ما هو شاحن السيارة الكهربائية؟

شاحن السيارة الكهربائية هو جهاز يوفر الطاقة للسيارات الكهربائية (EV). يمكن تركيب أجهزة الشحن هذه إما داخل مرآب أو في موقع خارجي وتوصيلها عبر منافذ الشحن المدمجة مع موصلات NEMA القياسية لمعدات المستوى الأول من التيار المتردد، أو بدلاً من ذلك تعمل مع سيارات تسلا باستخدام محولات.

تحتوي السيارات الكهربائية على منافذ شحن مميزة

توفر منافذ الشحن الطاقة من مصدر خارجي إلى حزمة البطارية في حزمة بطارية سيارتك، وتُعرف أيضاً باسم معدات تزويد السيارة الكهربائية (EVSE) أو محطات الشحن. تختلف أنماط منافذ الشحن باختلاف الشركة المصنّعة للسيارة؛ قبل استخدام معدات تزويد السيارات الكهربائية لأغراض الشحن، من الضروري التأكد من احتوائها على موصلات متوافقة مع سيارتك قبل بدء جلسات الشحن. من الطرق الجيدة لمعرفة هذه المعلومات بسرعة ودقة هي استخدام أداة تحديد مواقع محطات شحن السيارات الكهربائية التابعة لوزارة الطاقة.

يقوم العديد من سائقي السيارات الكهربائية بشحن سياراتهم في المنزل، على الرغم من أن المزيد من أماكن العمل تقدم أجهزة شحن السيارات الكهربائية كجزء من مبادرات الاستدامة ومبادرات مشاركة الموظفين. يمكن العثور على محطات الشحن أيضاً في المطاعم ومحلات البقالة ومراكز التسوق بالتجزئة؛ ولكن الشحن في هذه المواقع يتطلب توصيل السلك بالشبكة بدلاً من مجرد توصيلها بالكهرباء ثم إعادة توصيلها مرة أخرى.

تتميز السيارات الكهربائية (EVs) بمنافذ شحن مختلفة قد لا تعمل معاً إلا عبر محولات؛ فعلى سبيل المثال، يمكن توصيل مقابس CCS وCHAdeMO عبر موصل كومبو SAE J1772، بينما تستخدم سيارات تسلا موصلات خاصة للشحن السريع بالتيار المستمر في محطات الشحن الفائق. توفر معظم أماكن الشحن خيارات موصلات متعددة لاستيعاب أكبر عدد ممكن من السيارات.

تحتوي السيارات الكهربائية على بطاريات مختلفة

تستخدم السيارات الكهربائية بطاريات لتخزين الطاقة الكهربائية التي يمكنها تشغيل محرك كهربائي. ويمكن شحن البطاريات في أي مكان بدءاً من المنزل والعمل ومحطات شحن السيارات الكهربائية العامة وصولاً إلى بعض محطات الوقود؛ ومع ذلك، يجد الكثير من الناس أن الانتقال من تعبئة الوقود إلى شحن بطارية السيارة الكهربائية أمر مربك؛ فهم يخشون من نفادها قبل الوقت!

تأتي حزم البطاريات بأشكال وأحجام مختلفة، ولكن معظمها يستخدم خلايا الليثيوم أيون. وتستمر كيمياء هذه البطاريات في التطور، مما يتيح للمصنعين زيادة المدى بمقدار الضعفين، بينما يقوم آخرون بتجربة بطاريات الحالة الصلبة.

إن البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية (EVs) حساسة لدرجة الحرارة، وتعمل بشكل عام بشكل أفضل عند حوالي 70 درجة فهرنهايت. ولمنع السخونة الزائدة، يقوم نظام إدارة البطاريات (BMS) بتدوير سائل التبريد عبر حزمها من أجل تبديد الحرارة والحفاظ على درجة حرارة تشغيل مناسبة.

يمكن أيضاً تهيئة السيارات الكهربائية (EVs) مسبقاً لتوفير أقصى قدر من الطاقة عند بدء التشغيل. ولتحقيق ذلك، يقوم الشاحن المدمج بتحويل التيار المتردد من المنافذ المنزلية القياسية إلى تيار مستمر مناسب لشحن البطارية - المعروف باسم الشحن المستوي أو السريع - وعندما تصل بطارية السيارة الكهربائية إلى حالة الشحن الكامل، تعود إلى وضع التشغيل العادي وتعود إلى وضع التشغيل العادي.

تحتوي السيارات الكهربائية على مقابس مختلفة

ينطوي شحن السيارة الكهربائية على مقابس مختلفة اعتماداً على سيارتك ومحطة الشحن الخاصة بك. هناك أربعة أنواع متميزة من المقابس - قابسان للتيار المتردد وقابسان للتيار المستمر - تُستخدم لتزويد التيار. من بين مقابس التيار المتردد الأربعة هذه، يعتبر قابس J1772 الأكثر استخداماً على نطاق واسع، حيث يوجد في جميع أنواع مقابس التيار المتردد باستثناء تسلا (التي تستخدم موصلها الخاص)، على الرغم من أنه يمكن لمالكي طرازات تسلا شحن سياراتهم بسهولة باستخدام محول يحول المقابس من طراز تسلا إلى مقابس J1772 القياسية الموجودة في أجهزة الشحن المنزلية والمحطات العامة.

تتميز شواحن المستوى 1 بقابس تيار متردد بجهد 120 فولت يمكن توصيله بأي مقبس قياسي؛ وتوجد هذه الشواحن بشكل شائع في المنازل وأماكن العمل على حد سواء وقد تستغرق ثماني ساعات أو أكثر لشحن بطارية فارغة بالكامل. أما أجهزة الشحن من المستوى 2 المزودة بقابس تيار متردد بجهد 240 فولت فتوجد غالباً في المحطات العامة؛ وعادةً ما يستغرق شحن البطارية الفارغة بالكامل ما بين ساعة إلى 11 ساعة.

يمكن أيضاً العثور على محطات الشحن السريع بالتيار المستمر في جميع أنحاء المدن والمطارات، وعادةً ما تحتوي إما على مقابس CCS أو CHAdeMO التي يمكنها شحن معظم السيارات الكهربائية الجديدة؛ كما توجد أحياناً محطات مزودة بإمكانيات شحن التيار المتردد والتيار المستمر.

للمركبات الكهربائية مخرجات مختلفة

يعتمد الوقت اللازم لإعادة شحن السيارة الكهربائية (EV) على مقدار الشحن الموجود في بطاريتها ونوع الشاحن المتصل بها ومخرجات الطاقة لمحطات الشحن. فكلما زادت كمية الشحن المتراكمة في بطاريتها، زادت سرعة الشحن، وبالمثل كلما زادت الطاقة التي توفرها المحطة زادت سرعة الشحن.

يتضمن الشحن من المستوى الأول توصيل مجموعة أسلاك السيارة الكهربائية بمأخذ قياسي بجهد 120 فولت (مثل تلك الموجودة في مجففات الملابس). ومع ذلك، يمكن أن تستغرق هذه الطريقة وقتاً طويلاً للغاية؛ فقد تحتاج إلى ما يصل إلى 50 ساعة لإعادة شحن سيارة كهربائية فارغة بالكامل من حالة التفريغ من الفراغ.

يتضمن الشحن من المستوى الثاني استخدام منافذ شحن بجهد 240 فولت توجد عادةً في الأماكن العامة التي يركن فيها الناس سياراتهم الكهربائية، على الرغم من أن بعض المنازل تستخدمها أيضاً؛ ومع ذلك، فإن معظم مالكي السيارات الكهربائية يقومون بتركيبها في مرآب السيارات الخاصة بهم للقيادة بشكل أسرع ولمسافات أطول دون التوقف لإعادة الشحن مرة أخرى. وتستخدم معظم السيارات الكهربائية حالياً موصل J1772، بينما ستستخدم السيارات الجديدة مثل Rivian EV قريباً موصلات CCS الأكثر انتشاراً في جميع أنحاء أوروبا لهذا النوع من الشحن.

للمركبات الكهربائية متطلبات طاقة مختلفة

تتنوع متطلبات الطاقة في السيارات الكهربائية (EVs) تبعاً لحجمها وسعتها، حيث تحتوي البطاريات الأكبر حجماً على عدد أكبر من الكيلوواط/ساعة للقيادة لفترة أطول في الشحنة الواحدة؛ ومع ذلك، تتطلب البطاريات الأكبر حجماً أيضاً المزيد من الكهرباء لشحنها؛ ولحسن الحظ، هناك العديد من الطرق لشحن السيارات الكهربائية.

عادةً ما يستغرق شحن السيارة الكهربائية (EV) بمأخذ تيار متردد قياسي بجهد 120 فولت ثماني ساعات أو أكثر، لذلك يجب استخدام طريقة أسرع للرحلات الأطول مثل كابل EVSE من المستوى 1 الذي يتميز بقابس منزلي ثلاثي الشق وموصل J1722 لشحن السيارات بشكل أسرع.

تتمثل الخطوة الثانية في استخدام شاحن من المستوى الثاني بجهد 240 فولت، والذي يوجد عادةً في محطات الشحن العامة والمنازل على حد سواء، والذي يشحن أسرع 15 مرة من نظيره من المستوى الأول. ولتركيب واحد في المنزل، يجب أن يقوم كهربائي محترف بتركيب منفذ مخصص بقوة 240 فولت. أخيراً، يوفر الشحن السريع بالتيار المستمر أسرع الوسائل وأكثرها فعالية لملء خزان السيارة الكهربائية بسرعة، حيث يمكن أن يمنحها مدى 150 ميلاً في غضون 20 دقيقة تقريباً!

للمركبات الكهربائية سرعات مختلفة

يمكن أن تكون صناعة السيارات الكهربائية مربكة لأولئك الذين ليسوا على دراية بمصطلحات الشحن. وتشمل هذه المصطلحات مستويات الشحن، وأوضاع الكابلات، وأنواع القابسات، ومعدل تدفق الطاقة (تيار متردد/ تيار مستمر) ومعدلات الشحن القصوى - وغيرها.

يمكن شحن السيارات الكهربائية (EVs) باستخدام سرعات شحن مختلفة، بدءاً من منافذ الشحن المنزلية بجهد 120 فولت وحتى الشحن السريع الذي يوفر ما يصل إلى 80 بالمائة من الشحن الكامل في نصف ساعة تقريباً، وعادةً ما يتم قياسه بالكيلوواط (kW).

يستغرق شحن المستوى 1 أطول مدة لشحن السيارة الكهربائية ويجب استخدامه في المنزل فقط، مما يجعله مناسباً للسفر لمسافات قصيرة فقط. أما المستوى 2 فيتطلب معدات خاصة في منزلك أو محطات الشحن العامة، بينما يمكن للمستوى 3 أن يضيف مدى أكبر في الساعة من سابقيه، وتحديداً الشحن السريع بالتيار المستمر والشحن الفائق من تسلا.

تختلف معدلات شحن السيارات الكهربائية (EVs) بناءً على حالة الشحن ودرجة الحرارة. نظرًا لأن بطاريات السيارات الكهربائية لا تتحمل ارتفاع درجة حرارتها، فإن الحماية الحرارية المدمجة بها تحد من سرعة الشحن. وكقاعدة عامة، من الأفضل إكمال كل جلسة شحن عند حالة شحن تبلغ 80% تقريباً لحماية البطارية وزيادة المدى إلى أقصى حد.

السيارات الكهربائية لها أسعار مختلفة

تتمتع السيارات الكهربائية بالعديد من المزايا، بدءاً من الأداء المتفوق في القيادة والقدرة على الشحن المنزلي، وصولاً إلى الاستدامة البيئية وكفاءة التكلفة. ولكن لا يزال شراء السيارات الكهربائية أكثر تكلفة بسبب الاختلافات في التكنولوجيا والهندسة التي تدخل في بنائها؛ ولكن من المتوقع أن تضيق هذه الفجوة قريباً، حيث من المتوقع أن تصبح مماثلة أو أرخص من سيارات الغاز بحلول عام 2025.

قد تكون السيارة الكهربائية (EV) أغلى من مثيلتها التي تعمل بالغاز وقد لا تكون أغلى من مثيلتها التي تعمل بالغاز، وذلك حسب كيفية شحنها ومكان شحنها. معظم الناس يشحنون سيارتهم الكهربائية في المنزل؛ وبالتالي فإن تكاليف الشحن تعتمد على سعر الكهرباء؛ يمكنك حساب الرسوم الشهرية بضرب سعة البطارية مع سعر الكيلوواط/ساعة؛ وبدلاً من ذلك، تقدم المحطات العامة أيضاً هذه الخدمة بتكاليف مختلفة حسب اتفاقيات الشبكة أو مالك العقار.

هناك تكاليف إضافية مرتبطة بامتلاك سيارة كهربائية، مثل نفقات الصيانة والوقود. ومع ذلك، فإن هذه التكاليف أقل بكثير من إنفاق المال على البنزين - خاصة في المناطق ذات الأسعار المرتفعة في الولايات المتحدة. يمكنك توفير المزيد من خلال تغيير عادات القيادة أو اختيار خطط الكهرباء منخفضة التكلفة؛ بل إن العديد من المرافق المحلية توفر معدات شحن منزلية مخفضة أو مجانية مصممة خصيصاً لإفادة مالكي السيارات الكهربائية!