شواحن التيار المستمر السريعة (DCFC)، والمعروفة أيضًا باسم شواحن المستوى 3 في أمريكا الشمالية. وهي أسرع طريقة لإعادة شحن السيارة الكهربائية عن طريق تزويد البطارية بتيار مستمر عالي الطاقة (DC) مباشرةً، مما يقلل بشكل كبير من وقت الشحن مقارنةً بشواحن المستوى 1 والمستوى 2.
ما هو الشاحن السريع DC؟ مقابل شاحن AC EV
من الناحية الفيزيائية، يتمثل المبدأ الأساسي لشحن السيارات الكهربائية في تحويل التيار المتردد (AC) من الشبكة، الذي يتأرجح ذهابًا وإيابًا، إلى تيار مباشر، الذي يتدفق بثبات في اتجاه واحد. وتسمى هذه العملية بالتصحيح.
1. شاحن AC EV
عندما يتم التصحيح داخل السيارة، يقوم الشاحن المدمج (OBC) بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر لتخزين البطارية. في هذه الحالة، توفر محطة الشحن الخارجية بالتيار المتردد طاقة تيار متردد مستقرة في المقام الأول مع إدارة وظائف التحكم في الشحن والحماية. نظرًا لمحدودية مساحة السيارة وظروف التبريد المقيدة، عادةً ما تكون الشواحن المدمجة ذات تصنيفات طاقة أقل، مما يؤدي إلى سرعات شحن أبطأ نسبيًا. ويُشار إلى ذلك عادةً باسم شاحن AC EV.
2. شاحن DC EV
عندما يحدث التصحيح داخل محطة الشحن نفسها، يقوم المقوم عالي الطاقة الموجود في خزانة الشحن الكبيرة هذه بتحويل طاقة التيار المتردد للشبكة مباشرة إلى طاقة تيار مستمر. وهذا يتجاوز OBC السيارة، ويشحن البطارية مباشرة. يُعرف هذا النوع من محطات الشحن باسم شاحن DC EV. نظرًا لحجمه الأكبر وقدراته الفائقة على تبديد الحرارة، يمكنه توفير طاقة أعلى بكثير من الشواحن المدمجة، مما يتيح سرعات شحن أسرع بكثير. عادةً ما يمكنها شحن البطارية إلى 80٪ من سعتها في غضون بضع عشرات من الدقائق.
شاحن DC EV مقابل شاحن AC EV: تحليل على المستوى التكنولوجي والمادي.
| نوع الشحن | موقع التصحيح | عملية الشحن | مستوى الطاقة | سرعة الشحن | المزايا | القيود / العيوب | اسم الجهاز النموذجي |
| شحن التيار المتردد | شاحن داخلي (OBC) داخل السيارة | طاقة التيار المتردد → OBC → التيار المستمر → البطارية | عادةً ما تتراوح بين 3 و22 كيلوواط | أبطأ (4-10 ساعات حتى الشحن الكامل، اعتمادًا على السيارة والطاقة) | – متطلبات أقل للمركبة والشبكة – تكلفة أقل – مناسب للمنزل أو أماكن العمل الصغيرة | – محدود بقدرة OBC للسيارة – شحن بطيء – غير مثالي للسيناريوهات عالية السرعة أو ذات حركة المرور الكثيفة | شاحن AC EV / شاحن المستوى 1 و 2 |
| شحن التيار المستمر | داخل محطة الشحن | طاقة التيار المتردد → محول التيار المستمر في الشاحن → التيار المستمر → البطارية (يتجاوز OBC) | 30–480+ كيلوواط | سريع (20-60 دقيقة لشحن 80٪) | – شحن أسرع بكثير – مناسب للمحطات العامة والمواقع ذات حركة المرور الكثيفة – طاقة عالية وتبديد جيد للحرارة | – معدات كبيرة ومكلفة – متطلبات شبكة عالية – تركيب معقد | شاحن DC EV / المستوى 3 / DCFC |
اقرأ المزيد عن إيجابيات وسلبيات الشحن بالتيار المستمر والشحن بالتيار المتردد.
ما مدى سرعة شاحن DC السريع؟
يمكن لشاحن سريع يعمل بالتيار المستمر شحن سيارة كهربائية إلى حوالي 80٪ في غضون 20-60 دقيقة، اعتمادًا على عدة عوامل مثل طاقة الشاحن وحجم بطارية السيارة وسعة الشحن القصوى للسيارة.
سرعات الشحن السريع النموذجية بالتيار المستمر
| 30-50 كيلوواط | 45-90 دقيقة إلى 80٪ | الشحن السريع في المدن، الأساطيل الصغيرة |
| 60-100 كيلوواط | 30-60 دقيقة إلى 80٪ | مراكز الشحن العامة، مواقع البيع بالتجزئة |
| 120-150 كيلوواط | 20-40 دقيقة إلى 80٪ | ممرات الطرق السريعة |
| 250-350 كيلوواط | 15-30 دقيقة إلى 80٪ | شحن سريع عالي الطاقة على الطرق السريعة |
*يختلف وقت الشحن حسب حالة السيارة والبطارية.
لماذا يتباطأ الشحن السريع DC بعد 80٪؟
تقلل معظم السيارات الكهربائية من سرعة الشحن بمجرد وصول البطارية إلى حوالي 80٪ من حالة الشحن (SOC).
وذلك من أجل:
- حماية صحة البطارية
- منع ارتفاع درجة الحرارة
- إطالة عمر البطارية
ونتيجة لذلك، غالبًا ما يستغرق الـ 20٪ الأخيرة نفس الوقت الذي استغرقته الـ 80٪ الأولى.
ما الذي يؤثر على سرعة الشحن السريع بالتيار المستمر؟
- قدرة الشاحن (كيلوواط)
- القدرة القصوى لشحن السيارة بالتيار المستمر
- حجم البطارية ودرجة حرارتها
- حالة الشحن عند بدء الشحن
حتى إذا كان الشاحن يدعم طاقة عالية جدًا، فإن السيارة لن تستهلك سوى ما يمكنها استيعابه بأمان.
ما هي السيارات الكهربائية التي تدعم الشحن السريع بالتيار المستمر؟
الشحن السريع بالتيار المستمر مدعوم بشكل أساسي من قبل السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات (BEVs).
معظم السيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEVs) لا تدعم الشحن السريع بالتيار المستمر، حيث أن بطارياتها الأصغر حجماً مصممة للشحن بالتيار المتردد فقط.
تعتمد توافقية الشحن السريع بالتيار المستمر أيضًا على معيار موصل الشحن، الذي يختلف حسب المنطقة والشركة المصنعة للسيارة.
موصلات الشحن السريع DC الشائعة
- CCS (نظام الشحن المدمج)
يستخدم على نطاق واسع في أمريكا الشمالية وأوروبا، ويدعم مجموعة واسعة من مستويات طاقة الشحن السريع بالتيار المستمر. - CHAdeMO
يوجد بشكل أساسي في طرازات السيارات الكهربائية اليابانية القديمة. على الرغم من أنه لا يزال قيد الاستخدام، إلا أنه يتم التخلص منه تدريجياً في العديد من الأسواق. - NACS (معيار الشحن في أمريكا الشمالية) تم
تطويره في الأصل من قبل Tesla ويتم اعتماده بشكل متزايد من قبل الشركات المصنعة الأخرى في أمريكا الشمالية.
موصلات الشحن السريع DC حسب المنطقة
| المنطقة | موصلات الشحن السريع DC الشائعة |
| أمريكا الشمالية | CCS1، NACS |
| أوروبا | CCS2 |
| اليابان | CHAdeMO |
| الصين | GB/T (تيار مستمر) |
| أسواق أخرى | يعتمد على المعايير المحلية |
موصلات الشحن السريع DC الشائعة
الاختلافات الإقليمية التي يجب أخذها في الاعتبار
تختلف معايير الشحن باختلاف السوق، لذا لا يمكن لجميع السيارات الكهربائية استخدام كل شاحن سريع يعمل بالتيار المستمر.
على سبيل المثال، يهيمن CCS و NACS في أمريكا الشمالية، بينما يعتبر CCS المعيار الأساسي في أوروبا. يجب على السائقين دائمًا التأكد من توافق السيارة قبل استخدام شاحن سريع يعمل بالتيار المستمر.
أين هناك حاجة إلى شواحن السيارات الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر؟
بفضل قوتها العالية وقدرتها على الشحن السريع، تعد شواحن السيارات الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر (DC) الأنسب للمواقع التي تتطلب سرعة في الإنجاز، واستخدامًا عاليًا، أو وقتًا محدودًا لوقوف السيارات. فيما يلي أكثر سيناريوهات الاستخدام شيوعًا وعمليّة.
1. المواقع التي تتطلب شحنًا سريعًا في غضون 15-45 دقيقة
تدعم هذه المواقع السفر لمسافات طويلة وتتطلب من السائقين إعادة الشحن بسرعة قبل مواصلة رحلتهم.
تشمل المواقع النموذجية ما يلي:
- ممرات الطرق السريعة وطرق السفر
- مناطق الاستراحة على الطرق السريعة
- محطات الخدمة
- محطات الوقود على طول الطرق الرئيسية
2. المواقع ذات معدل الدوران المرتفع مع وقت وقوف محدود
في البيئات الحضرية حيث مساحة وقوف السيارات محدودة ومعدل دوران المركبات مرتفع، يعد الشحن السريع أمراً ضرورياً لتحقيق أقصى استفادة.
تشمل المواقع النموذجية ما يلي:
- مراكز الشحن العامة
- محطات الشحن السريع في المناطق الحضرية
- مراكز الشحن في المدن
- مرافق وقوف السيارات البلدية
- مواقع الشحن السريع في الشوارع
3. المواقع التجارية التي تركز على زيادة وقت البقاء وحركة المشاة
يمكن للشحن السريع بالتيار المستمر أن يحول زيارات العملاء القصيرة إلى جلسات شحن مفيدة، مما يساعد الشركات على جذب سائقي السيارات الكهربائية وزيادة الإنفاق في الموقع.
تشمل المواقع النموذجية ما يلي:
- مراكز التسوق
- السوبر ماركت
- المتاجر الصغيرة
- المطاعم
4. التطبيقات التشغيلية والموجهة نحو الخدمة
بالنسبة للأساطيل والخدمات العامة، يجب أن تعود المركبات إلى العمل بسرعة، مما يجعل الشحن السريع والموثوق ضرورة.
تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:
- مستودعات الأسطول ومراكز اللوجستيات
- أساطيل التوصيل
- أساطيل سيارات الأجرة وسيارات الأجرة
- أساطيل المركبات التابعة للشركات
- الحافلات الكهربائية والشاحنات الكهربائية
- أساطيل النقل البلدية والعابرة
- المطارات (مواقف السيارات قصيرة الأجل)
- محطات القطار
محطة شحن التيار المستمر مقابل شحن السيارات الكهربائية بالتيار المتردد — دليل بسيط للمواقع
| الموقع | وقت الوقوف النموذجي | الشاحن الموصى به |
| الصفحة الرئيسية | ليلة | AC (المستوى 2) |
| مكان العمل / المكتب | يوم عمل كامل | AC (المستوى 2) |
| فندق | ليلة | AC (المستوى 2) |
| التجزئة / السوبر ماركت | 30-90 دقيقة | شاحن سريع DC |
| متجر صغير | 15-45 دقيقة | شاحن سريع DC |
| منطقة استراحة على الطريق السريع | 20-45 دقيقة | شاحن سريع DC |
| محطة شحن عامة (حضرية) | 30-120 دقيقة | شاحن سريع DC |
| مستودع الأسطول | استراحات قصيرة / بين النوبات | شاحن سريع DC |
| محطة حافلات / شاحنات | الشحن عند توفر الفرصة | تيار مستمر عالي الطاقة |
ما هي الفئة من العملاء التي تناسب شاحننا السريع DC؟
ليست كل شواحن DC السريعة مصممة لتناسب كل المواقع. حلول الشحن
السريع DC الخاصة بنا هي الأنسب للعملاء الذين يقدرون المرونة وقابلية التوسع والموثوقية التشغيلية طويلة الأمد بدلاً من عمليات النشر الموحدة.
فيما يلي ملفات تعريف العملاء الذين يستفيدون عادةً أكثر من حلول DCFC التي نقدمها.
| 1. مشغلو الشحن العامون ومشغلو الشحن المعتمدون | مشغلو الشحن متعدد المواقع | تحتاج إلى شواحن موثوقة وذات وقت تشغيل طويل؛ تتطلب تكامل شبكة قائم على OCPP؛ خيارات موصلات مرنة | بنية متوافقة مع OCPP؛ خيارات طاقة متعددة؛ مراقبة وتشخيص عن بُعد |
| 2. مواقع تجارية ذات معدل دوران مرتفع | مراكز البيع بالتجزئة، المتاجر الصغيرة، محطات الوقود، مناطق الخدمة على الطرق السريعة | وقت انتظار محدود؛ جذب سائقي السيارات الكهربائية؛ دعم الإيرادات والاحتفاظ بالعملاء | أداء شحن سريع؛ تصميم مدمج/معياري؛ سهولة الدفع والوصول |
| 3. مشغلي الأساطيل وشركات الخدمات اللوجستية | أساطيل التوصيل، أساطيل سيارات الأجرة، أساطيل سيارات الشركات | يجب أن تعود المركبات إلى الخدمة بسرعة؛ جداول زمنية يمكن التنبؤ بها؛ تقليل وقت التعطل إلى الحد الأدنى | موثوقية عالية؛ طاقة قابلة للتوسع؛ إدارة خلفية مركزية |
| 4. مشاريع البلديات والقطاع العام | حكومات المدن، مشغلو مواقف السيارات العامة، سلطات النقل العام | بنية تحتية مستقبلية؛ الامتثال التنظيمي؛ التشغيل طويل الأمد | الامتثال للوائح المحلية؛ عمر خدمة طويل؛ تصميم نظام قابل للتوسيع |
| 5. شركات تكامل الأنظمة ومزودي حلول شحن المركبات الكهربائية | شركاء ODM/OEM | تتطلب تكاملاً مرنًا؛ تقدير التخصيص في الأجهزة/البرامج | بنية أجهزة وبرامج منفصلة؛ تكوينات قابلة للتخصيص؛ دعم هندسي وتصنيعي قوي |
تم تصميم حلول الشحن السريع DC الخاصة بنا للمشغلين المحترفين والشركات التي تحتاج إلى بنية تحتية للشحن قابلة للتطوير وموثوقة ومرنة.
أخيرًا
إذا كنت تخطط لنشر شحن سريع بالتيار المستمر وترغب في تقييم ما إذا كان هذا النوع من الحلول مناسبًا لموقعك أو أسطولك، فيمكن لفريقنا مساعدتك في تقييم متطلبات الطاقة وخيارات التكوين وقابلية التوسع على المدى الطويل.
