المستقر، ومخاطر السلامة، والشحن غير الطبيعي، وعدم توافق السيارة والمحطات، ونقص معايير الاختبار وما إلى ذلك في التطبيق العملي والشيخوخة البيئية.
في الوقت الحاضر، أدركت شركات صناعة السيارات في جميع أنحاء العالم تدريجياً أن "المعيار" هو العامل الرئيسي لتطوير المركبات الكهربائية. وفي السنوات الأخيرة، تحولت معايير فرض الرسوم العالمية تدريجياً من "التنويع" إلى "المركزية". ومع ذلك، من أجل تحقيق معايير الشحن الموحدة حقًا، بالإضافة إلى معايير الواجهة، هناك حاجة أيضًا إلى معايير الاتصال الحالية. يرتبط الأول بما إذا كان المفصل مناسبًا أم لا، بينما يؤثر الأخير على إمكانية تنشيط القابس عند إدخاله. لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل توحيد معايير شحن المركبات الكهربائية بشكل كامل، ويتعين على شركات صناعة السيارات والحكومات بذل المزيد من الجهد لفتح موقفها لجعل المركبات الكهربائية تدوم لفترة طويلة. ومن المتوقع أن تلعب الصين، كدولة رائدة في الترويج لمعيار تكنولوجيا الشحن الموصل "Chaoji" للمركبات الكهربائية، دورًا أكبر في المستقبل.