لا تزال هناك تحديات تواجه تسويق سيارات الطاقة الجديدة، ويمكن لمحطات الشحن السريع بالتيار المستمر تلبية الطلب على إعادة شحن الطاقة بسرعة. وتُقيّد شعبية هذه السيارات بعض المشكلات الأساسية، مثل عمر البطارية والقلق من نفادها. واستجابةً لهذه المشكلات، يواصل المصنّعون الرئيسيون تطوير تقنيات البطاريات، ويستجيبون لمخاوف السوق من خلال تركيب بطاريات إضافية. ومع ذلك، ونظرًا لصعوبة تحقيق طفرات تكنولوجية جوهرية في أداء بطاريات الطاقة على المدى القصير، يصعب تحقيق زيادة ملحوظة في مدى القيادة بشحنة واحدة بسرعة. ورغم أن تركيب بطاريات إضافية قد يحل مشكلة قلق بعض المستهلكين بشأن مدى القيادة على المدى القصير، إلا أن أثره الجانبي هو زيادة وقت الشحن. ويرتبط وقت الشحن بسعة البطارية وقدرة الشحن؛ فكلما زادت سعة البطارية، زاد مدى القيادة، وزاد وقت الشحن المطلوب دون زيادة قدرة الشحن. وبالمقارنة مع محطات الشحن بالتيار المتردد، تُتيح محطات الشحن السريع بالتيار المستمر شحن البطارية بشكل أسرع، مما يقلل وقت الشحن، ويُحسّن كفاءته، ويلبي احتياجات مالكي السيارات لإعادة شحن الطاقة بسرعة.
مع انتشار محطات الشحن السريع بالتيار المستمر (DC) بدلاً من محطات الشحن البطيء بالتيار المتردد (AC)، أصبح نظام الشحن المدمج (OBC) هو السائد بين شركات السيارات. حاليًا، توجد طريقتان لشحن السيارات الكهربائية: الأولى عبر منفذ "الشحن السريع"، الذي يستخدم بطارية تيار مستمر لشحن البطارية مباشرةً؛ والثانية عبر منفذ "الشحن البطيء" بالتيار المتردد، الذي يتطلب من السيارة شحنها. بعد أن يقوم نظام الشحن المدمج (OBC) بتحويل التيار وتقويمه، يتم إخراجه لشحن السيارة الكهربائية. مع ذلك، ومع استبدال محطات الشحن السريع بالتيار المستمر (DC) تدريجيًا لمحطات الشحن البطيء بالتيار المتردد (AC)، تحاول بعض شركات السيارات إلغاء منفذ الشحن بالتيار المتردد (AC). على سبيل المثال، ألغت شركة NIO منفذ الشحن بالتيار المتردد (AC) في سيارة ET7، تاركةً منفذ شحن واحد بالتيار المستمر (DC) فقط، ومتخليةً تمامًا عن نظام الشحن المدمج (OBC). يساهم إلغاء نظام الشحن المدمج (OBC) في تقليل وزن السيارة وتكلفة السيارات الكهربائية. كما أن إلغاء منافذ الشحن بالتيار المتردد (AC) لا يقلل وزن السيارة فحسب، بل يقلل أيضًا التكاليف الخفية مثل مراحل اختبار السيارة، ودورات الاختبار، واستثمارات تطوير الطراز، مما قد يؤدي إلى خفض سعر بيع السيارات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، وبما أن سعر صيانة نظام الشحن الداخلي أعلى بكثير من سعر صيانة نقاط الشحن الخارجية بالتيار المستمر، فإن إلغاء نظام الشحن الداخلي سيقلل فعلياً من تكاليف استخدام السيارة اللاحقة للمستهلكين.
يوجد حاليًا مساران لتقنية الشحن السريع عالي الطاقة: الشحن السريع عالي التيار والشحن السريع عالي الجهد. ونظرًا لمشاكل مثل ضعف البنية التحتية للشحن وبطء سرعة الشحن، يُعدّ الشحن السريع بالتيار المستمر عالي الطاقة الحل التقني السائد في هذا المجال. وقد حقق هذا النوع من الشحن انتشارًا واسعًا في كل من المركبات ومحطات الشحن، وتتراوح قدرة الشحن السريع بالتيار المستمر المتاحة عادةً بين 60 و120 كيلوواط. ولتقليل وقت الشحن بشكل أكبر، يتجه التطوير مستقبلًا نحو اتجاهين رئيسيين: الأول هو الشحن السريع بالتيار المستمر عالي التيار، والثاني هو الشحن السريع بالتيار المستمر عالي الجهد. ويعتمد مبدأ هذين الاتجاهين على زيادة قدرة الشحن إما بزيادة التيار أو بزيادة الجهد.
تكمن صعوبة تقنية الشحن السريع عالي التيار في متطلباتها العالية لتبديد الحرارة. تُعدّ تسلا شركة رائدة في حلول الشحن السريع بالتيار المستمر عالي التيار. ونظرًا لعدم نضج سلسلة إمداد الجهد العالي في المراحل الأولى، اختارت تسلا الإبقاء على منصة جهد السيارة دون تغيير واستخدام التيار المستمر عالي التيار لتحقيق الشحن السريع. يتميز شاحن تسلا V3 الفائق بتيار خرج أقصى يبلغ حوالي 520 أمبير وقدرة شحن قصوى تبلغ 250 كيلوواط. مع ذلك، يتمثل عيب تقنية الشحن السريع عالي التيار في أنها لا تستطيع تحقيق أقصى قدرة شحن إلا عند مستوى شحن يتراوح بين 10% و30%. عند الشحن عند مستوى شحن يتراوح بين 30% و90%، لا تكون المزايا واضحة مقارنةً بشاحن تسلا V2 (تيار خرج أقصى 330 أمبير، وقدرة قصوى 150 كيلوواط). إضافةً إلى ذلك، لا تستطيع تقنية التيار العالي تلبية متطلبات الشحن بمعدل 4C حتى الآن. ولتحقيق ذلك، لا يزال من الضروري اعتماد بنية جهد عالٍ. نظراً لأن المنتج يولد الكثير من الحرارة أثناء الشحن بتيار عالٍ، ونظراً لاعتبارات سلامة البطارية، فإن تصميمه الداخلي وتقنيته يتطلبان تبديد حرارة عالي للغاية، مما سيؤدي أيضاً إلى زيادة حتمية في التكلفة.
سوزي
شركة سيتشوان للعلوم والتكنولوجيا الخضراء المحدودة
0086 19302815938
تاريخ النشر: 29 نوفمبر 2023
