تتوفر موصلات شحن المركبات الكهربائية بأشكال وأحجام عديدة.

أصبحت السيارات الكهربائية شائعة الآن على طرقنا، ويجري بناء بنية تحتية للشحن في جميع أنحاء العالم لخدمتها. إنها بمثابة الكهرباء في محطة وقود، وقريبًا، ستكون في كل مكان.
لكن هذا يثير تساؤلاً مثيراً للاهتمام. فمضخات الهواء ببساطة تصب السائل في الثقوب، وقد تم توحيدها إلى حد كبير لفترة طويلة. لكن الأمر ليس كذلك في عالم شواحن السيارات الكهربائية، لذا دعونا نتعمق في الوضع الحالي.

شهدت تكنولوجيا السيارات الكهربائية تطوراً سريعاً منذ أن أصبحت شائعة الاستخدام خلال العقد الماضي تقريباً. ونظراً لأن معظم السيارات الكهربائية لا تزال ذات مدى محدود، فقد طوّرت شركات صناعة السيارات على مر السنين سيارات ذات شحن أسرع لتحسين أدائها العملي. ويتحقق ذلك من خلال تحسينات في البطارية، وأجهزة التحكم، والبرمجيات. وقد تطورت تكنولوجيا الشحن إلى درجة أن أحدث السيارات الكهربائية يمكنها الآن إضافة مئات الأميال إلى مداها في غضون 20 دقيقة فقط.

ومع ذلك، يتطلب شحن السيارة الكهربائية بهذه السرعة كمية كبيرة من الكهرباء. ونتيجة لذلك، تعمل شركات صناعة السيارات والمجموعات الصناعية على تطوير معايير شحن جديدة لتوفير تيار عالٍ لبطاريات السيارات المتطورة بأسرع وقت ممكن.
كدليل إرشادي، يمكن لمأخذ كهربائي منزلي نموذجي في الولايات المتحدة أن يوفر 1.8 كيلوواط. ويستغرق شحن سيارة كهربائية حديثة من مثل هذا المأخذ المنزلي 48 ساعة أو أكثر.
على النقيض من ذلك، يمكن لمنافذ شحن السيارات الكهربائية الحديثة أن تحمل طاقة تتراوح بين 2 كيلوواط و350 كيلوواط في بعض الحالات، وتتطلب موصلات متخصصة للغاية للقيام بذلك. وقد ظهرت معايير مختلفة على مر السنين مع سعي شركات صناعة السيارات إلى تزويد المركبات بمزيد من الطاقة بسرعات أعلى. دعونا نلقي نظرة على الخيارات الأكثر شيوعًا اليوم.
تم نشر معيار SAE J1772 في يونيو 2001، ويُعرف أيضًا باسم قابس J. يدعم الموصل ذو الخمسة دبابيس شحن التيار المتردد أحادي الطور بقدرة 1.44 كيلوواط عند توصيله بمأخذ كهربائي منزلي قياسي، ويمكن رفع هذه القدرة إلى 19.2 كيلوواط عند تركيبه على محطة شحن سيارات كهربائية عالية السرعة. ينقل هذا الموصل طاقة التيار المتردد أحادي الطور عبر سلكين، والإشارات عبر سلكين آخرين، أما السلك الخامس فهو مخصص للتأريض الوقائي.
بعد عام 2006، أصبح قابس J إلزاميًا لجميع المركبات الكهربائية المباعة في كاليفورنيا وسرعان ما أصبح شائعًا في الولايات المتحدة واليابان، مع انتشاره في أسواق عالمية أخرى.
تم اقتراح موصل النوع الثاني، المعروف أيضًا باسم مُصنِّعه، شركة مينيكس الألمانية، لأول مرة عام 2009 كبديل لمعيار SAE J1772 الأوروبي. تتمثل ميزته الرئيسية في تصميمه ذي السبعة دبابيس، والذي يمكنه نقل طاقة التيار المتردد أحادي الطور أو ثلاثي الأطوار، مما يسمح بشحن المركبات بقدرة تصل إلى 43 كيلوواط. عمليًا، لا تتجاوز قدرة العديد من شواحن النوع الثاني 22 كيلوواط. وكما هو الحال في معيار J1772، يحتوي هذا الموصل أيضًا على دبوسين لإشارات ما قبل الإدخال وما بعده. كما يحتوي على سلك تأريض، وسلك محايد، وثلاثة موصلات لأطوار التيار المتردد الثلاثة.
في عام 2013، اختار الاتحاد الأوروبي مقابس النوع 2 كمعيار جديد ليحل محل J1772 وموصلات النوع 3A و3C المتواضعة التابعة لتحالف مقابس السيارات الكهربائية لتطبيقات شحن التيار المتردد. ومنذ ذلك الحين، تم قبول الموصل على نطاق واسع في السوق الأوروبية وهو متوفر أيضًا في العديد من المركبات في السوق الدولية.
نظام الشحن المدمج (CCS) يستخدم موصلًا "مدمجًا" يسمح بالشحن بالتيار المستمر والتيار المتردد. صدر هذا المعيار في أكتوبر 2011، وهو مصمم لتسهيل تطبيق الشحن السريع بالتيار المستمر في المركبات الجديدة. ويمكن تحقيق ذلك بإضافة زوج من موصلات التيار المستمر إلى موصل التيار المتردد الحالي. يوجد نوعان رئيسيان من نظام الشحن المدمج: موصل Combo 1 وموصل Combo 2.
تم تجهيز وحدة Combo 1 بموصل تيار متردد من النوع J1772 وموصلين كبيرين للتيار المستمر. لذلك، يمكن توصيل مركبة مزودة بموصل CCS Combo 1 بشاحن J1772 للشحن بالتيار المتردد، أو بموصل Combo 1 للشحن السريع بالتيار المستمر. هذا التصميم مناسب للمركبات في السوق الأمريكية، حيث أصبحت موصلات J1772 شائعة الاستخدام.
تتميز موصلات Combo 2 بموصل Mennekes متصل بموصلين كبيرين للتيار المستمر. بالنسبة للسوق الأوروبية، يسمح هذا للسيارات المزودة بمقابس Combo 2 بالشحن على تيار متردد أحادي أو ثلاثي الأطوار عبر موصل Type 2، أو الشحن السريع بالتيار المستمر عن طريق الاتصال بموصل Combo 2.
يسمح نظام CCS بالشحن بالتيار المتردد وفقًا لمعيار J1772 أو الموصل الفرعي Mennekes المدمج في التصميم. ومع ذلك، عند استخدامه للشحن السريع بالتيار المستمر، فإنه يسمح بمعدلات شحن فائقة السرعة تصل إلى 350 كيلو وات.
تجدر الإشارة إلى أن الشاحن السريع للتيار المستمر المزود بموصل Combo 2 يلغي وصلة الطور والحيادي للتيار المتردد في الموصل لعدم الحاجة إليهما. أما موصل Combo 1 فيبقي عليهما، على الرغم من عدم استخدامهما. ويعتمد كلا التصميمين على نفس دبابيس الإشارة المستخدمة في موصل التيار المتردد للتواصل بين السيارة والشاحن.
باعتبارها واحدة من الشركات الرائدة في مجال السيارات الكهربائية، شرعت تسلا في تصميم موصلات الشحن الخاصة بها لتلبية احتياجات سياراتها. وقد تم إطلاق ذلك كجزء من شبكة الشحن الفائق من تسلا، والتي تهدف إلى بناء شبكة شحن سريع لدعم سيارات الشركة مع القليل من البنية التحتية الأخرى أو بدونها.
بينما تقوم الشركة بتجهيز سياراتها بموصلات من النوع 2 أو CCS في أوروبا، تستخدم تسلا في الولايات المتحدة معيار منفذ الشحن الخاص بها. ويمكنه دعم كل من الشحن أحادي الطور وثلاثي الطور بالتيار المتردد، بالإضافة إلى الشحن عالي السرعة بالتيار المستمر في محطات الشحن الفائق من تسلا.
كانت محطات الشحن السريع الأصلية من تسلا توفر ما يصل إلى 150 كيلوواط لكل سيارة، ولكن الطرازات اللاحقة ذات الطاقة المنخفضة للمناطق الحضرية كان لها حد أدنى يبلغ 72 كيلوواط. ويمكن لأحدث أجهزة الشحن من الشركة أن توفر ما يصل إلى 250 كيلوواط من الطاقة للمركبات المجهزة بشكل مناسب.
أصدرت إدارة التقييس الصينية معيار GB/T 20234.3 الذي يغطي الموصلات القادرة على الشحن السريع أحادي الطور للتيار المتردد والتيار المستمر في آن واحد. هذا المعيار غير معروف على نطاق واسع خارج سوق السيارات الكهربائية الصينية الفريدة، وهو مصمم للعمل بجهد يصل إلى 1000 فولت تيار مستمر و250 أمبير، وبسرعات شحن تصل إلى 250 كيلوواط.
من غير المرجح أن تجد هذا المنفذ في مركبة غير مصنعة في الصين، أو مصممة لسوق الصين الخاص أو الدول التي تربطها بها علاقات تجارية وثيقة.
لعل التصميم الأكثر إثارة للاهتمام في هذا المنفذ هو دبابيس A+ و A-. وهي مصنفة لفولتية تصل إلى 30 فولت وتيارات تصل إلى 20 أمبير. ويتم وصفها في المعيار بأنها "طاقة مساعدة منخفضة الجهد للمركبات الكهربائية يتم توفيرها بواسطة أجهزة الشحن الخارجية".
لا يتضح من الترجمة وظيفتها بالتحديد، ولكن يُحتمل أنها مصممة للمساعدة في تشغيل سيارة كهربائية ببطارية فارغة تمامًا. عندما تنفد كل من بطارية الجر وبطارية 12 فولت في السيارة الكهربائية، قد يصعب شحنها لأن إلكترونيات السيارة لا تستطيع الاتصال بالشاحن. كما لا يمكن تنشيط الموصلات لتوصيل وحدة الجر بالأنظمة الفرعية المختلفة للسيارة. من المرجح أن هذين الموصلين مصممان لتوفير طاقة كافية لتشغيل إلكترونيات السيارة الأساسية وتزويد الموصلات بالطاقة، بحيث يمكن شحن بطارية الجر الرئيسية حتى في حالة توقف السيارة تمامًا. إذا كانت لديكم معلومات إضافية حول هذا الموضوع، فشاركونا بها في التعليقات.
CHAdeMO هو معيار توصيل للسيارات الكهربائية، يُستخدم بشكل أساسي في تطبيقات الشحن السريع. يمكنه توفير طاقة تصل إلى 62.5 كيلوواط من خلال موصله الفريد. وهو أول معيار مصمم لتوفير الشحن السريع بالتيار المستمر للسيارات الكهربائية (بغض النظر عن الشركة المصنعة)، ويحتوي على منافذ ناقل CAN للتواصل بين السيارة والشاحن.
طُرح هذا المعيار للاستخدام العالمي في عام 2010 بدعم من شركات صناعة السيارات اليابانية. ومع ذلك، لم ينتشر هذا المعيار على نطاق واسع إلا في اليابان، بينما لا تزال أوروبا تستخدم النوع 2، وتستخدم الولايات المتحدة معيار J1772 وموصلات تسلا الخاصة. في مرحلة ما، فكر الاتحاد الأوروبي في فرض التخلص التدريجي الكامل من شواحن CHAdeMO، لكنه قرر في النهاية اشتراط أن تحتوي محطات الشحن على موصلات من النوع 2 أو Combo 2 على الأقل.
أُعلن في مايو 2018 عن تحديث متوافق مع الإصدارات السابقة، يسمح لشواحن CHAdeMO بتوفير طاقة تصل إلى 400 كيلوواط، متجاوزةً بذلك موصلات CCS المستخدمة حاليًا. ويرى مؤيدو CHAdeMO أن جوهرها يكمن في كونها معيارًا عالميًا موحدًا، وليس اختلافًا بين معايير CCS الأمريكية والأوروبية. ومع ذلك، لم تلقَ رواجًا كبيرًا خارج السوق اليابانية.
يخضع معيار CHAdeMo 3.0 للتطوير منذ عام 2018. ويُطلق عليه اسم ChaoJi، ويتميز بتصميم موصل جديد ذي 7 دبابيس تم تطويره بالتعاون مع إدارة التقييس الصينية. ويهدف إلى زيادة معدل الشحن إلى 900 كيلوواط، والعمل عند 1.5 كيلو فولت، وتوفير 600 أمبير كاملة من خلال استخدام كابلات مبردة بالسوائل.
أثناء قراءتك لهذا، قد يتبادر إلى ذهنك أنه أينما تقود سيارتك الكهربائية الجديدة، ستجد العديد من معايير الشحن المختلفة التي ستسبب لك المتاعب. لحسن الحظ، ليس الأمر كذلك. فمعظم المناطق القضائية تسعى جاهدة لدعم معيار شحن واحد مع استبعاد معظم المعايير الأخرى، مما يجعل معظم السيارات وأجهزة الشحن في منطقة معينة متوافقة. بالطبع، تُعدّ تسلا في الولايات المتحدة استثناءً، لكنها تمتلك أيضًا شبكة شحن خاصة بها.
على الرغم من وجود بعض الأشخاص الذين يستخدمون الشاحن الخاطئ في المكان والوقت غير المناسبين، إلا أنه بإمكانهم عادةً استخدام نوع من المحولات عند الحاجة. وفي المستقبل، ستلتزم معظم السيارات الكهربائية الجديدة بنوع الشواحن المعتمدة في مناطق بيعها، مما يُسهّل الأمر على الجميع.
أصبح معيار الشحن العالمي الآن هو USB-Cيجب شحن جميع الأجهزة باستخدام منفذ USB-C، دون استثناء. أتخيل قابسًا للسيارات الكهربائية بقدرة 100 كيلوواط، وهو عبارة عن مجموعة من 1000 موصل USB-C مدمجة في قابس واحد تعمل بالتوازي. باستخدام المواد المناسبة، قد تتمكن من إبقاء الوزن أقل من 50 كيلوغرامًا (110 أرطال) لسهولة الاستخدام.
تتمتع العديد من السيارات الهجينة القابلة للشحن والسيارات الكهربائية بقدرة سحب تصل إلى 1000 رطل، لذا يمكنك استخدام مقطورة لنقل مجموعة المحولات والمحولات الكهربائية. كما يبيع متجر بيفي مارت مولدات كهربائية هذا الأسبوع إذا كان لديك بضع مئات من أوزان المركبات الإجمالية المسموح بها فائضة.
في أوروبا، تتجاهل مراجعات النوع 1 (SAE J1772) و CHAdeMO تمامًا حقيقة أن سيارتي نيسان ليف وميتسوبيشي أوتلاندر PHEV، وهما من أكثر السيارات الكهربائية مبيعًا، مجهزتان بهذه الموصلات.
تُستخدم هذه الموصلات على نطاق واسع ولن تختفي. في حين أن النوع 1 والنوع 2 متوافقان على مستوى الإشارة (مما يسمح باستخدام كابل قابل للفصل من النوع 2 إلى النوع 1)، فإن موصلات CHAdeMO وCCS غير متوافقة. لا تملك LEAF طريقة عملية للشحن عبر CCS.
إذا لم يعد الشاحن السريع متوافقًا مع معيار CHAdeMO، فسأفكر جدياً في العودة إلى سيارة الاحتراق الداخلي للرحلات الطويلة والاحتفاظ بسيارتي LEAF للاستخدام المحلي فقط.
أملك سيارة أوتلاندر PHEV. استخدمت خاصية الشحن السريع بالتيار المستمر عدة مرات، فقط لتجربتها عندما تتوفر لي عروض الشحن المجاني. صحيح أنها تستطيع شحن البطارية إلى 80% في 20 دقيقة، لكن هذا يكفي لمنح السيارة مدى قيادة كهربائي يصل إلى 20 كيلومترًا تقريبًا.
تعتمد العديد من أجهزة الشحن السريع بالتيار المستمر على سعر ثابت، لذا قد تدفع ما يقارب 100 ضعف فاتورة الكهرباء العادية مقابل 20 كيلومترًا، وهو مبلغ يفوق بكثير ما تدفعه لو كنت تقود سيارتك بالبنزين فقط. كما أن أجهزة الشحن التي تعمل بالدقيقة ليست أفضل حالًا، إذ أنها محدودة بقدرة 22 كيلوواط.
أحب سيارتي أوتلاندر لأن وضع القيادة الكهربائية يغطي رحلة تنقلي بالكامل، لكن ميزة الشحن السريع بالتيار المستمر عديمة الفائدة تمامًا.
ينبغي أن يظل موصل CHAdeMO كما هو في جميع الأوراق (الورقة؟)، ولكن لا تهتم بـ Outlanders.
تبيع تسلا أيضًا محولات تسمح لها باستخدام J1772 (بالطبع) وCHAdeMO (وهذا مثير للدهشة). وقد أوقفت الشركة لاحقًا إنتاج محول CHAdeMO واستبدلته بمحول CCS... ولكن فقط لسيارات محددة وفي أسواق معينة. ويبدو أن المحول المطلوب لشحن سيارات تسلا الأمريكية من شاحن CCS من النوع 1 المزود بمقبس شحن تسلا فائق السرعة (Tesla Supercharger) يُباع فقط في كوريا (!) ويعمل فقط مع أحدث السيارات. https://www.youtube.com/watch?v=584HfILW38Q
أعلنت شركة أمريكان باور وحتى شركة نيسان أنهما بصدد التخلص التدريجي من محرك تشاديمو لصالح محرك CCS. ستكون سيارة نيسان آريا الجديدة مزودة بمحرك CCS، وسيتم إيقاف إنتاج سيارة ليف قريباً.
ابتكرت شركة Muxsan الهولندية المتخصصة في السيارات الكهربائية ملحق CCS ​​لسيارة نيسان ليف ليحل محل منفذ التيار المتردد. يتيح هذا الملحق الشحن من النوع 2 للتيار المتردد وCCS2 للتيار المستمر مع الحفاظ على منفذ CHAdeMo.
أعرف الأرقام 123 و386 و356 دون النظر إليها. في الواقع، لقد خلطت بين الرقمين الأخيرين، لذا أحتاج إلى التحقق.
نعم، بل وأكثر من ذلك عندما تفترض أنه مرتبط بالسياق... لكن كان عليّ النقر عليه بنفسي، وأعتقد أنه هو المطلوب، لكن الرقم لا يعطيني أي فكرة على الإطلاق.
دخل موصل CCS2/Type 2 إلى الولايات المتحدة الأمريكية كمعيار J3068. يُستخدم هذا الموصل في المركبات الثقيلة، حيث يوفر التيار ثلاثي الأطوار سرعات أعلى بكثير. يتميز J3068 بجهد أعلى من Type 2، إذ يصل إلى 600 فولت بين الأطوار. الشحن بالتيار المستمر مماثل لـ CCS2. تتطلب الفولتيات والتيارات التي تتجاوز معايير Type 2 إشارات رقمية لتمكين المركبة وجهاز شحن المركبات الكهربائية من تحديد التوافق. عند تيار محتمل يبلغ 160 أمبير، يمكن لـ J3068 توفير طاقة تيار متردد تصل إلى 166 كيلوواط.
في الولايات المتحدة، تستخدم تسلا معيارها الخاص لمنافذ الشحن. ويمكنها دعم كل من الشحن أحادي الطور وثلاثي الأطوار بالتيار المتردد.
إنه أحادي الطور فقط. إنه في الأساس عبارة عن قابس J1772 بتصميم مختلف مع إضافة وظائف التيار المستمر.
يدعم بروتوكول J1772 (CCS من النوع 1) التيار المستمر، لكنني لم أرَ أي شيء يُطبّقه. يحتوي بروتوكول J1772 "البسيط" على قيمة "الوضع الرقمي مطلوب"، و"النوع 1 DC" يعني وجود تيار مستمر على دبابيس L1/L2. يتطلب "النوع 2 DC" دبابيس إضافية للموصل المُدمج.
لا تدعم موصلات تسلا الأمريكية التيار المتردد ثلاثي الأطوار. يخلط المؤلفون بين الموصلات الأمريكية والأوروبية، فالأخيرة (المعروفة أيضًا باسم CCS Type 2) تدعم ذلك.
في موضوع ذي صلة: هل يُسمح للسيارات الكهربائية بالسير على الطرق دون دفع ضريبة الطرق؟ إذا كان الأمر كذلك، فلماذا؟ بافتراض وجود يوتوبيا بيئية (غير قابلة للتطبيق على الإطلاق) حيث تكون أكثر من 90% من جميع السيارات كهربائية، فمن أين ستأتي الضريبة اللازمة للحفاظ على استمرارية الطرق؟ يمكنك إضافة ذلك إلى تكلفة الشحن العام، ولكن يمكن للناس أيضًا استخدام الألواح الشمسية في المنزل، أو حتى مولدات الديزل "الزراعية" (بدون ضريبة طرق).
كل شيء يعتمد على المنطقة. بعض الأماكن تفرض ضريبة الوقود فقط. وبعضها يفرض رسوم تسجيل المركبة كرسوم إضافية على الوقود.
في مرحلة ما، سيتعين تغيير بعض طرق استرداد هذه التكاليف. أود أن أرى نظامًا عادلًا تُحتسب فيه الرسوم بناءً على المسافة المقطوعة ووزن المركبة، لأن ذلك يحدد مقدار التآكل الذي تُسببه على الطريق. قد يكون فرض ضريبة على انبعاثات الكربون من الوقود أكثر ملاءمة لتحقيق العدالة.