مقاومة تلامس شحن السيارة الكهربائية

قد يبدو جهاز الشحن المنزلي وشاحن الطريق السريع متشابهين من مسافة قريبة - قابس في نهاية كابل أسود. لكنهما يؤديان وظائف مختلفة تمامًا. يختلف عمر موصل جهاز الشحن المنزلي وشاحن الطريق السريع بقدرة 7 كيلوواط عن عمر موصل محطة التيار المستمر بقدرة 300 كيلوواط. الفرق بين الشحن بالتيار المتردد والمستمر لا يقتصر على الوقت اللازم لملء البطارية، بل يحدد أيضًا مكان وجود إلكترونيات الطاقة في النظام، وكمية التيار المار عبر نقاط التلامس، ودرجة حرارة كل شيء، ومدى ثقل وصلابة الكابل. إذا كنت بحاجة إلى تجديد معلوماتك حول ما تعنيه مستويات الشحن المختلفة في الحياة اليومية، فهذا نظرة عامة على مستويات شحن السيارات الكهربائيةنقطة بداية جيدة.  أين يقع التيار المتردد والتيار المستمر بين الشبكة والبطاريةفي شاحن التيار المتردد، تُزوّد ​​الشبكة الكهربائية السيارة بالتيار المتردد، بينما تُجري السيارة العمل الكهربائي الشاق. يُوفّر صندوق الحائط أو المقبس طاقة التيار المتردد، بينما يُحوّلها الشاحن المدمج (OBC) داخل السيارة إلى تيار مستمر للبطارية. يُحدّد تصنيف الشاحن المدمج (OBC) الطاقة القصوى، والتي تتراوح عادةً بين 3.7 و22 كيلوواط للمركبات الخفيفة. في هذا التركيب، يمرّ الموصل والكابل بتيار معتدل وحرارة معتدلة، لأن الأجزاء الأكثر سخونة وتعقيدًا موجودة داخل السيارة. في شاحن التيار المستمر السريع، ينتقل الجهد المبذول من المركبة. تُحوّل الخزانة التيار المتردد من الشبكة إلى تيار مستمر عالي الجهد، وتدفعه عبر الموصل والكابل مباشرةً إلى ناقل البطارية. يمكن أن تتراوح الطاقة بسهولة بين 50 و400 كيلوواط أو أكثر، لذا تحمل نقاط التلامس والموصلات الرئيسية تيارًا أعلى بكثير وتقضي وقتًا أطول في الاقتراب من حدودها الحرارية. من الناحية العملية: يحافظ التيار المتردد على أداء العمل الشاق داخل السيارة، بينما يدفع التيار المستمر هذا الضغط إلى القابس والكابل.  التيار المتردد مقابل التيار المستمرتيار متردد: طاقة محدودة بواسطة OBC الخاص بالمركبة، تيار أقل في الكابل، حمل حراري أصغر عند الموصل.تيار مستمر: طاقة محدودة بالمحطة والبطارية، تيار مرتفع في الكابل، وحرارة أكبر بكثير يجب إدارتها عند الموصل.يمكن أن تكون نفس السيارة سهلة على قابس التيار المتردد ومتطلبة للغاية على موصل سريع تيار مستمر.  كيف يؤثر التيار المتردد والتيار المستمر على الأجزاء الداخلية للموصلارتفاع الجهد والتيار لا يُغيّران التصنيف المذكور على الملصق فحسب، بل يُجبران مُصمّم الموصلات على اتخاذ خيارات مُختلفة في العزل، وهندسة التلامس، وتصميم الدبابيس. مستويات الطاقة والعزل وتصميم الاتصالعادةً ما يعمل شحن التيار المتردد الخفيف بجهد كهربائي رئيسي مألوف. تُركّب أنظمة التيار المستمر السريعة على منصات بطاريات عالية الجهد، مثل 400 فولت أو 800 فولت. مع ارتفاع الجهد، يجب أن يوفر الموصل مساحة أكبر لتلك الجهدات. تزداد مسافات الزحف والخلوص داخل الغلاف، وتحتاج مواد العزل إلى أداء أعلى، ويجب أن يتجنب التصميم الداخلي الحواف الحادة وتجمعات الأوساخ التي قد تُضعف العزل بمرور الوقت.يتغير الوضع الحالي بنفس القدر. في استخدام التيار المتردد في المنازل وأماكن العمل، عادةً ما تحمل الموصلات عشرات الأمبيرات لكل طور. في موصل التيار المستمر السريع، قد يُطلب من كل جهة اتصال رئيسية التعامل مع مئات الأمبيرات. هذا يدفع المصممين إلى استخدام أسطح اتصال أكبر على دبابيس طاقة التيار المستمر وتحكم أدق في مقاومة التلامس. يجب أن تحافظ أنظمة النوابض والشفرات على ثبات قوة التلامس على مدار آلاف دورات التزاوج، لأن أي زيادة طفيفة في المقاومة عند تيار مرتفع يمكن أن تتحول بسرعة إلى حرارة. في الممارسة العملية، يركز مصممو الموصلات على ثلاثة أشياء:يعمل الجهد على زحف المواد وخلوها من الشوائب والعزل.منطقة اتصال محركات التيار، وجودة الطلاء وتصميم الزنبرك.إن دورة العمل (عدد مرات استخدامها) هي التي تحدد مقدار هامش الأمان المدمج في كل ما سبق. تخطيط الدبوس ووظائفهيجمع كل من موصلات التيار المتردد والتيار المستمر بين دبابيس الطاقة والإشارة، ولكن بنسب مختلفة.عادةً ما يحمل موصل التيار المتردد للاستخدام المنزلي أو في مكان العمل موصلًا واحدًا أو ثلاثة موصلات خطية، ومحايدًا، وطرفًا أرضيًا واقيًا، ومجموعة صغيرة من دبابيس التحكم لإشارات التوجيه وكشف القرب. يتمتع هذا الموصل بذكاء كافٍ للتوافق مع معايير الشحن الأساسية والتأكد من تثبيت القابس قبل تدفق الطاقة.لا يزال موصل التيار المستمر السريع يحمل تأريضًا واقيًا، لكن التيار الرئيسي يمر الآن عبر دبابيس تيار مستمر موجب (+) وتيار مستمر سالب (-) كبيرة بدلًا من الخطوط والمحايد. حول هذه الدبابيس الكبيرة توجد مجموعة أغنى من نقاط التلامس منخفضة الجهد. لا تزال إشارات الدليل والقرب موجودة، لكن التيار المستمر عالي الطاقة غالبًا ما يضيف خطوط اتصال، وفي العديد من التصاميم، مستشعرات حرارة مخصصة لمراقبة الأجزاء الأكثر سخونة في الموصل. شوهدت جنبًا إلى جنب:تحتوي موصلات التيار المتردد على دبابيس طاقة متواضعة وزوج تحكم بسيط.تحتوي موصلات التيار المستمر السريعة على دبابيس طاقة كبيرة جدًا محاطة بمزيد من دبابيس الإشارة والاستشعار.مع زيادة الطاقة، يميل كل من حجم الدبابيس الرئيسية وعدد دبابيس الإشارة إلى النمو.  هندسة الموصلات للتيار المتردد والتيار المستمرتحل المعايير المختلفة مسألة "التيار المتردد + المستمر" باستخدام استراتيجيات ميكانيكية مختلفة. تستخدم مجموعة من الأنظمة موصلات تيار متردد فقط. هذه هي المنافذ التي تراها في السيارات التي تستخدم التيار المتردد في المنزل والعمل وفي محطات الشحن. تتميز العلب بتصميمها المدمج، ومقابضها خفيفة الوزن، وتصميمها الداخلي البسيط. صُمم التصميم للاستخدام اليومي المريح وعمر خدمة طويل بقوة متوسطة. تتخذ التصاميم المركبة مسارًا مختلفًا. فهي تجمع بين واجهة تيار متردد ودبابيس طاقة تيار مستمر إضافية في مدخل سيارة واحد، بحيث يقبل مقبس واحد في السيارة قوابس التيار المتردد والتيار المستمر. هذا يقلل من عدد الفتحات التي يجب قطعها في هيكل السيارة، ويمنح السائقين هدفًا واضحًا عند استخدام الكابل. أما السعر، فهو مدخل أكبر وأكثر تعقيدًا، وتصميم حراري أكثر إحكامًا حول دبابيس التيار المستمر. تتجنب بعض البنى المعمارية استخدام منافذ التوصيل المركبة. تُبقي بعض المعايير التيار المتردد والتيار المستمر منفصلين تمامًا، مما يُمكّن كل منهما من أداء وظيفته على أكمل وجه: تبقى مقابس التيار المتردد صغيرة وخفيفة، بينما يمكن أن تصبح مقابس التيار المستمر كبيرة ومتينة حسب الحاجة. أما عائلات الموصلات المدمجة الأحدث فتدفع في الاتجاه المعاكس، وتحاول حمل كلٍّ من التيار المتردد والتيار المستمر عبر غلاف صغير واحد. هذا يوفر المساحة ويُبسّط الواجهة، ولكنه يرفع مستوى إعادة استخدام الدبابيس، وتصميم العزل، واستراتيجية التبريد.  الكابلات والحرارة: لماذا يختلف مظهر التيار المستمر وشعورهحجم الموصل ووزنه وطريقة التعامل معهنقل بضعة كيلوواط من التيار المتردد إلى سيارة طوال الليل لا يتطلب مقاطع نحاسية ضخمة. يمكن أن تبقى الموصلات متوسطة الحجم، مما يجعل الكابل خفيفًا بما يكفي لرفعه بسهولة ومرنًا بما يكفي للالتفاف بدقة في زاوية من المرآب. نقل مئات الكيلوواط من التيار المستمر في توقف قصير يُمثل مشكلة مختلفة. وللتحكم في خسائر المقاومة وارتفاع درجة الحرارة، تحتاج الموصلات إلى كميات أكبر بكثير من النحاس. زيادة النحاس تعني كتلة أكبر، وهذه الكتلة تجعل الكابل أثقل وأكثر صلابة. تظهر صلابة إضافية كلما حاول أحدهم ثني السلك حول موقف سيارات ضيق أو فوق حافة رصيف، ويظهر وزن إضافي عند نقاط تخفيف الضغط حيث يدخل الكابل في المقبض أو الخزانة. في الممارسة العملية:طاقة تيار مستمر أعلى → نوى نحاسية أكثر سماكة → كابل أثقل وأكثر صلابة.كابل أثقل → المزيد من الحمل على مناطق تخفيف الضغط والإنهاءات.يمكن ضبط كابلات التيار المتردد لتوفير الراحة؛ بينما تبدأ كابلات التيار المستمر من الحدود الحرارية وتعمل في الاتجاه المعاكس. كابلات شحن التيار المتردد مُصممة للاستخدام اليومي. صُممت لتُحمل بيد واحدة، وتُمرر بين السيارات في الممرات الضيقة، وتُلفّ بسلاسة عند انتهاء شحن السيارة. أما كابلات الشحن السريع بالتيار المستمر، فتحتاج إلى توازن أكثر صعوبة. يجب أن تحمل تيارًا عاليًا جدًا، مع الحفاظ على انحناء كافٍ يسمح للسائقين، على اختلاف قوتهم وارتفاعهم، بوضع الموصل دون الشعور بأنهم يُصارعون معدات صناعية. يُختار الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء لحماية الموصلات والعزل، ولكنه لا يزال بحاجة إلى التوافق مع التصميمات الواقعية لمواقع الشحن.  الغلاف الخارجي والمتانة والكابلات المبردة بالسائلالمواقع العامة قاسية على الكابلات. أشعة الشمس والمطر والغبار وأوساخ الطرق أمور شائعة. إضافةً إلى ذلك، تسقط الأسلاك على الخرسانة، وتُسحب من حواف حادة، وأحيانًا تُضغط أو تتدحرج بفعل المركبات. لتتحمل هذا النوع من المعالجة لسنوات، عادةً ما تستخدم كابلات التيار المستمر أغلفة خارجية أكثر سمكًا ومتانة. تُعزز مخففات الضغط، وتُصمم أطرافها لامتصاص الالتواء والشد دون نقل كل هذا الضغط مباشرةً إلى الموصلات. تعيش الكابلات المنزلية في بيئة أكثر هدوءًا، لكنها لا تزال بحاجة إلى تحمل التآكل والأوساخ ودرجات الحرارة الموسمية طوال عمر الشاحن. لذا، تتميز أغلفتها بمرونة ومظهر أفضل طالما أنها تتمتع بالمتانة الأساسية. في أعلى مستويات طاقة التيار المستمر، يصبح إضافة النحاس والاعتماد على التبريد الطبيعي غير عملي في نهاية المطاف. يجب أن يكون الكابل سميكًا وثقيلًا لدرجة يصعب معها على العديد من المستخدمين تحريكه، وستصبح الدعامات الثابتة إلزامية في كل حجرة. تحل كابلات التيار المستمر المبردة بالسائل هذه المشكلة بإضافة دائرة تبريد قريبة من موصلات الطاقة. يتدفق سائل التبريد بالقرب من الأنوية، حاملًا الحرارة بعيدًا، بحيث يمكن للقطر الخارجي نفسه نقل تيار أكبر دون ارتفاع حاد في درجة الحرارة. يكمن الفارق في عمل تصميمي إضافي: يجب أن يظل مسار سائل التبريد محكمًا وموثوقًا به لسنوات عديدة، وقد يلزم الكشف عن التسريبات ومراقبتها، ويجب توجيه الخراطيم وأجهزة الاستشعار بطريقة تحافظ على مرونة التجميع بما يكفي للاستخدام. لهذا السبب يمكن أن يظل كابل التيار المتردد نحيفًا وناعمًا، في حين تميل كابلات التيار المستمر عالية الطاقة إلى أن تبدو أكثر سمكًا وأكثر طبقات، وفي بعض الحالات، تحمل واجهات تبريد مرئية.  كيفية اختيار الموصلات والكابلات لموقعكتختلف مواقع الشحن من حيث الطاقة والراحة والمتانة والتكلفة. قد يُصنّف كلٌّ من صندوق الشحن المنزلي الصغير ومحطة الحافلات ضمن "مشاريع شحن السيارات الكهربائية"، لكنهما يقعان في زوايا مختلفة تمامًا من مساحة التصميم.طلبأولوية الطاقةالتعامل / الراحةالتركيز على المتانةالسمات النموذجية للموصلات/الكابلاتمكيف هواء منزليمنخفضة إلى متوسطةعالية جدًاعمر متوسط ​​وطويل في بيئة معتدلةالمقابس المدمجة، والكابلات المرنة الرفيعةالوجهة / مكان العمل مكيف الهواءواسطةعاليمتوسطة إلى عاليةأغلفة أكثر صلابة قليلاً، وردود فعل مزلاج واضحةالشحن السريع للتيار المستمر العامعالية جدًاواسطةإساءة معاملة عالية جدًا في الهواء الطلقالمقابس الأكبر حجمًا، والكابلات السميكة أو المبردة بالسائل، والوعرةمستودعات الأسطول / الساحاتمرتفع إلى مرتفع جدًاواسطةعالية جدًا، العديد من المكونات الإضافية يوميًاموصلات قوية وكابلات عالية التحمل وخدمة سهلةعادةً ما تُولي مواقع تكييف الهواء المنزلية أهميةً للطاقة نظرًا لطول فترة انتظارها طوال الليل. راحة الاستخدام بالغة الأهمية، والمتانة تعني الاستمرار لسنوات في بيئة معتدلة الحرارة بدلًا من تحمل الاستخدام المُستمر.  يمكن للسائقين الذين يقررون بين المستوى 1 والمستوى 2 في المنزل استخدام دليل الشحن المنزلي من المستوى 1 إلى المستوى 2لمعرفة كيفية تأثير هذه الاختيارات على الأجهزة في الاستخدام اليومي. أصبحت الوجهة ومكان العمل أكثر رقيًا: المزيد من المستخدمين، والمزيد من الأحداث الإضافية، والمزيد من الطلب على العلب الصلبة والمزالج الموثوقة. يُعزز الشحن السريع للتيار المستمر العام أهمية الطاقة. لا تزال راحة الاستخدام مهمة، ولكنها محدودة بطبيعة الحال بالحجم والوزن. تُعطى المتانة أولوية قصوى، لأن المعدات يجب أن تكون في الهواء الطلق، وتخضع لمعاملات متعددة من المستخدمين، وتتحمل سوء الاستخدام العرضي. تقع مستودعات الأساطيل والساحات التجارية بين مواقع التيار المستمر العام وأماكن العمل. تتراوح الطاقة بين عالية وعالية جدًا، وقد يتم توصيل الموصلات وفصلها عدة مرات يوميًا عبر نوبات عمل متعددة. لا تقل أهمية استقرار التلامس والمتانة الميكانيكية وسهولة الخدمة عن الطاقة الإجمالية. للحصول على إطار عمل كامل حول كيفية دمج الأساطيل لمستويات الشحن المختلفة عبر المستودعات والمنازل والمواقع العامة، راجع دليل حول المستوى الذي تحتاجه أساطيل شحن السيارات الكهربائية حقًا. تشير الأسئلة الثلاثة البسيطة عادةً إلى الصف الأيمن في الجدول:ما هي المدة التي تبقى فيها كل مركبة متوقفة هنا؟كم مرة في اليوم سوف يقوم شخص ما بتوصيل الجهاز وفصله؟ما مدى قسوة البيئة على الكابلات والموصلات على مدى عشر سنوات؟  منظور النحل العاملإن تحويل هذه المبادئ إلى مشاريع حقيقية يعني التعامل مع اختيارات الموصلات والكابلات كجزء من تصميم الطاقة والموقع، وليس كفكرة ثانوية. قد يتطلب مستوى الشحن نفسه أجهزة مختلفة تمامًا حسب البيئة ودورة العمل. للاستخدام المنزلي، وفي أماكن العمل، وفي المستودعات، تُطوّر Workersbee موصلات وكابلات شحن تيار متردد مصممة للاستخدام اليومي المريح والموثوقية طويلة الأمد وفقًا للمعايير الإقليمية. ينصب التركيز على الأداء المتوقع وتجربة استخدام ممتعة ضمن نطاقات طاقة التيار المتردد النموذجية. بالنسبة لمحطات الشحن السريع للتيار المستمر العامة والمستودعات ذات الاستخدام العالي، توفر Workersbee موصلات الشحن السريع DC وكابلات مصممة لتحمل تيار عالي ومقاومة تلامس متحكم بها وأداء ميكانيكي قوي، مع خيارات معدة للتبريد المتقدم حيث تتطلب متطلبات المشروع طاقة أعلى وهوامش حرارية أضيق.