تتوفر موصلات شحن المركبات الكهربائية بأشكال وأحجام متعددة

أصبحت المركبات الكهربائية الآن شائعة على طرقنا، ويتم بناء البنية التحتية للشحن في جميع أنحاء العالم لخدمتها. إنها تعادل الكهرباء في محطة الوقود، وقريبًا، ستكون في كل مكان.
ومع ذلك، فإنه يثير سؤالا مثيرا للاهتمام. تقوم المضخات الهوائية ببساطة بسكب السائل في الثقوب وقد تم توحيدها إلى حد كبير لفترة طويلة. هذا ليس هو الحال في عالم شواحن السيارات الكهربائية، لذلك دعونا نستكشف الوضع الحالي للعبة.

لقد شهدت تكنولوجيا المركبات الكهربائية تطوراً سريعاً منذ أن أصبحت سائدة في العقد الماضي أو نحو ذلك. ونظرًا لأن معظم المركبات الكهربائية لا تزال ذات مدى محدود، فقد طورت شركات صناعة السيارات مركبات شحن أسرع على مر السنين لتحسين التطبيق العملي. ويتحقق ذلك من خلال التحسينات التي طرأت على البطارية وأجهزة التحكم والبرمجيات. وقد تقدمت تكنولوجيا الشحن إلى الحد الذي أصبح فيه أحدث المركبات الكهربائية قادرة الآن على إضافة مئات الأميال من المدى في 20 دقيقة فقط.

ومع ذلك، فإن شحن السيارة الكهربائية بهذه السرعة يتطلب قدرًا كبيرًا من الكهرباء. ونتيجة لذلك، تعمل شركات صناعة السيارات ومجموعات الصناعة على تطوير معايير شحن جديدة لتوصيل التيار العالي إلى بطاريات السيارات المتطورة بأسرع ما يمكن.
كمرشد، يمكن لمنفذ كهربائي منزلي نموذجي في الولايات المتحدة توفير 1.8 كيلو وات. يستغرق شحن سيارة كهربائية حديثة من مثل هذا المنفذ الكهربائي المنزلي 48 ساعة أو أكثر.
على النقيض من ذلك، يمكن لمنافذ شحن السيارات الكهربائية الحديثة أن تحمل أي شيء من 2 كيلو وات إلى 350 كيلو وات في بعض الحالات، وتتطلب موصلات متخصصة للغاية للقيام بذلك. وقد ظهرت معايير مختلفة على مر السنين حيث تتطلع شركات صناعة السيارات إلى حقن المزيد من الطاقة في المركبات بسرعات أسرع. دعونا نلقي نظرة على الخيارات الأكثر شيوعًا اليوم.
تم نشر معيار SAE J1772 في يونيو 2001 ويعرف أيضًا باسم J Plug. يدعم الموصل ذو الخمسة دبابيس شحن التيار المتردد أحادي الطور عند 1.44 كيلو وات عند توصيله بمأخذ طاقة منزلي قياسي، والذي يمكن تعزيزه إلى 19.2 كيلو وات عند تثبيته على محطة شحن المركبات الكهربائية عالية السرعة. ينقل هذا الموصل طاقة التيار المتردد أحادية الطور على سلكين، والإشارات على سلكين آخرين، والخامس عبارة عن اتصال أرضي وقائي.
بعد عام 2006، أصبح J Plug 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 2، المعروف أيضًا باسم منشئه، الشركة المصنعة الألمانية Mennekes، لأول مرة في عام 2009 كبديل لمعيار SAE J1772 الخاص بالاتحاد الأوروبي. ميزته الرئيسية هي تصميم موصل 7 دبابيس يمكنه حمل طاقة تيار متردد أحادية الطور أو ثلاثية الطور، مما يسمح له بشحن المركبات حتى 43 كيلو وات. في الممارسة العملية، تصل العديد من شواحن النوع 2 إلى 22 كيلو وات أو أقل. على غرار J1772، يحتوي أيضًا على دبوسين لإشارات ما قبل الإدخال وما بعد الإدخال. ثم يحتوي على أرض واقية ومحايد وثلاثة موصلات للمراحل الثلاث للتيار المتردد.
في عام 2013، اختار الاتحاد الأوروبي المقابس من النوع 2 كمعيار جديد ليحل محل J1772 وموصلات EV Plug Alliance من النوع 3A و3C المتواضعة لتطبيقات شحن التيار المتردد. ومنذ ذلك الحين، تم قبول الموصل على نطاق واسع في السوق الأوروبية ومتاح أيضًا في العديد من المركبات في السوق الدولية.
CCS تعني نظام الشحن المشترك وتستخدم موصل "كومبو" للسماح بالشحن بالتيار المستمر والتيار المتردد. تم إصدار هذا المعيار في أكتوبر 2011، وهو مصمم للسماح بالتنفيذ السهل لشحن التيار المستمر عالي السرعة في المركبات الجديدة. يمكن تحقيق ذلك عن طريق إضافة زوج من موصلات التيار المستمر إلى نوع موصل التيار المتردد الحالي. هناك نوعان رئيسيان من CCS، موصل Combo 1 وموصل Combo 2.
تم تجهيز المجموعة 1 بموصل تيار متردد من النوع 1 J1772 وموصلين كبيرين للتيار المستمر. وبالتالي، يمكن توصيل مركبة مزودة بموصل CCS Combo 1 بشاحن J1772 لشحن التيار المتردد، أو بموصل Combo 1 لشحن التيار المستمر عالي السرعة. هذا التصميم مناسب للمركبات في السوق الأمريكية، حيث أصبحت موصلات J1772 شائعة الاستخدام.
تتميز موصلات Combo 2 بموصل Mennekes مقترن بموصلين DC كبيرين. بالنسبة للسوق الأوروبية، يسمح هذا للسيارات ذات مقابس Combo 2 بالشحن على تيار متردد أحادي أو ثلاثي الطور عبر موصل Type 2، أو الشحن السريع DC عن طريق الاتصال بموصل Combo 2.
يتيح CCS الشحن بالتيار المتردد وفقًا لمعيار الموصل الفرعي J1772 أو Mennekes المدمج في التصميم. ومع ذلك، عند استخدامه للشحن السريع بالتيار المستمر، فإنه يسمح بمعدلات شحن سريعة تصل إلى 350 كيلو وات.
من الجدير بالذكر أن شاحن DC السريع المزود بموصل Combo 2 يلغي اتصال طور التيار المتردد والمحايد في الموصل حيث لا تكون هناك حاجة إليهما. يترك موصل Combo 1 هذه العناصر في مكانها، على الرغم من عدم استخدامها. يعتمد كلا التصميمين على نفس دبابيس الإشارة التي يستخدمها موصل التيار المتردد للتواصل بين السيارة والشاحن.
باعتبارها واحدة من الشركات الرائدة في مجال المركبات الكهربائية، شرعت شركة تسلا في تصميم موصلات الشحن الخاصة بها لتلبية احتياجات مركباتها. وقد تم إطلاق ذلك كجزء من شبكة Tesla Supercharger، والتي تهدف إلى بناء شبكة شحن سريع لدعم مركبات الشركة مع القليل من البنية التحتية الأخرى أو بدونها.
في حين تقوم الشركة بتجهيز مركباتها بموصلات من النوع 2 أو CCS في أوروبا، تستخدم Tesla في الولايات المتحدة معيار منفذ الشحن الخاص بها. ويمكنه دعم الشحن أحادي الطور وثلاثي الطور بالتيار المتردد، بالإضافة إلى الشحن عالي السرعة بالتيار المستمر في محطات Tesla Supercharger.
كانت محطات Supercharger الأصلية لشركة Tesla توفر ما يصل إلى 150 كيلووات لكل سيارة، ولكن النماذج اللاحقة ذات الطاقة المنخفضة للمناطق الحضرية كان لها حد أدنى يبلغ 72 كيلووات. يمكن لأحدث شواحن الشركة توصيل ما يصل إلى 250 كيلووات من الطاقة إلى المركبات المجهزة بشكل مناسب.
تم إصدار معيار GB/T 20234.3 من قبل إدارة التقييس الصينية ويغطي الموصلات القادرة على الشحن السريع أحادي الطور في وقت واحد. وهو غير معروف خارج سوق السيارات الكهربائية الفريدة في الصين، وهو مصمم للعمل بما يصل إلى 1000 فولت تيار مستمر و250 أمبير والشحن بسرعات تصل إلى 250 كيلووات.
من غير المحتمل أن تجد هذا المنفذ على مركبة لم تصنع في الصين، أو مصممة لسوق الصين أو البلدان التي تربطها بها علاقات تجارية وثيقة.
ربما يكون التصميم الأكثر إثارة للاهتمام لهذا المنفذ هو الدبابيس A+ وA-. وهي مصممة لجهد يصل إلى 30 فولت وتيارات تصل إلى 20 أمبير. ويتم وصفها في المعيار بأنها "طاقة مساعدة منخفضة الجهد للسيارات الكهربائية يتم توفيرها بواسطة شواحن خارجية".
ليس من الواضح من الترجمة ما هي وظيفتها الدقيقة، ولكن قد تكون مصممة للمساعدة في بدء تشغيل سيارة كهربائية ببطارية ميتة تمامًا. عندما يتم استنفاد كل من بطارية الجر في السيارة الكهربائية وبطارية 12 فولت، فقد يكون من الصعب شحن السيارة لأن إلكترونيات السيارة لا يمكنها الاستيقاظ والتواصل مع الشاحن. لا يمكن أيضًا تنشيط الموصلات لتوصيل وحدة الجر بالأنظمة الفرعية المختلفة للسيارة. من المحتمل أن هذين الدبوسين مصممان لتوفير طاقة كافية لتشغيل الإلكترونيات الأساسية للسيارة وتشغيل الموصلات بحيث يمكن شحن بطارية الجر الرئيسية حتى لو كانت السيارة ميتة تمامًا. إذا كنت تعرف المزيد عن هذا، فلا تتردد في إخبارنا في التعليقات.
CHAdeMO هو معيار موصل للسيارات الكهربائية، في المقام الأول لتطبيقات الشحن السريع. يمكنه توصيل ما يصل إلى 62.5 كيلو وات من خلال موصله الفريد. هذا هو أول معيار مصمم لتوفير الشحن السريع للتيار المستمر للسيارات الكهربائية (بغض النظر عن الشركة المصنعة) ويحتوي على دبابيس ناقل CAN للتواصل بين السيارة والشاحن.
تم اقتراح المعيار للاستخدام العالمي في عام 2010 بدعم من شركات صناعة السيارات اليابانية. ومع ذلك، لم ينتشر المعيار حقًا إلا في اليابان، حيث التزمت أوروبا بالنوع 2 واستخدمت الولايات المتحدة J1772 وموصلات Tesla الخاصة. في مرحلة ما، فكر الاتحاد الأوروبي في فرض التخلص التدريجي الكامل من شواحن CHAdeMO، لكنه قرر في النهاية إلزام محطات الشحن بالحصول على موصلات من النوع 2 أو Combo 2 "على الأقل".
تم الإعلان عن ترقية متوافقة مع الإصدارات السابقة في مايو 2018، والتي ستسمح لشواحن CHAdeMO بتوصيل ما يصل إلى 400 كيلو وات من الطاقة، متجاوزة حتى موصلات CCS في هذا المجال. يرى أنصار CHAdeMO جوهرها كمعيار عالمي واحد بدلاً من التباعد بين معايير CCS الأمريكية والأوروبية. ومع ذلك، فشلت في العثور على العديد من المشتريات خارج السوق اليابانية.
كان معيار CHAdeMo 3.0 قيد التطوير منذ عام 2018. ويُطلق عليه اسم ChaoJi ويتميز بتصميم موصل جديد مكون من 7 دبابيس تم تطويره بالتعاون مع إدارة التقييس الصينية. ويهدف إلى زيادة معدل الشحن إلى 900 كيلو وات، والعمل عند 1.5 كيلو فولت، وتقديم 600 أمبير كاملة من خلال استخدام الكابلات المبردة بالسائل.
بينما تقرأ هذا، قد يُغفر لك التفكير في أنه بغض النظر عن المكان الذي تقود فيه سيارتك الكهربائية الجديدة، فهناك مجموعة كاملة من معايير الشحن المختلفة الجاهزة لإعطائك صداعًا. لحسن الحظ، ليس هذا هو الحال. تكافح معظم الولايات القضائية لدعم معيار شحن واحد مع استبعاد معظم المعايير الأخرى، مما يؤدي إلى توافق معظم المركبات وأجهزة الشحن في منطقة معينة. بالطبع، تعد شركة Tesla في الولايات المتحدة استثناءً، ولكن لديهم أيضًا شبكة شحن مخصصة خاصة بهم.
في حين أن هناك بعض الأشخاص الذين يستخدمون الشاحن الخطأ في المكان الخطأ في الوقت الخطأ، إلا أنهم عادة ما يستخدمون نوعًا من المحول حيث يحتاجون إليه. في المستقبل، ستلتزم معظم المركبات الكهربائية الجديدة بنوع الشواحن الموجودة في مناطق مبيعاتها، مما يجعل الحياة أسهل للجميع.
الآن أصبح معيار الشحن العالمي هو USB-Cيجب شحن كل شيء باستخدام USB-C، بدون استثناءات. أتخيل قابس EV بقوة 100 كيلو وات، وهو عبارة عن مجموعة من 1000 موصل USB C مدمجة في قابس يعمل بالتوازي. باستخدام المواد المناسبة، قد تتمكن من الحفاظ على الوزن أقل من 50 كجم (110 رطل) لسهولة الاستخدام.
تتمتع العديد من المركبات الهجينة القابلة للشحن والمركبات الكهربائية بسعة سحب تصل إلى 1000 رطل، لذا يمكنك استخدام مقطورة لحمل مجموعة المحولات والمحولات الخاصة بك. كما تقوم Peavey Mart أيضًا ببيع مولدات الطاقة هذا الأسبوع إذا كان هناك بضع مئات من GVWRs إضافية.
في أوروبا، تتجاهل مراجعات Type 1 (SAE J1772) وCHAdeMO تمامًا حقيقة أن سيارتي Nissan LEAF وMitsubishi Outlander PHEV، وهما اثنتان من أكثر السيارات الكهربائية مبيعًا، مزودتان بهذه الموصلات.
تُستخدم هذه الموصلات على نطاق واسع ولن تختفي. في حين أن النوع 1 والنوع 2 متوافقان على مستوى الإشارة (مما يسمح بكابل قابل للفصل من النوع 2 إلى النوع 1)، فإن CHAdeMO وCCS ليسا كذلك. لا يوجد لدى LEAF طريقة واقعية للشحن من CCS.
إذا لم يعد الشاحن السريع قادرًا على CHAdeMO، فسوف أفكر بجدية في العودة إلى سيارة ICE في رحلة طويلة والاحتفاظ بسيارتي LEAF للاستخدام المحلي فقط.
لدي سيارة Outlander PHEV. لقد استخدمت ميزة الشحن السريع DC عدة مرات، فقط لتجربتها عندما أحصل على صفقة شحن مجانية. بالتأكيد، يمكنها شحن البطارية إلى 80% في 20 دقيقة، ولكن هذا من شأنه أن يمنحك نطاق EV يبلغ حوالي 20 كيلومترًا.
إن العديد من شواحن التيار المستمر السريعة ذات سعر ثابت، لذا قد تدفع ما يقرب من 100 ضعف فاتورة الكهرباء العادية الخاصة بك مقابل 20 كيلومترًا، وهو أكثر بكثير مما لو كنت تقود السيارة بالبنزين وحده. كما أن الشاحن لكل دقيقة ليس أفضل بكثير، حيث يقتصر على 22 كيلو وات.
أنا أحب سيارتي Outlander لأن وضع EV يغطي رحلتي اليومية بالكامل، ولكن ميزة الشحن السريع DC مفيدة مثل الحلمة الثالثة للرجل.
يجب أن يظل موصل CHAdeMO كما هو على جميع الأوراق (الورقة؟)، ولكن لا تهتم بـ Outlanders.
تبيع شركة Tesla أيضًا محولات تسمح لها باستخدام J1772 (بالطبع) و CHAdeMO (الأمر الأكثر إثارة للدهشة). لقد توقفوا في النهاية عن إنتاج محول CHAdeMO وقدموا محول CCS ... ولكن فقط لمركبات معينة، في أسواق معينة. يبدو أن المحول المطلوب لشحن سيارات Tesla الأمريكية من شاحن CCS Type 1 بمقبس Tesla Supercharger الخاص يُباع فقط في كوريا (!) ويعمل فقط على أحدث السيارات. https://www.youtube.com/watch?v=584HfILW38Q
أعلنت شركة أميركان باور وحتى شركة نيسان أنها ستتخلص تدريجياً من Chademo لصالح CCS. وستكون سيارة نيسان آريا الجديدة هي CCS، كما سيتوقف إنتاج سيارة ليف قريباً.
ابتكرت شركة Muxsan الهولندية المتخصصة في السيارات الكهربائية إضافة CCS لسيارة Nissan LEAF لتحل محل منفذ التيار المتردد. يسمح هذا بالشحن من النوع 2 AC وCCS2 DC مع الحفاظ على منفذ CHAdeMo.
أنا أعرف 123 و 386 و 356 دون النظر. حسنًا، في الواقع، لقد خلطت بين الاثنين الأخيرين، لذلك أحتاج إلى التحقق.
نعم، وخاصة عندما تفترض أنه مرتبط بالسياق... ولكن كان عليّ النقر عليه بنفسي وأعتقد أنه هو، ولكن الرقم لا يمنحني أي فكرة على الإطلاق.
دخل موصل CCS2/Type 2 إلى الولايات المتحدة كمعيار J3068. حالة الاستخدام المقصودة هي للمركبات الثقيلة، حيث توفر الطاقة ثلاثية الطور سرعات أسرع بشكل ملحوظ. يحدد J3068 جهدًا أعلى من Type2، حيث يمكنه الوصول إلى 600 فولت من طور إلى طور. الشحن المستمر هو نفسه CCS2. تتطلب الفولتية والتيارات التي تتجاوز معايير Type2 إشارات رقمية حتى تتمكن المركبة وEVSE من تحديد التوافق. عند تيار محتمل يبلغ 160 أمبير، يمكن أن يصل J3068 إلى 166 كيلو وات من طاقة التيار المتردد.
في الولايات المتحدة، تستخدم تيسلا معيارها الخاص بمنافذ الشحن. يدعم الشحن بالتيار المتردد أحادي الطور وثلاثي الطور.
إنها مرحلة واحدة فقط. وهي في الأساس عبارة عن مكون إضافي J1772 في تخطيط مختلف مع وظيفة DC إضافية.
يمكن لـ J1772 (CCS النوع 1) دعم DC بالفعل، ولكن لم أرَ أبدًا أي شيء ينفذه. يحتوي بروتوكول j1772 "الغبي" على قيمة "مطلوب وضع رقمي" و"النوع 1 DC" يعني DC على دبابيس L1/L2. "النوع 2 DC" يتطلب دبابيس إضافية للموصل المشترك.
لا تدعم موصلات Tesla الأمريكية التيار المتردد ثلاثي الطور. يخلط المؤلفون بين الموصلات الأمريكية والموصلات الأوروبية، وهذا الأخير (المعروف أيضًا باسم CCS Type 2) يدعم التيار المتردد ثلاثي الطور.
في موضوع ذي صلة: هل يُسمح للسيارات الكهربائية بالسير على الطرق دون دفع ضريبة مرور؟ إذا كان الأمر كذلك، فلماذا؟ بافتراض وجود يوتوبيا بيئية (غير قابلة للتطبيق تمامًا) حيث أكثر من 90% من جميع السيارات كهربائية، من أين ستأتي الضريبة اللازمة لتشغيل الطرق؟ يمكنك إضافة ذلك إلى تكلفة الشحن العام، ولكن يمكن للناس أيضًا استخدام الألواح الشمسية في منازلهم، أو حتى مولدات الديزل الزراعية (بدون ضريبة مرور).
كل شيء يعتمد على السلطة القضائية. بعض الأماكن تفرض ضريبة الوقود فقط. وبعضها يفرض رسوم تسجيل السيارة كرسوم إضافية على الوقود.
في مرحلة ما، سوف تحتاج بعض الطرق التي يتم بها استرداد هذه التكاليف إلى التغيير. أود أن أرى نظامًا عادلًا حيث يتم تحديد الرسوم على أساس المسافة المقطوعة ووزن السيارة لأن ذلك يحدد مقدار التآكل والتلف الذي تتعرض له على الطريق. قد تكون ضريبة الكربون على الوقود أكثر ملاءمة لساحة اللعب.