في عصر ما بعد المركبات التي تعمل بالوقود، تتفاقم قضايا المناخ، وأصبحت حلول مشاكل المناخ من البنود رفيعة المستوى في قوائم مهام الحكومات. هناك إجماع عالمي على أن اعتماد المركبات الكهربائية هو وسيلة فعالة لتحسين المناخ. لزيادة اعتماد المركبات الكهربائية، هناك موضوع واحد لا يمكن تجنبه أبدًا - شحن المركبات الكهربائية. وفقًا للعديد من استطلاعات سوق المستهلكين، يصنف مستهلكو السيارات عدم موثوقية الشحن على أنه العقبة الرئيسية الثالثة لشراء المركبات الكهربائية. تتضمن العملية الكاملة لشحن المركبات الكهربائية مرونة الشبكة التي توفرها البنية التحتية للطاقة وبناء محطات الشحن التي تلبي طلب السوق. ما يربطهم بهذه المركبات الكهربائية المثيرة هو كابلات شحن المركبات الكهربائية. لتنشيط سوق مبيعات المركبات الكهربائية أكبر، قد تواجه كابلات شحن المركبات الكهربائية، كجزء رئيسي، التحديات التالية.
1. زيادة سرعة الشحن بشكل معقول
عادةً ما تستغرق مركبات الاحتراق الداخلي التي اعتدنا عليها بضع دقائق فقط للتزود بالوقود، دون الحاجة للانتظار في طوابير. لذا، يُنظر إلى التزود بالوقود في أذهان العامة على أنه عملية سريعة. أما السيارات الكهربائية، فعادةً ما تحتاج إلى الشحن لعدة ساعات أو حتى طوال الليل. ورغم وجود العديد من أجهزة الشحن السريع الآن، إلا أن الأمر يستغرق نصف ساعة على الأقل. هذا التباين الكبير في "وقت التزود بالوقود" يجعل سرعة الشحن عاملاً رئيسياً يُعيق رواج السيارات الكهربائية.
بالإضافة إلى الطاقة التي يوفرها الشاحن، فإن العوامل التي تؤثر على سرعة شحن السيارة الكهربائية تحتاج أيضًا إلى مراعاة سعة البطارية وقدرات الاستقبال للسيارة نفسها، والأهم من ذلك - سعة نقل كابل الشحن.
نظرًا لمحدودية مساحة محطات الشحن، ولضمان سهولة توصيل منافذ شحن المركبات الكهربائية في مختلف المواقع بمنافذ الشحن الخاصة بالشواحن، يجب أن تكون كابلات الشحن بطول مناسب، مما يُمكّن مالكي السيارات من تشغيلها بسهولة. ويعود سبب استخدامنا لمصطلح "الطول المناسب" إلى أنه مع ضمان سهولة الوصول إلى موصل الشحن، قد يؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة مقاومة الكابل وفقدان التيار. لذا، يجب تحقيق توازن معقول بين هاتين المصلحتين.
تنشأ المقاومة أثناء الشحن من مقاومة الموصل ومقاومة تلامس الكابل والدبابيس. عادةً ما تعتمد تقنية توصيل الكابل والدبابيس الحالية على طريقة الضغط، إلا أن هذه الطريقة تؤدي إلى مقاومة أعلى وفقدان أكبر للطاقة. ونظرًا للطلب المتزايد على تيار عالٍ في شحن التيار المستمر، يستخدم الجيل الجديد من كابلات شحن التيار المستمر من Workersbee تقنية اللحام بالموجات فوق الصوتية لخفض مقاومة التلامس إلى الصفر تقريبًا، مما يسمح بمرور تيار أكبر. وقد جذب أداؤه الممتاز في الكهربة انتباه واستشارة العديد من مصنعي معدات الشحن المعروفين حول العالم.
2. حل مشاكل ارتفاع درجة الحرارة بفعالية
أثناء عملية الشحن، توجد علاقة وطيدة بين درجة حرارة كابل الشحن وسرعة الشحن. فمن جهة، يُولّد نقل التيار حرارة. ومع زيادة التيار، تزداد الحرارة، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة. ومن جهة أخرى، مع ارتفاع درجة حرارة الموصل، تزداد المقاومة، مما يؤدي أيضًا إلى انخفاض التيار.
يُشكل ارتفاع درجة حرارة الكابلات والموصلات أيضًا مخاطر أمنية، إذ قد يؤدي إلى عطل في المكونات أو حتى تعطلها، أو قد يُسبب حريقًا. لذلك، عادةً ما تحتوي الشواحن على إعدادات أمان للحماية من ارتفاع درجة الحرارة وارتفاع التيار. تُنقل إشارة درجة الحرارة بشكل رئيسي إلى مركز التحكم في الشاحن عبر نقاط مراقبة درجة الحرارة في الجهاز، مثل بعض الثرمستورات، لإصدار استجابة بشأن تقليل التيار أو إيقاف الطاقة الوقائية.
بالإضافة إلى المراقبة الفورية للتحكم في درجة حرارة الجهاز، يُعدّ تبديد الحرارة في الوقت المناسب لكابلات الشحن الحل الرئيسي لارتفاع درجة الحرارة. يُقسّم هذا الحل عادةً إلى نوعين: التبريد الطبيعي والتبريد السائل. يعتمد الأول بشكل أكبر على تصميم قنوات الهواء في الجهاز لزيادة مساحة المقطع العرضي للكابل وتكوين حمل حراري قوي للهواء لتحقيق تبديد الحرارة الطبيعي. أما الثاني، فيعتمد بشكل أساسي على وسيط التبريد لتوصيل الحرارة وتبادلها، وتكون كفاءة التبادل الحراري أعلى بكثير من التبريد الطبيعي. في الوقت نفسه، تتطلب تقنية التبريد السائل مساحة مقطع عرضي أقل للكابلات، مما يسمح بتصميم كابلات شحن أرق وأخف وزنًا.
3. تحسين تجربة المستخدم
ينبغي ترك القرار النهائي في تقييم كابلات الشحن للمستخدمين، بمن فيهم مالكو السيارات الكهربائية ومشغلو شبكات الشحن. فهي سهلة الاستخدام والصيانة. وإذا حظيت هذه الثناءات، فأعتقد أنها ستزيد من ثقتنا بمستقبل السيارات الكهربائية.
أخف وزنا:خاصة لأكوام شحن التيار المستمر عالية الطاقة، يمكن تصغير القطر الخارجي للكابل لضمان تبديد الحرارة. يُخفّض وزن الكابل، مما يجعله سهل الاستخدام حتى للأشخاص ذوي القدرة المحدودة.
مرونة أكثر راحة:الكابل الناعم أسهل في الانحناء وأكثر راحة في الإمساك. كما أنه يُحسّن أداء الكابلات ويجعل التركيب أسهل. كابلات شحن Workersbee مصنوعة من TPE وTPU عالي الجودة، وتتميز بمرونة جيدة ومقاومة للزحف، ومرونة وقوة ممتازتين، ومقاومة للتشوه، وصيانة أسهل.
متانة أقوى ومقاومة للطقس:انتبه جيدًا للمواد الخام والتصميم الهيكلي لتجنب تشقق الغلاف نتيجةً للأشعة فوق البنفسجية والإجهاد الحراري خلال المواسم الحارة. كما أنه لا يتصلب أو يفقد مرونته في الشتاء البارد، ولا داعي للقلق بشأن تلف الكابل بسبب العوامل الجوية.
توفير قفل ضد السرقة:منع السيارة من فصل كابل الشحن بشكل مفاجئ من قبل شخص ما أثناء عملية الشحن، مما يؤدي إلى تعطيل الشحن.
4. تلبية معايير الاعتماد الصارمة
بالنسبة لصناعة شحن المركبات الكهربائية، التي لا تزال في طور التطوير، تُعدّ معايير الاعتماد حجر الزاوية لدخول المنتجات إلى السوق. تُراقَب كابلات الشحن المعتمدة لضمان استيفاء كل دفعة للمعايير، مما يجعلها أكثر موثوقية وأمانًا وجدارة بالثقة. تُستخدم كابلات الشحن ليس فقط لتزويد المركبات الكهربائية بالطاقة، بل أيضًا للاتصالات، لذا فإن سلامتها بالغة الأهمية.
في الأسواق الأوروبية والأمريكية، تشمل الشهادات الرئيسية بشكل رئيسي شهادات UKCA وCE وUL وTUV. يجب تطبيق اللوائح ومتطلبات السلامة في السوق المحلية، وبعضها إلزامي للحصول على الدعم. للحصول على هذه الشهادات، عادةً ما تخضع لعدة اختبارات صارمة، مثل اختبارات الضغط، واختبارات الكهربة، واختبارات الغمر، وغيرها.
5. الاتجاه المستقبلي: الشحن السريع عالي الطاقة
مع ازدياد سعة بطاريات السيارات الكهربائية، لا تكفي سرعة الشحن التي تتطلب شحنًا ليليًا لمعظم الناس. يُعدّ تحقيق شحن سريع أكثر أمانًا وراحةً مسألةً يجب على قطاع كهربة النقل بأكمله مراعاتها. بفضل التبادل الحراري السريع لتقنية التبريد السائل، يمكن أن تصل الطاقة العالية الحالية إلى 350-500 كيلوواط. ومع ذلك، نعلم أن هذا ليس نهاية المطاف.،ونأمل أن يكون شحن المركبات الكهربائية بنفس سرعة إعادة تزويد المركبات بمحركات الاحتراق الداخلي. عند استخدام تيار شحن أعلى، قد يصل شحن التبريد السائل إلى مرحلة الاختناق. في ذلك الوقت، قد نحتاج إلى تجربة حلول مبتكرة. اقترحت بعض الدراسات أن تقنية مواد تغيير الطور قد تصبح حلاً جديدًا، ولكن قد يستغرق طرحها في السوق وقتًا طويلاً.
6. الاتجاه المستقبلي: V2X
V2X هو مصطلح يشير إلى إنترنت المركبات، ويشير إلى روابط الاتصالات وتأثيراتها على السيارات والمرافق الأخرى. يُمكّننا تطبيق V2X من تحسين إدارة الطاقة وسلامة النقل. ويشمل بشكل رئيسي V2G (الشبكة)، وV2H (المنزل)/B (المباني)، وV2M (الشبكة الصغيرة)، وV2L (الأحمال).
لتحقيق تقنية V2X، يجب استخدام كابلات شحن ثنائية الاتجاه لضمان نقل طاقة فعال. سيُغير هذا فهمنا للمركبات الكهربائية، ويُتيح مرونة في الأحمال، والوصول إلى طاقة أكثر مرونة، وتوسيع نطاق تخزين الطاقة في الشبكة. سيتم نقل الطاقة والبيانات من وإلى المركبة بشكل مترابط أو مُفعّل.
7. الاتجاه المستقبلي: الشحن اللاسلكي
كما هو الحال مع شحن الهواتف المحمولة اليوم، قد يُستخدم الشحن اللاسلكي واسع النطاق لشحن السيارات الكهربائية مستقبلًا. تُعدّ هذه تقنية ثورية وتُشكّل تحديًا كبيرًا لكابلات الشحن.
تنتقل الطاقة عبر الفجوة الهوائية، وتُشحن الملفات المغناطيسية داخل الشاحن وتلك الموجودة داخل السيارة حثيًا. لن يكون هناك قلق بشأن المسافة المقطوعة، وسيكون الشحن ممكنًا في أي وقت أثناء قيادة السيارة الكهربائية. بحلول ذلك الوقت، من المرجح أن نودع كابلات الشحن. مع ذلك، تتطلب هذه التقنية بنية تحتية متطورة للغاية، وسيستغرق انتشارها على نطاق واسع وقتًا طويلًا.
يجب أن تنقل كابلات الشحن البيانات بكفاءة عالية، حتى تتمكن المركبات الكهربائية وشبكة الشحن من إنشاء اتصال موثوق، مع توفير تيار شحن سريع، وتحمل العوامل البيئية الخارجية، مثل درجة الحرارة، التي قد تؤثر على أداء الشحن. لقد زودتنا سنوات البحث والتطوير التي أجرتها شركة Workersbee في مجال كابلات الشحن برؤى متقدمة وحلول متنوعة. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد، يُرجى إعلامنا.
وقت النشر: ٢٨ نوفمبر ٢٠٢٣