الدليل الكامل لمعايير شحن المركبات الكهربائية

مع التطور السريع للسيارات الكهربائية ، أصبحت معايير الشحن حلقة وصل رئيسية في تطوير هذه الصناعة. وقد وضعت مختلف البلدان والمناطق ، استنادا إلى الأسس التكنولوجية الخاصة بها ومتطلبات السوق ، متنوعة الشحن المعايير. لا تؤثر هذه المعايير على كفاءة الشحن وتوافق السيارات الكهربائية فحسب ، بل تتعلق أيضًا بتجربة المستخدم والتنمية المستدامة للصناعة. ستتعمق هذه المقالة في معايير شحن السيارات الكهربائية الدولية الرئيسية وخصائصها ، مع تحليل تاريخ التطوير وحالة التطبيق الحالية لمعايير الشحن المحلية ، بهدف توفير مرجع واضح لممارسي الصناعة والمستهلكين بشكل عام.

في سياق التطور السريع للسيارات الكهربائية ، أصبح التوحيد والتشغيل البيني لمعايير الشحن مفتاحًا لتطوير الصناعة. على الصعيد العالمي ، ظهرت معايير شحن دولية مختلفة ، لكل منها خصائص تقنية فريدة وسيناريوهات تطبيق. بعد ذلك ، دعونا نستكشف معايير الشحن الدولية هذه بعمق ونفحص كيف تعزز تطوير تقنيات شحن السيارات الكهربائية.

CHAdeMO (Charge de Move) هو معيار شحن سريع للتيار المستمر تم تطويره بشكل مشترك من قبل شركة Tokyo Electric Power و Nissan وشركات أخرى في اليابان. تكمن ميزتها الأساسية في توفير خدمات الشحن السريع عالية الطاقة للسيارات الكهربائية ، وتلبية طلب المستخدمين لتجديد الطاقة بسرعة. بموجب معيار CHAdeMO ، يتم تحقيق الشحن السريع للتيار المستمر بين محطة الشحن والسيارة الكهربائية من خلال قابس وموصل خاص ، حيث تصل طاقة الشحن إلى 62.5 كيلو واط ، وبعض الطرز الجديدة تدعم طاقة أعلى.

اكتسب هذا المعيار درجة معينة من الاعتراف والتطبيق على مستوى العالم ، وخاصة في اليابان وبعض الدول الأوروبية والأمريكية. ومع ذلك ، نظرًا لمشكلات تصميم الواجهة المعقدة نسبيًا والتوافق مع المعايير الأخرى ، فإن اعتماده على نطاق أوسع محدود. ومع ذلك ، تواصل جمعية CHAdeMO الترويج بنشاط لترقية هذا المعيار والترويج له. على سبيل المثال ، تزيد مواصفات CHAdeMO 2.0 من طاقة الشحن إلى 400 كيلو واط وتتعاون مع الصين لتطوير موصلات فائقة السرعة ، بهدف تأمين مركز في المنافسة السوقية المستقبلية.

CCS (نظام الشحن المشترك) هو نظام شحن متكامل يجمع بذكاء بين معيار شحن التيار المتردد Mennekes في أوروبا مع معيار الشحن SAE J1772 DC الأمريكي. يسمح هذا التصميم لواجهة شحن CCS بأن تكون متوافقة مع شحن التيار المتردد مع دعم شحن التيار المستمر ، وتلبية احتياجات الشحن المتنوعة في مناطق مختلفة ولطرازات المركبات المختلفة.

يستخدم معيار CCS نفس القابس مثل قابس Mennekes Type 2 AC ، مع إضافة قطبين إضافيين للتيار المستمر أدناه ، مما يتيح التبديل السلس بين شحن التيار المتردد والتيار المستمر. يمكن أن تصل الطاقة القصوى لشحن التيار المتردد إلى 22 كيلو واط ، بينما يمكن أن تصل طاقة شحن التيار المستمر إلى 350 كيلو واط أو حتى أعلى ، مما يمنح CCS فرصة تطبيق واسعة في الأسواق الأوروبية والأمريكية. تدعم العديد من شركات صناعة السيارات المشهورة عالميًا ، مثل BMW و Volkswagen و Ford ، معيار CCS وتطبقه على نطاق واسع في طرازاتها ، مما يعزز اعتماده في أوروبا والولايات المتحدة.

معيار GB / T هو المعيار الوطني الصيني في مجال شحن السيارات الكهربائية ، الذي صاغته إدارة التقييس الصينية (SAC). يغطي هذا المعيار جميع جوانب شحن EV ، بما في ذلك المتطلبات الفنية لشحن AC و DC ، ومواصفات الواجهة ، وتركيب واستخدام مرافق الشحن ، مما يوفر دعمًا تقنيًا قويًا للتطور السريع لقطاع EV في الصين.

منذ إطلاقه ، تم تطبيق معيار GB / T على نطاق واسع في الصين وأصبح المعيار الرئيسي لشحن EV. تستخدم واجهة شحن التيار المتردد نظامًا رباعي الأسلاك من ثلاث مراحل ، بجهد 380 فولت وتيار أقصى 32 أمبير ؛ تدعم واجهة شحن التيار المستمر الجهد العالي والتيار ، مع أقصى طاقة شحن تصل إلى 120 كيلو واط. مع التقدم التكنولوجي المستمر ، يتم أيضًا تحديث معيار GB / T وتحسينه باستمرار لتلبية الاحتياجات سريعة التطور لصناعة السيارات الكهربائية.

IEC (اللجنة الكهروتقنية الدولية) هي منظمة دولية للتوحيد القياسي مسؤولة عن صياغة المعايير الدولية في مختلف مجالات التكنولوجيا الكهربائية والإلكترونية والتكنولوجيا ذات الصلة. في مجال شحن المركبات الكهربائية ، تلعب IEC أيضًا دورًا مهمًا ، حيث تشارك في صياغة معايير واجهة الشحن ، وأكثرها تمثيلاً هي سلسلة IEC 61851.

تحدد سلسلة IEC 61851 متطلبات واجهة شحن التيار المتردد والتيار المستمر ، مما يوفر مواصفات موحدة لتصميم وتصنيع واجهات شحن EV العالمية. تغطي هذه السلسلة أوضاع شحن وطرق اتصال متعددة ، تنطبق على أنواع مختلفة من السيارات الكهربائية ومعدات الشحن. على سبيل المثال ، تحدد IEC 61851-1 المتطلبات العامة لأنظمة الشحن ، وتحدد IEC 61851-23 متطلبات مرافق شحن التيار المستمر ، وتحدد IEC 61851-24 متطلبات بروتوكول الاتصال بين السيارات الكهربائية ومرافق الشحن. عززت صياغة هذه المعايير التوحيد الدولي وقابلية التشغيل البيني لتقنية شحن المركبات الكهربائية ، مما وضع الأساس للتطوير المتكامل لسوق السيارات الكهربائية العالمية.

أطلقت Tesla ، كشركة مصنعة للسيارات الكهربائية معترف بها عالميًا ، معيار الشحن السريع DC الخاص بها - معيار Tesla Supercharger. تم تصميم هذا المعيار خصيصًا لسيارات تسلا الكهربائية ، بهدف توفير خدمات شحن السفر لمسافات طويلة مريحة وفعالة لمالكي تسلا.

تنتشر محطات Tesla Supercharger عبر المدن الرئيسية والطرق السريعة في جميع أنحاء العالم ، مما يشكل شبكة شحن حصرية كبيرة. إنها توفر طاقة شحن عالية ، حيث تصل بعض المحطات إلى 250 كيلو واط أو أكثر ، مما يسمح لسيارات Tesla بإعادة الشحن بسرعة. ومع ذلك ، نظرًا لأن هذا المعيار هو تقنية مملوكة لشركة Tesla ، لا يمكن للسيارات الكهربائية من العلامات التجارية الأخرى استخدام محطات Tesla Supercharger مباشرةً ، مما يحد من عالميتها إلى حد ما. ومع ذلك ، فإن التشغيل الناجح لشبكة Tesla Supercharger يوفر دعمًا قويًا للسفر لمسافات طويلة في المركبات الكهربائية ويوفر تجربة قيمة للشركات الأخرى.

كما تشارك ISO (المنظمة الدولية للتوحيد القياسي) بنشاط في تطوير معايير شحن المركبات الكهربائية. من خلال صياغة سلسلة من المعايير ، تعزز ISO التوحيد القياسي الدولي وقابلية التشغيل البيني لتكنولوجيا الشحن ، مما يعزز التنمية الصحية لصناعة المركبات الكهربائية العالمية.

من بينها ، يعد ISO 15118 معيارًا مهمًا في شحن المركبات الكهربائية ، حيث يغطي بروتوكولات الاتصال بين السيارات الكهربائية ومرافق الشحن. يحدد هذا المعيار تنسيق نقل البيانات وعملية الاتصال ومتطلبات الأمان بين المركبات الكهربائية ومرافق الشحن ، مما يحسن ذكاء السيارة والاتصال بالشبكة. من خلال ISO 15118 ، يمكن للسيارات الكهربائية من مختلف الماركات والموديلات تحقيق اتصال سلس وتوافق مع مرافق الشحن المختلفة ، مما يوفر تجربة شحن أكثر ملاءمة للمستخدمين.

على الصعيد العالمي ، هناك اختلافات كبيرة في معايير واجهة شحن المركبات الكهربائية عبر المناطق ، وينعكس ذلك بشكل رئيسي في الشحن البطيء للتيار المتردد والشحن السريع للتيار المستمر. فيما يلي تحليل مفصل لأنواع واجهة الشحن في مناطق مختلفة:

تنطبق معايير الشحن في أمريكا الشمالية بشكل أساسي على الولايات المتحدة وكندا. شحن التيار المتردد لديه أقصى جهد 240V AC وأقصى تيار 80A AC ؛ شحن DC لديه أقصى جهد 1000V DC وأقصى تيار 400A DC. يلبي هذا التصميم للجهد والتيار معظم احتياجات شحن EV مع ضمان الكفاءة والسلامة.

في أمريكا الشمالية ، يستخدم شحن التيار المتردد عادةً الواجهة القياسية SAE J1772 ، بينما يستخدم شحن التيار المستمر بشكل أساسي الواجهة القياسية CCS. SAE J1772 هي واجهة شحن تيار متردد عالمية ، تستخدم على نطاق واسع في المركبات الكهربائية في أمريكا الشمالية ومرافق الشحن. تهيمن واجهة CCS القياسية على مجال شحن التيار المستمر ، حيث تدمج وظائف شحن التيار المتردد والتيار المستمر لمزيد من الراحة.

نطاق الجهد في أوروبا مشابه للصين ، لكن معايير واجهة الشحن الخاصة بها لها ميزات فريدة. شحن التيار المتردد لديه أقصى جهد 480V AC وأقصى تيار 63A ؛ شحن DC لديه أقصى جهد 1000V DC وأقصى تيار 200A DC. يسمح الجهد العالي والتيار لمرافق الشحن الأوروبية بتوفير شحن أسرع ، مما يلبي طلب المستخدمين للكفاءة.

تستخدم أوروبا في المقام الأول واجهة CCS2 القياسية ، وهي نسخة مطورة من CCS1 مع توافق وأداء أفضل. يدعم CCS2 كلاً من شحن التيار المتردد والتيار المستمر ، واستيعاب أنواع EV المختلفة ومرافق الشحن. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام موصلات التيار المتردد من النوع 2 على نطاق واسع في أوروبا ، مما يوفر توافقًا جيدًا وقابلية للتبادل لمختلف ماركات ونماذج EV.

معايير الشحن اليابانية فريدة نسبيًا. يستخدم شحن التيار المتردد معيار J1772 الأمريكي ، بينما يستخدم شحن التيار المستمر CHAdeMO. يتيح هذا المزيج لمرافق الشحن اليابانية تلبية احتياجات شحن التيار المتردد والتيار المستمر ، مما يوفر خيارات شحن متنوعة.

CHAdeMO هو معيار شحن DC التمثيلي لليابان ، تم تطويره بشكل مشترك من قبل خمس شركات صناعة سيارات يابانية ، ويهدف إلى تعزيز التبني العالمي. على الرغم من عدم اعتماده على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم ، إلا أنه لا يزال يستخدم بشكل كبير في اليابان وبعض الدول الأوروبية والأمريكية. يدعم CHAdeMO طاقة شحن قصوى تبلغ 62.5 كيلو واط وأقصى تيار يبلغ 125 أمبير. تزيد مواصفات CHAdeMO 2.0 المنقحة من طاقة الشحن إلى 400 كيلو واط ، مما يدعم بقوة الشحن السريع للمركبات الكهربائية.

من حيث معايير واجهة الشحن ، يستخدم معيار GB / T الصيني تصميمًا فريدًا ، يختلف إلى حد ما عن المعايير الدولية الرئيسية الأخرى. تستخدم مآخذ GB / T دبابيس نسائية ، بينما تستخدم مقابس السيارة دبابيس ذكور ، مما يحسن موثوقية الواجهة وسلامتها. ومع ذلك ، مثل واجهات التيار المتردد ، لا تزال التفاوتات بين قابس GB / T تواجه مشكلات ، مع ارتفاع درجة الحرارة في التيار العالي مما يؤدي إلى عمر موصل أقصر. تعمل الصين باستمرار على تحسين تصميم الواجهة لتحسين الأداء والموثوقية.

بالإضافة إلى ذلك ، تعمل الصين بنشاط على تعزيز internationalization لمعايير واجهة الشحن ، وتعزيز التوافق والاعتراف المتبادل مع المعايير الدولية. من خلال التعاون مع المنظمات القياسية الدولية ودول أخرى ، تهدف الصين إلى لعب دور أكبر في تطوير معايير شحن المركبات الكهربائية العالمية وتعزيز نمو الصناعة الدولية.

تعد بروتوكولات اتصالات شحن التيار المستمر جزءًا أساسيًا من تقنية شحن EV ، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة الشحن والسلامة. تشمل معايير الاتصالات الدولية الرئيسية للتيار المستمر سلسلة IEC 61851-24 و ISO 15118. تحدد IEC 61851-24 تنسيق الاتصال الرقمي ومتطلبات التوقيت بين محطات شحن EVs و DC ، بينما تغطي ISO 15118 المتطلبات الأساسية لاتصالات EV-grid وشبكات الواجهة وبروتوكولات التطبيقات واختبار المطابقة.

وضعت الصين أيضًا معايير مقابلة لاتصالات التيار المستمر ، وهي GB / T 27930-2015. يحدد هذا المعيار الطبقة المادية للاتصالات القائمة على CAN وطبقة ارتباط البيانات وطبقة التطبيق بين أجهزة شحن EV غير المدمجة وأنظمة إدارة البطارية. أدى تنفيذ هذا المعيار إلى تنظيم وضمان شحن التيار المستمر بشكل فعال في المركبات الكهربائية الصينية ، مما أدى إلى تحسين الاستقرار والموثوقية.

باختصار ، مع التطور السريع لسوق السيارات الكهربائية ، تلعب معايير الشحن دورًا حاسمًا في ضمان كفاءة الشحن والتوافق وتجربة المستخدم. على الصعيد العالمي ، صاغت البلدان والمناطق معايير متنوعة وفقًا لاحتياجاتها الخاصة ، مثل CHAdeMO اليابانية وأوروبا و CCS الأمريكية و GB / T الصينية والمعايير التي تروج لها Tesla و ISO و IEC. لكل من هذه المعايير خصائصها وتكمل بعضها البعض. في المستقبل ، مع التقدم التكنولوجي والتعاون الدولي المعزز ، من المتوقع أن تتحرك معايير الشحن نحو التوحيد وقابلية التشغيل البيني ، مما يوفر دعمًا أكثر صلابة لاعتماد المركبات الكهربائية ، وراحة السفر لمسافات طويلة ، وتطوير الصناعة المستدامة.