وفي عصر ما بعد سيارات الوقود، أصبحت قضايا المناخ متزايدة الحدة، وأصبحت حلول مشاكل المناخ من البنود الرفيعة المستوى على قوائم المهام التي يتعين على الحكومات القيام بها. هناك إجماع عالمي على أن اعتماد السيارات الكهربائية وسيلة فعالة لتحسين المناخ. لزيادة اعتماد المركبات الكهربائية، هناك موضوع واحد لا يمكن تجنبه أبدًا، وهو شحن السيارات الكهربائية. وفقًا للعديد من استطلاعات السوق الاستهلاكية، يصنف مستهلكو السيارات عدم موثوقية الشحن باعتباره العقبة الرئيسية الثالثة أمام شراء المركبات الكهربائية. تتضمن عملية شحن السيارات الكهربائية بأكملها مرونة الشبكة التي توفرها البنية التحتية للطاقة وبناء محطات الشحن التي تلبي طلب السوق. ما يربطهم بهذه السيارات الكهربائية المثيرة هو كابلات شحن السيارات الكهربائية. لتنشيط سوق أكبر لبيع السيارات الكهربائية، قد تواجه كابلات شحن المركبات الكهربائية، كجزء أساسي، أو ستواجه التحديات التالية.
1. زيادة سرعة الشحن بشكل معقول
عادة ما تستغرق مركبات ICE التي اعتدنا عليها بضع دقائق فقط لتمتلئ، وعادةً لا تكون هناك حاجة للوقوف في قائمة الانتظار. لذلك، في التصور العام، التزود بالوقود هو شيء سريع. كنجم جديد، تحتاج المركبات الكهربائية عمومًا إلى الشحن لعدة ساعات أو حتى طوال الليل. وعلى الرغم من وجود العديد من أجهزة الشحن السريعة الآن، إلا أن الأمر يستغرق ما لا يقل عن نصف ساعة. هذا التناقض القوي في "وقت التزود بالوقود" يجعل سرعة الشحن عاملاً رئيسياً يعيق شعبية المركبات 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 – قدرة نقل كابل الشحن.
نظرًا لقيود تخطيط المساحة لمحطات الشحن، ولضمان إمكانية توصيل منافذ شحن السيارات الكهربائية في المواضع المختلفة بسهولة بمنافذ الشحن الخاصة بالشواحن، سيكون لكابلات الشحن طول مناسب، حتى يتمكن أصحاب السيارات من تشغيلها دون عناء . السبب وراء قولنا "الطول المناسب" هو أنه مع ضمان إمكانية الوصول إلى موصل الشحن، فقد يعني ذلك أيضًا زيادة في مقاومة الكابل وفقدان نقل التيار. لذا يجب إيجاد توازن معقول بين هاتين المصلحتين.
تأتي المقاومة أثناء الشحن من مقاومة الموصل ومقاومة التلامس للكابل والمسامير. عادةً ما تعتمد تقنية توصيل الكابلات والدبابيس الحالية طريقة العقص، لكن هذه الطريقة ستؤدي إلى مقاومة أعلى وفقدان أعلى للطاقة. نظرًا للطلب الكبير على خرج التيار العالي في الشحن بالتيار المستمر، يستخدم الجيل الجديد من كابل الشحن بالتيار المستمر من Workersbee تقنية اللحام بالموجات فوق الصوتية لتقريب مقاومة التلامس من الصفر والسماح بمرور تيار أكبر. لقد اجتذب أدائها الكهربائي الممتاز اهتمام واستشارة العديد من الشركات المصنعة لمعدات الشحن المعروفة حول العالم.
2. حل مشاكل ارتفاع درجة الحرارة بشكل فعال
أثناء عملية الشحن، يكون هناك اتصال قوي بين درجة حرارة كابل الشحن وسرعة الشحن. فمن ناحية، يؤدي نقل التيار إلى توليد الحرارة. ومع زيادة التيار، تزداد الحرارة، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة. من ناحية أخرى، مع زيادة درجة حرارة الموصل، تزداد المقاومة، مما يؤدي أيضًا إلى انخفاض التيار.
يشكل ارتفاع درجة حرارة الكابلات والموصلات أيضًا مخاطر معينة على السلامة، حيث قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى حدوث خلل أو حتى فشل المكونات، أو قد تتسبب في نشوب حريق. ولذلك، تحتوي أجهزة الشحن عادةً على إعدادات أمان للحماية من درجة الحرارة الزائدة والحماية من التيار الزائد. يتم إرسال إشارة درجة الحرارة بشكل أساسي إلى مركز التحكم في الشاحن من خلال نقاط مراقبة درجة الحرارة للمعدات، مثل بعض الثرمستورات، لإجراء الاستجابة حول تقليل التيار أو إيقاف تشغيل الطاقة الوقائية.
إلى جانب المراقبة في الوقت الفعلي للتحكم في درجة حرارة الجهاز، يعد تبديد الحرارة لكابلات الشحن في الوقت المناسب هو الحل الرئيسي لحل مشكلة ارتفاع درجة الحرارة. تنقسم عادة إلى حلين: التبريد الطبيعي والتبريد السائل. يعتمد الأول بشكل أكبر على تصميم مجاري الهواء للمعدات لزيادة مساحة المقطع العرضي للكابلات وتشكيل حمل حراري قوي للهواء لتحقيق تبديد الحرارة الطبيعي. ويعتمد الأخير بشكل أساسي على وسط التبريد لتوصيل وتبادل الحرارة لتحقيق تبديد الحرارة، وكفاءة التبادل الحراري أكبر بكثير من التبريد الطبيعي. وفي الوقت نفسه، تتطلب تقنية التبريد السائل مساحة مقطعية أقل للكابلات، مما يسمح بتصميم كابلات الشحن أن يكون أرق وأخف وزنًا.
3. تحسين تجربة المستخدم
يجب ترك الكلمة الأخيرة في تصنيف كابلات الشحن للمستخدمين، بما في ذلك مالكي المركبات الكهربائية ومشغلي شبكات الشحن. إنه سهل الاستخدام وخالي من القلق للحفاظ عليه. إذا تم تحقيق هذا الثناء الكبير، أعتقد أنه سيجعلنا أكثر ثقة في مستقبل السيارات الكهربائية.
أكثر خفيفة الوزن:خاصة بالنسبة لأكوام الشحن DC عالية الطاقة، يمكن أن يكون القطر الخارجي للكابل أصغر مع ضمان تبديد الحرارة. اجعل الكابل أكثر خفة الوزن، حتى للأشخاص ذوي القوة الضعيفة كما أنه سهل التشغيل.
مرونة أكثر راحة:الكابل الناعم أسهل في الانحناء ويشعر براحة أكبر في الإمساك به. كما أنه يجعل أداء الكابلات أكثر تميزًا والتركيب أسهل. كابلات شحن Workersbee مصنوعة من مادة TPE وTPU عالية الجودة مع مرونة جيدة ومقاومة للزحف، ومرونة وقوة ممتازة، وليس من السهل تشويهها، والمزيد من الصيانة الخالية من المتاعب.
متانة أقوى ومقاومة الطقس:ضع في اعتبارك المواد الخام والتصميم الهيكلي لتجنب تشقق الغلاف بسبب الأشعة فوق البنفسجية والتعب الحراري خلال المواسم الحارة. كما أنه لن يتصلب أو يفقد مرونته في الشتاء البارد، ولا داعي للقلق بشأن إتلاف الكابل بسبب العوامل الجوية.
توفير قفل مضاد للسرقة:منع السيارة من فصل كابل الشحن بشكل مفاجئ من قبل شخص ما أثناء عملية الشحن، مما يؤدي إلى تعطيل عملية الشحن.
4. تلبية معايير الشهادات الصارمة
بالنسبة لصناعة شحن السيارات الكهربائية، التي لا تزال قيد التطوير، تعد معايير إصدار الشهادات بمثابة عتبة صعبة لدخول المنتجات إلى السوق. تتم مراقبة كابلات الشحن المعتمدة للتأكد من أن كل دفعة تلبي المعايير، لذلك فهي أكثر موثوقية وأمانًا وجديرة بالثقة. تُستخدم كابلات الشحن ليس فقط لتزويد المركبات الكهربائية بالطاقة ولكن أيضًا للاتصالات، لذا فإن سلامتها أمر بالغ الأهمية.
في الأسواق الأوروبية والأمريكية، تشمل الشهادات السائدة بشكل أساسي UKCA، وCE، وUL، وTUV. ويجب تطبيق الأنظمة ومتطلبات السلامة على السوق المحلية، وبعضها متطلبات إلزامية للحصول على الدعم. لاجتياز هذه الشهادات، يتعين عادةً اجتياز العديد من الاختبارات الصارمة، مثل اختبارات الضغط، واختبارات الكهربة، واختبارات الغمر، وما إلى ذلك.
5. الاتجاه المستقبلي: شحن سريع عالي الطاقة
مع زيادة سعة بطارية المركبات الكهربائية، فإن سرعة الشحن التي تتطلب شحنًا طوال الليل لا تكفي لمعظم الناس. إن كيفية تحقيق شحن سريع أكثر أمانًا وملاءمة هي مشكلة تحتاج صناعة كهربة النقل بأكملها إلى أخذها في الاعتبار. بفضل التبادل الحراري السريع لتكنولوجيا التبريد السائل، يمكن أن تصل الطاقة العالية الحالية إلى 350 إلى 500 كيلووات. ومع ذلك، فإننا نعلم أن هذه ليست النهاية,ونأمل أن يكون شحن السيارة الكهربائية بنفس سرعة إعادة تزويد السيارة بالوقود على الجليد. عند استخدام تيار شحن أعلى، قد يصل شحن التبريد السائل أيضًا إلى عنق الزجاجة. وفي ذلك الوقت، قد نحتاج إلى تجربة المزيد من الحلول الثورية. اقترحت بعض الدراسات أن تكنولوجيا المواد المتغيرة الطور قد تصبح حلاً جديدًا، ولكن قد يستغرق الأمر وقتًا طويلاً قبل دخولها إلى السوق.
6. الاتجاه المستقبلي: V2X
V2X يعني إنترنت المركبات، والذي يشير إلى روابط الاتصال والتأثيرات التي أنشأتها السيارات والمرافق الأخرى. يمكن أن يساعدنا تطبيق V2X في إدارة سلامة الطاقة والنقل بشكل أفضل. وهي تتضمن بشكل أساسي V2G (الشبكة)، وV2H (المنزل)/B (المبنى)، وV2M (الشبكة الصغيرة)، وV2L (الحمل).
لتحقيق V2X، يجب استخدام كابلات الشحن ثنائية الاتجاه لتحقيق نقل فعال للطاقة. سيؤدي ذلك إلى تغيير فهمنا للسيارات الكهربائية، وتمكين الأحمال المرنة، والوصول إلى طاقة أكثر مرونة، وتوسيع تخزين الطاقة في الشبكة. نقل الطاقة والبيانات من أو إلى السيارة بطريقة مترابطة أو نشطة.
7. الاتجاه المستقبلي: الشحن اللاسلكي
مثل شحن الهاتف المحمول اليوم، يمكن أيضًا تنفيذ الشحن اللاسلكي على نطاق واسع لشحن السيارات الكهربائية في المستقبل. هذه تقنية ثورية وتحدي كبير لشحن الكابلات.
يتم نقل الطاقة عبر فجوة الهواء، ويتم شحن الملفات المغناطيسية الموجودة داخل الشاحن وتلك الموجودة داخل السيارة بشكل حثي. لن يكون هناك المزيد من القلق بشأن المسافة المقطوعة، وسيكون الشحن ممكنًا في أي وقت عندما تسير السيارة الكهربائية على الطريق. بحلول ذلك الوقت، ربما سنقول وداعًا لكابلات الشحن. ومع ذلك، تتطلب هذه التكنولوجيا إنشاء بنية تحتية عالية جدًا، ويجب أن يستغرق نشرها على نطاق واسع وقتًا طويلاً.
تحتاج كابلات الشحن إلى نقل البيانات بشكل فعال حتى تتمكن المركبات الكهربائية وشبكة الشحن من إنشاء اتصال موثوق به، مع القدرة أيضًا على توفير تيار شحن سريع وتكون قادرة على تحمل العوامل البيئية الخارجية مثل درجة الحرارة التي قد تؤثر على أداء الشحن. لقد أعطتنا سنوات Workersbee من البحث والتطوير في مجال كابلات الشحن رؤى متقدمة وحلول متنوعة. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد، يرجى إعلامنا بذلك.
وقت النشر: 28 نوفمبر 2023