دليل لوظائف التفريغ EV: من V2L إلى V2G

مع التقدم السريع في شحن السيارة الكهربائية التكنولوجيا ، لم تعد المركبات مجرد أدوات نقل ؛ لقد تطورت إلى محطات طاقة متنقلة. وظيفة التفريغ ، باعتبارها ابتكارا هاما في شحن EV، تعمل على تغيير كيفية استخدام الناس لسياراتهم واستهلاك الطاقة. تقدم هذه المقالة مقدمة مفصلة لمبادئ العمل والأنواع الفنية وسيناريوهات التطبيق العملي لوظائف تفريغ المركبات الكهربائية ، مما يساعد القراء على اكتساب فهم شامل لهذه الميزة العملية للغاية.

تشير وظيفة التفريغ إلى قدرة سيارة طاقة جديدة مزودة بهذه الميزة على إخراج الطاقة الكهربائية المخزنة في بطاريتها من خلال واجهة مخصصة لتشغيل الأجهزة الكهربائية الخارجية. ببساطة ، يحول السيارة إلى بنك طاقة كبير لا يمكنه شحن نفسه فحسب ، بل يوفر أيضًا الكهرباء للمعدات الأخرى.

لفهم وظيفة التفريغ ، من الضروري أولاً فهم مسارات الشحن والتفريغ الخاصة بـ NEVs. تتضمن عملية الشحن بشكل أساسي طريقتين:

• AC الشحن: تتصل السيارة بمحطة شحن التيار المتردد عبر واجهة الشحن البطيء. يقوم الشاحن الموجود على متن الطائرة (OBC) بتحويل طاقة التيار المتردد إلى تيار مستمر ، ثم يقوم محول DC / DC بشحن حزمة البطارية.
• DC الشحن: تتصل السيارة مباشرة بشاحن DC سريع ، متجاوزة الشاحن الموجود على متن الطائرة لشحن حزمة البطارية.

عملية التفريغ هي في الأساس عكس الشحن. مع أخذ تفريغ التيار المتردد كمثال ، تمر طاقة التيار المستمر المخزنة في حزمة البطارية عبر محول DC / DC ثم يتم عكسها إلى طاقة التيار المتردد بواسطة شاحن ثنائي الاتجاه على متن الطائرة (OBC). أخيرًا ، يتم توصيل الكهرباء إلى الأجهزة الخارجية من خلال منفذ شحن التيار المتردد ومسدس التفريغ.

بالنسبة لتفريغ التيار المستمر ، تقوم حزمة البطارية بإخراج طاقة التيار المستمر مباشرة من خلال واجهة الشحن السريع للتيار المستمر عبر محول التيار المستمر / التيار المستمر ، ويقوم عاكس خارجي بتحويلها إلى تيار متردد لاستخدام الجهاز.

يلعب الشاحن الموجود على متن الطائرة (OBC) دورًا مهمًا هنا. يسمح OBC أحادي الاتجاه فقط للشبكة بشحن السيارة ، في حين يدعم OBC ثنائي الاتجاه كلاً من الشحن وإخراج التيار المتردد العكسي. هذا ما يفسر لماذا يمكن لبعض المركبات استخدام مسدس تفريغ بسيط ، في حين أن البعض الآخر يتطلب معدات العاكس باهظة الثمن.

استنادًا إلى نوع طاقة الخرج وسيناريوهات التطبيق ، تنقسم وظائف تفريغ EV عمومًا إلى تفريغ التيار المتردد وتفريغ التيار المستمر. في التطبيقات العملية ، يتم تصنيفها عادة إلى أربعة أوضاع: V2L و V2V و V2H و V2G. هنا ، "V" لتقف على السيارة ، "2" هو المكافئ الصوتي لـ ، ويمثل الحرف الأخير سيناريو الاستخدام المحدد.

يشير V2L إلى طاقة تفريغ السيارة للأحمال الخارجية ، وغالبًا ما يتم تسويقها على أنها "محطة طاقة متنقلة" أو "وضع طاقة التخييم". وهو حاليًا نوع التفريغ الأكثر استخدامًا والأكثر شيوعًا.

من منظور السوق ، أصبح V2L قياسيًا في العديد من سيارات NEV. على سبيل المثال ، تدعم مجموعة واسعة من طرازات BYD هذه الميزة ، بما في ذلك Seagull المدمجة. كما قامت العلامات التجارية الرئيسية الأخرى مثل Li Auto و XPeng و GAC Aion بدمجها في سياراتهم.

التنفيذ الفني:

يمكن للمركبات المجهزة بـ OBC ثنائي الاتجاه تحويل طاقة تيار مستمر للبطارية مباشرة إلى تيار متردد داخل السيارة. يحتاج المستخدمون فقط إلى شريط طاقة بندقية تفريغ V2L أو مقبس للوصول إلى طاقة التيار المتردد 220 فولت. نظرًا لأن السيارة تتعامل مع عملية الانعكاس ، فإن ملحقات التفريغ تعمل فقط كمكونات نقل وهي غير مكلفة نسبيًا ، وعادة ما تكلف حوالي واحد إلى مائتي يوان.

قوة مدى:

يتراوح خرج V2L عادة من 2kW إلى 6kW ، وهو ما يكفي لمعظم الأجهزة المنزلية:

2kW: الغلايات الكهربائية ، المواقد الأرز ، المواقد التعريفي

3-4kW: مكيفات الهواء الصغيرة ، وسخانات الفضاء

6kW: أجهزة متعددة في وقت واحد ، مثالية للتخييم أو نزهات في الهواء الطلق

ومع ذلك ، ليس كل نيفس دعم V2L. بعض النماذج ، مثل سيارات تسلا مع أوبكس أحادي الاتجاه ، تفتقر إلى القدرة على الإخراج العكسي من خلال منفذ أس. آخرون ، مثل العديد من نماذج مبادلة البطارية من نيو ، إزالة الشاحن على متن الطائرة تماما ولا تشمل واجهة شحن أس. هذه المركبات تتطلب دس V2L مخصص التفريغ العاكس.

يستمد DC V2L الطاقة من منفذ الشحن DC ويحولها إلى AC من خلال عاكس خارجي ، وعادة ما يوفر 2-6kW. نظرًا للوحدات المطلوبة ، تكون هذه المحولات أقل شيوعًا وأكثر تكلفة ، وعادة ما يتراوح سعرها بين 12000 و 30000 يوان.

يسمح V2V لأحد NEV بشحن آخر وغالبًا ما يتم الترويج له على أنه "مساعدة متبادلة للمركبة" أو "وضع شحن من سيارة إلى سيارة". على عكس V2L ، الذي ينتج طاقة التيار المتردد بشكل أساسي ، يوفر V2V بشكل أساسي إخراج التيار المستمر.

تكمن أكبر قيمة لـ V2V في حالات الإنقاذ في حالات الطوارئ. عندما تقطعت السبل بمركبة كهربائية أخرى بسبب استنفاد البطارية ، يمكن للمركبة المزودة بقدرة V2V توفير الطاقة بسرعة ، مما يلغي الحاجة إلى انتظار شاحنة سحب. يعزز "الإنقاذ من مركبة إلى مركبة" بشكل كبير الراحة والموثوقية.

يدعم عدد محدود فقط من الطرز حاليًا V2V لأنه يتطلب نظامًا كهربائيًا أكثر تقدمًا. يتطلب أيضًا مسدس شحن V2V مخصصًا ، وقد يحتاج الشحن عالي الطاقة إلى شاحن V2V بحجم علبة كمبيوتر سطح المكتب تقريبًا ، وعادة ما يكلف أكثر من 10000 يوان.

المعايير الفنية:

ينتج V2V الطاقة من خلال منفذ الشحن السريع DC ، على غرار DC V2L ولكن مع خرج أعلى بكثير ، عادة من 5 كيلو واط إلى 50 كيلو واط أو أكثر.

ومن الأمثلة على ذلك:

XIAOMI SU7 ماكس: يدعم 6KW V2V

جيلي رادار الأفق: يدعم 15kW V2V

NIO (مع شاحن متكامل): يدعم 40KW V2V

Zeekr 001 و Zeekr 007: يدعمان ما يصل إلى 60 كيلو واط ، مما يتيح سرعات شحن إنقاذ مماثلة لأجهزة الشحن السريعة التجارية DC ، مما يجدد طاقة كبيرة في حوالي نصف ساعة

يتيح V2H للمركبة توفير الكهرباء للمنزل. يستهدف هذا الوضع في المقام الأول المستخدمين الذين لديهم أماكن وقوف خاصة ، مثل أولئك الذين يعيشون في منازل منفصلة ، ويتطلب محولات سكنية خارجية عالية الطاقة ومعدات توزيع.

التطبيق الرئيسي هو في المناطق ذات إمدادات الطاقة غير المستقرة. عندما تفشل الشبكة أو يتقلب الجهد ، يمكن أن تعمل السيارة كمصدر طاقة احتياطي للحفاظ على الكهرباء المنزلية الأساسية.

في الممارسة العملية ، غالبًا ما يتم دمج V2H مع أنظمة تخزين الطاقة الشمسية السكنية. خلال النهار ، تولد الألواح الشمسية الكهرباء ؛ يتم استخدام بعضها مباشرة ، في حين أن فائض الطاقة يشحن السيارة. في الليل أو أثناء الانقطاعات ، تطلق السيارة الطاقة المخزنة جنبًا إلى جنب مع البطاريات المنزلية ، مما يوسع السعة الإجمالية ويطيل مدة الإمداد ، مما يحقق تأثير "1 + 1 > 2".

شهدت V2H اعتمادًا واسع النطاق في الخارج ، لا سيما في أوروبا والولايات المتحدة ، حيث تكون المنازل المنفصلة شائعة وقد تكون البنية التحتية للشبكة أقدم. مع نمو الطلب على الطاقة الموثوقة في مجتمعات الفيلات المحلية والإسكان الريفي ، تكتسب V2H زخمًا تدريجيًا.

V2G هو تطبيق التفريغ الأكثر تطلبًا وتعقيدًا من الناحية الفنية. بالإضافة إلى توافق السيارة ، فإنه يتطلب محطة شحن ثنائية الاتجاه قادرة على الشحن والتفريغ.

على عكس V2H ، الذي يعمل على تشغيل الأسرة فقط ، يتصل V2G مباشرة بالشبكة العامة ، مما يسمح للمركبات بالمشاركة في تنظيم ذروة الحمل.

متطلبات الأجهزة:

تدعم محطات الشحن V2G تدفق الطاقة في اتجاهين ، وتوصيل الكهرباء من الشبكة إلى السيارة وإعادة الطاقة المخزنة عندما تكون موارد الشبكة ضيقة ، مما يوفر تخزينًا موزعًا مرنًا بشكل فعال.

القيمة الاقتصادية:

تأتي الفائدة المالية من فروق أسعار الكهرباء في ذروة الوادي. على سبيل المثال ، أطلقت NIO شاحن V2G بقوة 20 كيلو وات في عام 2023. باستخدام بطارية 75 كيلو وات في الساعة ، يمكن أن يولد تصدير الكهرباء خلال ساعات الذروة حوالي 22.5 يوان ، بافتراض فرق سعر قدره 0.3 يوان لكل كيلو واط في الساعة. أظهر مثال آخر أوردته وكالة أنباء شينخوا أن شاحن V2G بقوة 15 كيلو وات يحقق انتشار سعر 0.9 يوان لكل كيلو واط في الساعة ، حيث قام بتصدير ما يقرب من 30 كيلو واط في الساعة في 1.5 ساعة مما أكسب المالك حوالي 30 يوانًا.

من منظور الشبكة ، تصبح كل مركبة كهربائية وحدة تخزين طاقة موزعة. يمكن للمالكين فرض رسوم خلال ساعات الذروة وبيع الكهرباء مرة أخرى خلال ذروة الطلب ، مما يولد الدخل مع المساعدة في استقرار الشبكة وتقليل الحاجة إلى بنية تحتية إضافية لتوليد الذروة.

أدى ظهور وظائف التفريغ إلى توسيع دور NEVs بشكل كبير ، وتحويلها إلى منصات طاقة متنقلة متعددة الوظائف.

الترفيه في الهواء الطلق: يعمل V2L كمصدر قوي للطاقة المحمولة للرحلات البرية والتخييم وحتى البيع في الشوارع. يمكن للمستخدمين الطهي أو غلي الماء أو مشاهدة الأفلام عبر أجهزة العرض أو تشغيل المراوح أو شحن الكاميرات والطائرات بدون طيار وأجهزة الكمبيوتر المحمولة دون القلق بشأن الوصول إلى الطاقة. يمكن للبائعين تشغيل الإضاءة وأجهزة الدفع والثلاجات الصغيرة ، مما يقلل من تكاليف التشغيل.

المساعدة في حالات الطوارئ: يتيح V2V الشحن السريع للمركبات التي تقطعت بها السبل ، مما يسمح للمالكين بتقديم المساعدة في الوقت المناسب للأصدقاء أو العائلة أو حتى الغرباء ، وخاصة في المناطق النائية أو على الطرق السريعة.

الأمن المنزلي: يضمن V2H الكهرباء المستقرة أثناء الانقطاعات الناجمة عن العواصف أو الكوارث الأخرى ، ودعم الإضاءة والاتصالات والتبريد. عندما يقترن بالتخزين المنزلي ، فإنه يشكل شبكة صغيرة سكنية كاملة.

مشاركة الطاقة عبر الإنترنت: تدمج V2G المركبات الكهربائية في الشبكات الذكية ، مما يسمح للمالكين بكسب الدخل من خلال برامج الاستجابة للطلب دون التأثير على احتياجات القيادة اليومية.

على الرغم من أنه عملي للغاية ، إلا أن الاستخدام الآمن يتطلب الانتباه إلى عدة عوامل:

مطابقة الطاقة: افهم سعة التفريغ القصوى لسيارتك وتجنب تشغيل عدة أجهزة عالية الطاقة في وقت واحد.

إدارة البطارية: يستهلك التفريغ طاقة البطارية ، ويخطط للاستخدام بعناية لضمان نطاق كافٍ وتعيين عتبات حماية معقولة للحفاظ على عمر البطارية.

جودة المعدات: شراء بنادق التفريغ المعتمدة والمحولات من الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة لضمان العزل المناسب وحماية الزائد.

الظروف البيئية: حماية الواجهات من الماء في الطقس الممطر أو الثلجي ومنع سحق الكابلات أو خلق مخاطر التعثر في الهواء الطلق.

الامتثال التنظيمي: يجب أن تتوافق الوظائف المتصلة بالشبكة مثل V2G مع لوائح المرافق المحلية ، واستشارة شركة الطاقة قبل التثبيت.

تمثل وظيفة تفريغ EV ابتكارًا رئيسيًا في عصر الكهرباء ، حيث تحول تخزين الطاقة الثابت إلى طاقة متنقلة مرنة وتخلق قيمة ملموسة للمستخدمين. من الراحة الخارجية لـ V2L إلى دعم الطوارئ لـ V2V ، من الأمن المنزلي لـ V2H إلى توصيل الطاقة لـ V2G ، تعيد تكنولوجيا التفريغ تعريف العلاقة بين المركبات والطاقة.

بالنسبة للمستهلكين ، يجدر التفكير في إمكانات التفريغ عند شراء EV. يجب على المتحمسين في الهواء الطلق إعطاء الأولوية لـ V2L ؛ قد يركز أصحاب المنازل الذين لديهم احتياجات لتخزين الطاقة على توافق V2H ؛ ويمكن للمهتمين بالمشاركة في إنترنت الطاقة اختيار نماذج جاهزة لـ V2G. مع انتشار التكنولوجيا وانخفاض التكاليف ، تستعد وظائف التفريغ لتصبح ميزات قياسية ، مما يوفر مزيدًا من الراحة والقيمة لعدد متزايد من المستخدمين.