فك شفرة شواحن السيارات الكهربائية: طاقة الشحن مقابل سرعة الشحن

هذا المقال من تأليف【مختبر أبحاث المركبات الكهربائية INJET】يهدف هذا البرنامج إلى تعزيز فهمك لمفاهيم الشحن من خلال شرحها وتوفير المعلومات ذات الصلة. سيساعد ذلك مستخدمي السيارات الكهربائية على اتخاذ قرارات مدروسة عند اختيار أجهزة الشحن المناسبة وتحسين استراتيجيات الشحن الخاصة بهم.

عند الحديث عن سرعة شحن بطارية السيارة الكهربائية، لا بد من استخدام مفهومين أساسيين: طاقة الشحن وسرعة الشحن. يرتبط هذان المفهومان ارتباطًا وثيقًا، لكنهما ليسا مترادفين ولا يمكن الخلط بينهما. لنبدأ بتعريفهما:

الفرق بين القدرة والجهد والتيار

التعريف 1:

أقصى قدرة شحن،يُقاس معدل نقل الطاقة إلى بطارية السيارة الكهربائية بالكيلوواط (kW). ويمكن تشبيهه بمعدل تدفق الماء عبر الخرطوم.

يؤثر ذلك على سرعة شحن البطارية: فكلما زادت الطاقة، زادت سرعة شحن السيارة وقل الوقت الذي ستضطر إلى قضائه في انتظار اكتمال الشحن.

التعريف 2:

سرعة الشحن،يقيس هذا المؤشر، بوحدات ميل/ساعة أو كيلومتر/ساعة، عدد الأميال التي يضيفها شاحن السيارة الكهربائية إلى مدى سيرها في ساعة واحدة. ويمكن تشبيه ذلك بكمية الماء التي يمتلئ بها البرميل في ساعة واحدة.

(شاحن سيارات كهربائية يعمل بالتيار المتردد من نوع Injet Sonic، مثبت على الأرض)

يمكننا إلقاء نظرة فاحصة على كيفية حساب طاقة الشحن:

قدرة الشحن (P) = الجهد (V) × التيار / شدة التيار (I)

• العلاقة بين القدرة والجهد والتيار

لفهم العلاقة بينهما، تخيّل الجهد الكهربائي كفرق الارتفاع في الماء الذي يدفع الإلكترونات للتدفق. ويُظهر التيار الكهربائي قوة هذا التدفق، تمامًا كحجم تدفق الماء. معًا، يُحددان سرعة نقل الطاقة.

المعادلة التي تربط بينهما بسيطة: القدرة (P) = الجهد (V) × التيار (I). وهذا يعني أن زيادة الجهد أو التيار يمكن أن تزيد من قدرة الشحن.

مع ذلك، يُعدّ رفع الجهد الكهربائي أكثر أمانًا من رفع التيار. فالتيار الزائد قد يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الأسلاك وتلف المعدات. لذا، يحرص المهندسون على موازنة الجهد والتيار لضمان كفاءة الشحن وسلامته. 

العوامل المؤثرة على طاقة الشحن

تؤثر قدرة شحن شواحن السيارات الكهربائية بشكل مباشر على سرعة وكفاءة شحن المركبات، وهو ما يمثل مصدر قلق رئيسي للمستخدمين.

(إنجيت سويفت 2.0 قادم قريباً)

دعونا نستكشف العوامل الرئيسية التي تؤثر على طاقة الشحن.

نوع محطة الشحن

تنقسم شواحن السيارات الكهربائية إلى نوعين: شواحن التيار المتردد (AC) وشواحن التيار المستمر (DC). شواحن التيار المتردد ذات استهلاك منخفض للطاقة، وهي مناسبة للشحن في المنزل أو المكتب، وتُعرف أيضًا باسم الشحن الموجه. أما شواحن التيار المستمر فتوجد في الأماكن العامة للشحن السريع، ويُطلق عليها أيضًا اسم الشحن أثناء التنقل.

تتراوح قدرة شحن شواحن التيار المتردد عادةً بين 3 كيلوواط و19.2 كيلوواط في أمريكا الشمالية، وتصل إلى 22 كيلوواط في أوروبا. للحصول على قدرة تزيد عن 11 كيلوواط، ستحتاج إلى توصيل كهربائي ثلاثي الأطوار، وهو مكلف التركيب، وقد لا تدعمه شبكة الكهرباء المحلية. لكن حتى شاحن بقدرة 7 كيلوواط يكفي لشحن الأجهزة المنزلية طوال الليل.

يمكن للمستخدمين الاختيار بناءً على رحلتهم ومستوى البطارية: استخدام الشواحن السريعة عندما تكون البطارية منخفضة والشواحن البطيئة في المنزل لتوفير التكاليف.

· سعة شحن المركبات الكهربائية

تختلف قدرة الشحن القصوى للسيارات الكهربائية باختلاف تصميمها وأنظمة إدارة البطارية. تدعم الطرازات الأحدث عادةً الشحن السريع بالتيار المستمر عالي الطاقة، بينما قد لا تدعم الطرازات الأقدم سوى الشحن بالتيار المتردد منخفض الطاقة.

على سبيل المثال، إذا تم ضبط نظام إدارة البطارية (BMS) في سيارة كهربائية على طاقة شحن قصوى تبلغ 60 كيلوواط، فهذا يعني أن السيارة يمكنها استقبال ما يصل إلى 60 كيلوواط في الظروف المثالية. أما إذا استخدمت محطة شحن بقدرة 30 كيلوواط، فستكون سرعة الشحن محدودة بقدرة تلك المحطة. توفر Injet مجموعة متنوعة من شواحن السيارات الكهربائية بمستويات طاقة مختلفة، مما يتيح للمستخدمين اختيار الشاحن الأنسب لاحتياجاتهم ومتوافقًا مع سياراتهم لتحقيق كفاءة شحن مثالية.

· ظروف درجة الحرارة

تعمل البطاريات بكفاءة مثالية ضمن نطاق درجة حرارة محدد. قد تؤثر درجات الحرارة القصوى على الأداء، وقد تدفع السيارة إلى الحد من سرعة الشحن لحماية البطارية.

يُنصح بتجنب الشحن عالي الطاقة عندما تكون البطارية ساخنة والسماح لها بالتبريد أولاً من أجل السلامة.

إضافةً إلى هذه العوامل، تُعدّ القدرة القصوى لمحطة الشحن، وحالة بطارية السيارة الكهربائية، وظروف الشبكة الكهربائية عوامل مهمة أيضاً. يساعد فهم هذه التفاصيل المستخدمين على شحن سياراتهم بكفاءة والحفاظ عليها، ما يُحسّن تجربة القيادة بشكل عام.

في عالمنا سريع التطور، أصبحت كفاءة الشحن عاملاً حاسماً في تقييم تجربة المستخدم مع الأجهزة الإلكترونية. لم تقتصر التطورات التكنولوجية المتواصلة على تلبية طلب المستخدمين على الشحن السريع فحسب، بل دفعت أيضاً قطاع السيارات الكهربائية بأكمله نحو كفاءة أعلى في استهلاك الطاقة. في المقال التالي، سنتعمق في قدرة الشحن لأنواع مختلفة من شواحن السيارات الكهربائية. تابعونا لنكشف أسرار عالم محطات الشحن ونساهم في تعزيز السفر الصديق للبيئة!