شرح مستويات شحن السيارات الكهربائية: المستوى 1، المستوى 2، والشحن السريع بالتيار المستمر

لماذا تُعدّ مستويات شحن السيارات الكهربائية أكثر أهمية من مجرد "بطيء، متوسط، سريع"؟
يسمع معظم السائقين مصطلحات مثل "المستوى 1" و"المستوى 2" و"الشحن السريع بالتيار المستمر" ويفهمونها على أنها "بطيء" و"متوسط" و"سريع". في الواقع، يرتبط كل مستوى بنطاق طاقة وتكلفة واستخدام مختلفين. يمكن للمستوى المناسب أن يجعل عملية الشحن عمليةً تلقائيةً بالكاد تشعر بها. أما المستوى غير المناسب فقد يعني الانتظار في طوابير عند محطات الشحن السريع، أو ارتفاع تكاليف التشغيل، أو شراء شاحن حائط يفوق احتياجاتك في القيادة.

تؤثر مستويات الشحن على الحياة اليومية بثلاث طرق رئيسية: المدة التي تبقى فيها السيارة متوقفة، وكمية الطاقة التي تحتاجها في تلك الفترة، والمبلغ الذي ترغب في إنفاقه على الأجهزة وقدرة الشبكة.

ما هي مستويات شحن السيارات الكهربائية الثلاثة في الواقع
تُعد مستويات الشحن طريقة بسيطة لتجميع نطاقات الطاقة التي تظهر مرارًا وتكرارًا في العالم الحقيقي.

الشحن من المستوى 1: شحن احتياطي بطيء من مقبس منزلي
• يستخدم مقبسًا منزليًا قياسيًا في الأسواق التي تعمل بجهد 120 فولت
• طاقة تتراوح بين 1 و2 كيلوواط
• الأفضل للاستخدام الخفيف جدًا والشحن الاحتياطي

الشحن من المستوى 2: الشحن اليومي في المنزل ومكان العمل
• يستخدم دائرة مخصصة بجهد 208-240 فولت (أحادي الطور) أو 400 فولت (ثلاثي الطور)
• تتراوح الطاقة عادةً بين 3.7 و22 كيلوواط حسب الشبكة والأجهزة
• يغطي معظم عمليات الشحن اليومية في المنزل ومكان العمل

الشحن السريع بالتيار المستمر: طاقة عالية عندما يكون الوقت ضيقًا
• يستخدم معدات تيار مستمر مخصصة لتحويل الطاقة داخل المحطة
• طاقة تتراوح من حوالي 50 كيلوواط إلى عدة مئات من الكيلوواط
• يُستخدم على الطرق السريعة والمستودعات المزدحمة والمواقع التي يكون فيها الوقت ضيقًا

الشحن بالتيار المتردد مقابل الشحن بالتيار المستمر
في حالة الشحن بالتيار المتردد، تتولى السيارة الجزء الأكبر من العملية. يوفر صندوق الحائط أو نقطة الشحن طاقة التيار المتردد، ويقوم الشاحن المدمج في السيارة بتحويلها إلى تيار مستمر بمعدل محدود. هذا يجعل الأجهزة صغيرة الحجم وبأسعار معقولة، مما يجعلها مثالية للمنازل والعديد من مواقف السيارات في أماكن العمل أو الوجهات السياحية.

في الشحن السريع بالتيار المستمر، تقوم المحطة بتحويل طاقة التيار المتردد من الشبكة إلى تيار مستمر، وتُدير تيارًا أعلى بكثير مباشرةً إلى البطارية. تُشارك السيارة حدود الجهد والتيار المُفضلة لديها، وتتبع المحطة هذا النمط. هذا يُقلل التكلفة والتعقيد من السيارة إلى البنية التحتية، ولهذا السبب تكون معدات التيار المستمر أكبر حجمًا وأثقل وزنًا وأكثر تكلفة، ولكنها قادرة أيضًا على توفير طاقة عالية جدًا.

تحدد مستويات التيار المتردد سرعة شحن السيارة بناءً على الشاحن الداخلي والدائرة الكهربائية المغذية له. أما الشحن السريع بالتيار المستمر فيعتمد بشكل أكبر على قدرة محطة الشحن، وحالة شحن البطارية، وحدود درجة الحرارة.

المستوى 1 EVالشحن: حتى عندما يكون بطيئًا جدًا، فإنه لا يزال كافيًا.
يستخدم المستوى الأول منفذًا قياسيًا منخفض الطاقة، وهو شائع في المناطق ذات التيار الكهربائي 120 فولت. تتراوح الطاقة عادةً بين 1 و1.9 كيلوواط. وهذا يُترجم إلى مدى يتراوح بين 3 و5 أميال في الساعة للعديد من السيارات.

قد يبدو هذا بطيئاً، ولكن هناك حالات استخدام يكون فيها المستوى 1 فعالاً:
• تنقلات يومية قصيرة وعدد أميال سنوي منخفض
• السيارات المتوقفة في المنزل لمدة 10-12 ساعة كل ليلة تقريبًا
• سيارات ثانوية لا تتحرك إلا قليلاً خلال الأسبوع

المزايا
• تكلفة تركيب شبه معدومة إذا كانت الدائرة آمنة ومخصصة بالفعل
• لطيف جدًا على الشبكة الكهربائية، وغالبًا ما يكون لطيفًا على البطارية أيضًا.

الحدود
• قد تستغرق حزم البطاريات الكبيرة أيامًا لإعادة شحنها من حالة الشحن المنخفضة
• غير مناسب في الأماكن التي يتشارك فيها عدة سائقين موقف سيارات واحد أو في حال وجود أنماط مناوبة غير منتظمة
• في العديد من الأسواق، تحدد اللوائح وقواعد السلامة مدى إمكانية استخدام مقبس المنزل بشكل عشوائي لجلسات الشحن الطويلة.

يُعد المستوى 1 مناسبًا عندما تكون احتياجات القيادة متوقعة ومعتدلة وعندما لا يستطيع النظام الكهربائي للمنزل دعم طاقة أعلى بسهولة.

شحن المركبات الكهربائية من المستوى الثاني: الوضع الأمثل للاستخدام اليومي في المنزل ومكان العمل
بالنسبة لمعظم السائقين الذين تتوفر لديهم مواقف سيارات خاصة، يُعدّ المستوى الثاني هو الخيار الأمثل. فهو يستخدم دائرة كهربائية مخصصة وجهاز شحن للسيارات الكهربائية بجهد 208-240 فولت أحادي الطور، أو حتى 400 فولت ثلاثي الأطوار في العديد من المناطق. وتتراوح القدرة النموذجية من 3.7 كيلوواط إلى 11 أو 22 كيلوواط، وذلك حسب الشبكة الكهربائية والأجهزة المستخدمة.

بهذه القدرات، يمكن شحن البطارية بالكامل بسهولة خلال ليلة واحدة بعد يوم طويل. على سبيل المثال، يمكن لشاحن بقدرة 7.4 كيلوواط أن يضيف عادةً ما بين 25 و30 ميلاً من مدى القيادة في الساعة، وهو ما يكفي لاستعادة مدى قيادة يزيد عن 150 ميلاً في ست ساعات للعديد من المركبات.

حالات الاستخدام الشائعة
• صناديق حائط منزلية لسيارة واحدة أو سيارتين
• رسوم الشحن في أماكن العمل حيث تبقى السيارات متوقفة لعدة ساعات
• الفنادق ومراكز التسوق ومواقف السيارات العامة التي تركز على ركن السيارة وشحنها أثناء قيامك بشيء آخر

فوائد
• الشحن الليلي يغطي تقريبًا جميع رحلات التنقل اليومية
• تتوافق مستويات الطاقة مع الطريقة التي تركن بها السيارات وتستريح بها بالفعل
• تظل تكلفة التركيب وتأثيرها على الشبكة ضمن الحدود المعقولة في معظم المباني السكنية والتجارية

الحدود
• يتطلب دائرة كهربائية مخصصة وسعة لوحة مناسبة
قد يتطلب الأمر تركيبًا احترافيًا وفحصًا محليًا.
• بالنسبة للأسطول الذي يقطع مسافات سنوية عالية جدًا أو الأساطيل متعددة الورديات، قد يكون المستوى 2 وحده بطيئًا للغاية

يلجأ العديد من السائقين إلى الجمع بين شاحن الحائط الثابت والخيارات المحمولة. يمكن لشاحن السيارات الكهربائية المحمول للاستخدام المنزلي أن يربط بين منافذ كهربائية مختلفة على الطريق أو في منزل ثانٍ، مع الحفاظ على مستوى الراحة من المستوى الثاني حيثما تشتد الحاجة إليه.

الشحن السريع للسيارات الكهربائية بالتيار المستمر: عندما يصبح الوقت هو القيد الرئيسي
يبدأ الشحن السريع بالتيار المستمر، والذي يُطلق عليه أحيانًا المستوى الثالث في اللغة الدارجة، من حوالي 50 كيلوواط، ويصل الآن إلى 350 كيلوواط أو أكثر على بعض الطرق السريعة. ويكمن الاختلاف الرئيسي في كيفية توصيل الطاقة خلال عملية الشحن.

عندما تكون البطارية منخفضة الشحن ودافئة، تقبل العديد من المركبات تيارًا قريبًا من أقصى قدرة لها. في هذه الحالة، يمكن لجلسة شحن بقدرة 100 كيلوواط أن تضيف مدىً ملحوظًا خلال 10-15 دقيقة. ومع امتلاء البطارية ووصولها إلى مستوى شحن أعلى، يقل طلب السيارة للتيار لحماية خلايا البطارية والتحكم في الحرارة. يلاحظ السائق هذا الانخفاض التدريجي في الطاقة، خاصةً عند تجاوز مستوى الشحن 70-80%.

حالات الاستخدام النموذجية
• السفر لمسافات طويلة على الطرق السريعة والطرق الرئيسية
• عمليات تعبئة سريعة خلال النهار لسيارات النقل أو التوصيل
• مستودعات الأسطول حيث يجب أن تعود المركبات بسرعة بين نوبات العمل

الاعتبارات
• غالبًا ما تكون تكلفة الكيلوواط/ساعة أعلى من تكلفة الشحن بالتيار المتردد، بمجرد احتساب رسوم الخدمة ورسوم الطلب.
• قد يؤدي الشحن المتكرر عالي الطاقة إلى إجهاد البطارية إذا كان التبريد ضعيفًا أو لم يتم ضبط البرنامج بشكل جيد.
تتطلب المحطات وصلات قوية بالشبكة، وإدارة دقيقة للأحمال، وموصلات وكابلات متينة.

تأخذ موصلات الشحن السريع عالية الطاقة للتيار المستمر في المواقع العامة هذه الضغوط في الاعتبار من خلال تصنيفات تيار أعلى، وإدارة حرارية، وتصميمات مريحة تسمح للسائقين بالتعامل مع الكابلات بأمان.

جدول مقارنة مستويات شحن السيارات الكهربائية

فيما يلي مقارنة مبسطة. الأرقام تمثل نطاقات نموذجية، وليست قيماً دقيقة لكل مركبة أو منطقة.

تعتمد الأرقام الفعلية على كفاءة السيارة والطقس ومنحنى الشحن الذي تحدده الشركة المصنعة. المستوى 1 مخصص للشحن البطيء، والمستوى 2 مناسب للشحن الليلي والوجهة، أما الشحن السريع بالتيار المستمر فهو مخصص للشحن السريع والمكثف.

كيف يمكن للسائقين اختيار الخيار المناسب الشحنمستوى

الخطوة 1: المسافة المقطوعة يومياً وأسبوعياً
• إذا كانت معظم الأيام أقل من 40-50 ميلاً وكان لديك ساعات عديدة لركن السيارة في المنزل، فقد يكون المستوى 1 مع المستوى 2 العام العرضي مناسبًا.
• إذا كانت الأيام تتجاوز في كثير من الأحيان 60-80 ميلاً أو كنت تقوم بالعديد من الرحلات القصيرة، فإن المستوى 2 في المنزل يجعل الحياة أسهل بكثير.

الخطوة الثانية: الوصول إلى موقف السيارات خارج الشارع
• إذا كان لديك ممر خاص أو مرآب، فإن الحل من المستوى 2 الذي تم تركيبه بشكل صحيح عادة ما يكون الخطة الأكثر فعالية على المدى الطويل.
• إذا كنت تعتمد على مواقف السيارات في الشوارع أو المواقف المشتركة، فإن أجهزة الشحن العامة من المستوى الثاني وأجهزة الشحن السريع DC تصبح العمود الفقري لاستراتيجيتك.

الخطوة 3: نمط السفر والرحلات الطويلة
• إذا كنت تقود سيارتك في الغالب داخل المدينة ونادراً ما تقوم برحلات برية، فإن المستوى 2 المنتظم وعمليات الشحن العرضية من خلال DC كافية.
• إذا كنت تقوم برحلات طويلة متكررة بين المدن، فإن معرفة شبكة الشحن السريع بالتيار المستمر على طرقك المعتادة أهم من الحصول على كيلوواط إضافي من صندوق الحائط.

الخطوة الرابعة: الميزانية والقدرة الكهربائية
• عندما تكون سعة اللوحة محدودة، فإن وحدة المستوى 2 المتواضعة المزودة بإدارة الأحمال غالباً ما تكون خياراً أفضل من محاولة الحصول على أقصى طاقة ممكنة.
• إن الحل المناسب الحجم الذي يعمل بسلاسة كل ليلة أكثر قيمة من خيار نظري عالي الطاقة يتسبب في تعطل قواطع الدائرة أو يحتاج إلى ترقيات مكلفة.

إذا كنت تشحن أجهزتك في المنزل بشكل أساسي، فهذا الدليل حولالشحن المنزلي من المستوى 1 مقابل المستوى 2يمكن أن يساعدك ذلك في تحديد الإعداد الذي يناسب روتينك اليومي.

ما تعنيه مستويات شحن المركبات الكهربائية للمواقع وأساطيل المركبات وأجهزة الشحن

يواجه أصحاب مواقع الشحن ومشغلو أساطيل المركبات سؤالاً مختلفاً: لا يتعلق الأمر كثيراً بتحديد مستوى الشحن المناسب للتنقل اليومي، بل يتعلق أكثر بعدد المركبات التي تحتاج إلى كمية معينة من الطاقة في كل فترة انتظار. تتحول مستويات الشحن إلى أداة تخطيط متعددة الأبعاد.

يمكن لفرق الأسطول التي ترغب في اتباع نهج تدريجي استخدامدليلنا حول مستوى شحن المركبات الكهربائية الذي تحتاجه أساطيل المركبات الكهربائية فعلاً.

مدة وقوف السيارات ومعدل دورانها
• تشهد محلات السوبر ماركت والمطاعم والمراكز التجارية فترات انتظار تتراوح بين 30 دقيقة وبضع ساعات. غالباً ما تغطي وحدات الشحن من المستوى الثاني متوسطة الطاقة هذه الفترة، مع تخصيص عدد قليل من أجهزة الشحن السريع بالتيار المستمر للسائقين المستعجلين.
• تتميز الطرق السريعة والممرات بين المدن بمحطات توقف قصيرة واحتياجات هائلة من الطاقة. وهنا، يهيمن الشحن السريع بالتيار المستمر، مع توفير طاقة مصممة لتقليل الازدحام في أوقات الذروة.
• يمكن للمستودعات وساحات الأساطيل أن تخلط صفوف المستوى 2 الليلية مع عدد قليل من أعمدة التيار المستمر عالية الطاقة للمركبات التي تفوت موعدها أو تبدأ نوبات العمل الثانية.

الربط بالشبكة والبنية التحتية
• تعمل المجموعات الكبيرة من نقاط الشحن من المستوى 2 على توزيع الحمل بشكل أكثر لطفًا على مدار الوقت.
• تعمل وحدات التيار المستمر عالية الطاقة على تركيز الطلب على الطاقة وقد تحتاج إلى وصلات جهد متوسط ​​ومحولات مخصصة وإدارة ذكية للطاقة.
• كما أن اختيار مستويات الشحن يؤثر على مسارات الكابلات وأجهزة الحماية والتصميمات الميكانيكية في الموقع.

الموصلات والكابلات
• تستخدم حلول التيار المتردد موصلات وكابلات أخف وزناً مصممة لمستويات تيار معتدلة وللاستخدام اليومي من قبل مجموعة واسعة من السائقين.
• تعتمد أجهزة الشحن السريع عالية الطاقة التي تعمل بالتيار المستمر على موصلات قوية وكابلات أكثر سمكًا، وأحيانًا على التبريد السائل للحفاظ على سهولة التحكم في المقابض أثناء حمل عدة مئات من الأمبيرات.
• بالنسبة للمشغلين، فإن الاستثمار في تصنيع موصلات وكابلات المركبات الكهربائية المتينة يساعد على تقليل وقت التوقف عن العمل وتكاليف الصيانة على مدار عمر المحطة.

للاطلاع على تفاصيل أكثر حول كيفية تأثير اختيار التيار المتردد والتيار المستمر على تصميم الموصلات والكابلات، راجع قسمنانظرة عامة على أجهزة شحن المركبات الكهربائية بالتيار المتردد والتيار المستمر.

بالنسبة للمشاريع التي تتطلب تحويل مستويات الشحن هذه إلى أجهزة فعلية، تدعم Workersbee الشحن المنزلي والمكتبي بالتيار المتردد، بالإضافة إلى محطات الشحن السريع العامة بالتيار المستمر. تشمل منتجاتنا شواحن السيارات الكهربائية المحمولة للاستخدام المنزلي، ووحدات الشحن الجدارية بالتيار المتردد للشحن في الوجهات، وموصلات وكابلات الشحن السريع بالتيار المستمر المصممة خصيصًا للاستخدامات العامة وشحن أساطيل المركبات.

أسئلة شائعة حول مستويات شحن السيارات الكهربائية

هل يوجد شيء اسمه الشحن من المستوى الرابع؟
يستخدم البعض أحيانًا مصطلح "المستوى 4" بشكل غير رسمي لوصف الشحن عالي الطاقة للغاية، والذي يصل إلى مستوى الميغاواط، للمركبات الثقيلة. في معظم المعايير واللوائح، لا توجد سوى مستويات التيار المتردد 1 و2 وفئات الشحن السريع بالتيار المستمر، حتى مع الطاقة العالية جدًا.

هل يمكن استخدام الشحن السريع بالتيار المستمر مع جميع السيارات الكهربائية؟
لا تحتوي جميع المركبات على أجهزة شحن سريع بالتيار المستمر. بعض سيارات المدينة أو السيارات الهجينة القابلة للشحن تدعم التيار المتردد فقط. حتى عند توفر التيار المستمر، لكل طراز طاقة قصوى خاصة به ونوع موصل خاص به، لذا لا يزال يتعين على السائقين مطابقة محطة الشحن مع السيارة.

هل يؤدي الشحن السريع المتكرر بالتيار المستمر إلى تلف البطارية؟
صُممت البطاريات الحديثة وأنظمة التبريد لتحمل الشحن السريع بالتيار المستمر ضمن الحدود المحددة. مع ذلك، فإن الشحن المستمر بقدرة عالية إلى مستويات شحن عالية جدًا قد يُسبب ضغطًا إضافيًا مقارنةً بالشحن اللطيف بالتيار المتردد الذي يُبقي معظم فترات الشحن بين مستويات منخفضة ومتوسطة.

هل مستويات الشحن متماثلة في جميع البلدان؟
مفهوم الشحن البطيء والمتوسط ​​والسريع عالمي، لكن الفولتية وأنواع المقابس ومستويات الطاقة النموذجية تختلف. تستخدم بعض المناطق التيار المتردد ثلاثي الأطوار على نطاق واسع، بينما تستخدم مناطق أخرى التيار أحادي الطور في الغالب. كما ظهر الشحن السريع بالتيار المستمر بمعايير توصيل مختلفة، لكن الدور الأساسي لكل مستوى في الحياة اليومية متشابه إلى حد كبير.

هل ما زلت بحاجة إلى الشحن المنزلي إذا كنت أعيش بالقرب من أجهزة الشحن السريع بالتيار المستمر؟
من الممكن الاعتماد على الشحن السريع بالتيار المستمر في الأماكن العامة فقط، خاصة في المناطق الحضرية المكتظة، ولكنه قد يكون أقل ملاءمة وأحيانًا أكثر تكلفة. عادةً ما يوفر الجمع بين الشحن من المستوى الثاني في المنزل أو مكان العمل للاستخدام الروتيني والشحن السريع بالتيار المستمر للرحلات تجربة أكثر سلاسة.