تشحن المركبات الكهربائية من خلال ثلاث فئات رئيسية من المعدات — المستوى 1 (120 فولت) والمستوى 2 (240 فولت) وشحن التيار المباشر السريع — التي تختلف بشكل حاد في السرعة. يتراوح الشحن الكامل بين أكثر من 40 ساعة على مقبس منزلي أساسي وأقل من ساعة واحدة على شاحن سريع عام، اعتمادًا على حجم البطارية والظروف.
شحن المركبة الكهربائية ليس عملية موحدة واحدة. يتم تجميع المعدات في ثلاث فئات — المستوى 1 والمستوى 2 وشحن التيار المباشر السريع — وكل منها يوفر الطاقة بمعدل مختلف جداً، وفقاً لـ Ford ومركز بيانات الوقود البديل بوزارة الطاقة الأمريكية (AFDC). معرفة أي منها ينطبق على مقبس معين أو محطة عامة هي المفتاح لتقدير المدة التي سيستغرقها الشحن فعلياً.
المستوى 1: مقبس الحائط القياسي
يستخدم شحن المستوى 1 مقبساً منزلياً عادياً بقوة 120 فولت AC والسلك المرفق مع المركبة، وفقاً لـ Ford. يلاحظ AFDC أن المستوى 1 لا يتطلب معدات إضافية تتجاوز مقبس الطاقة على دائرة فرعية مخصصة بالقرب من مكان وقوف السيارة. تضع Ford نطاق الإضافة عند 2 إلى 5 أميال في الساعة من الشحن، والذي يقول AFDC أنه يكفي عموماً فقط للسائقين الذين يمكنهم تلبية احتياجات قيادتهم اليومية بالشحن طوال الليل.
المستوى 2: الشحن في المنزل ومكان العمل والأماكن العامة
يعمل معدات المستوى 2 على طاقة AC سكنية بقوة 240 فولت أو تجارية بقوة 208 فولت، وفقاً لـ Ford. يقول AFDC أن التثبيت عادة ما يتطلب كهربائياً مؤهلاً وتصاريح من السلطات البناء المحلية والامتثال لقسم 625 من القانون الكهربائي الوطني. في المقابل، تقول Ford أن المستوى 2 يضيف تقريباً 10 إلى 20 ميل من النطاق في الساعة — سرعة كافية، وفقاً لـ AFDC، للسائقين الذين لديهم تنقلات أطول أو مركبات كهربائية ببطاريات أكبر والتي ستستغرق وقتاً طويلاً جداً على المستوى 1.
شحن التيار المباشر السريع (يطلق عليه أحياناً المستوى 3)
يستخدم معدات شحن التيار المباشر السريع إدخال AC بقوة 480 فولت ومعدات متخصصة لإرسال التيار المباشر مباشرة إلى البطارية، متجاوزاً الشاحن المثبت بالسيارة، كما يشرح Ford. إنها الخيار الأسرع بكثير: يشير Ford إلى إضافة 60 إلى 80 ميل من النطاق في مجرد 20 دقيقة، بينما يوجد هذا المعدات بشكل أساسي في المحطات العامة وممرات الطريق السريع بدلاً من المنازل، بسبب تكلفتها ومتطلبات الطاقة.
مستويات الشاحن الكهربائي مقارنة
نوع الشاحن
مصدر الطاقة
نطاق نموذجي يضاف في الساعة
حيث يتم استخدامه
المستوى 1
مقبس منزلي 120 فولت AC
2-5 أميال
المنزل، الشحن طوال الليل
المستوى 2
240 فولت (منزل) / 208 فولت (تجاري) AC
10-20 أميال
المنزل، مكان العمل، الأماكن العامة
شحن التيار المباشر السريع
إدخال 480 فولت AC، إخراج DC للبطارية
60-80 أميال في 20 دقيقة
المحطات العامة، ممرات الطريق السريع
تحذر جميع المصادر الثلاث من أن هذه الأرقام تقريبية. تقول Ford أن الأداء الفعلية تعتمد على حالة شحن البطارية والظروف الخارجية والسلوك أثناء القيادة، وتحدد أنه بالنسبة لشحن التيار المباشر السريع، فإن معدل الشحن ينخفض عندما تقترب البطارية من السعة الكاملة.
أنواع الموصلات: NACS و CCS و CHAdeMO
سرعة الشحن هي نصف الصورة فقط؛ الموصل نفسه مهم أيضاً. يشرح ChargePoint أن النظام المدمج للشحن (CCS) يدعم الشحن بـ AC و DC من 3.7 كيلووات حتى 500 كيلووات ويستخدم من قبل معظم المركبات الكهربائية غير Tesla في أمريكا الشمالية (كـ CCS1) وعبر أوروبا (كـ CCS2). CHAdeMO هو معيار شحن DC سريع تم تطويره في آسيا وهو الآن موجود على عدد قليل من المركبات المباعة في أمريكا الشمالية أو أوروبا، وفقاً لـ ChargePoint.
موصل Tesla الخاص، المسمى في الأصل NACS (معيار الشحن بأمريكا الشمالية)، تم فتحه للمصنعين الآخرين في نوفمبر 2022، وفقاً لمكتب الطاقة والنقل المشترك الأمريكي في driveelectric.gov. قامت SAE International بتوحيده كـ J3400، ونشرت تقرير معلومات تقني في ديسمبر 2023 واعتمدته رسمياً كممارسة موصى بها في أغسطس 2024. تفيد صفحة driveelectric.gov بأن كبار مصنعي السيارات وشركات الشحن أعلنوا خطط لاعتماد J3400 بدءاً من 2025، مع محولات تسمح بالتوافقية مع محطات CCS1. بالنسبة للشواحن العامة الممولة اتحادياً، لا يمكن إضافة موصل J3400 إلا جنباً إلى جنب مع موصل CCS1 يلبي المتطلبات الدنيا، تضيف الموقع.
كيفية تقدير وقت الشحن الخاص بك
تحقق من مستوى الشحن المتاح: مقبس منزلي هو المستوى 1، وصندوق منزلي أو عام هو عادة المستوى 2، والمحطات الجانبية أو الطريق السريع عادة ما تكون شواحن DC سريعة.
لاحظ نوع موصل المركبة الخاصة بك (CCS1، J3400/NACS، أو CHAdeMO) وما إذا كان محول مطلوباً لمحطة معينة، وفقاً لإرشادات ChargePoint.
استخدم أرقام النطاق المضاف المذكورة من المصنع كخط أساس: يشير Ford إلى 2-5 أميال/ساعة للمستوى 1، و 10-20 أميال/ساعة للمستوى 2، و 60-80 أميال لكل 20 دقيقة لشحن التيار المباشر السريع.
على شاحن DC سريع، توقع أن ينخفض معدل الشحن مع اقتراب البطارية من السعة الكاملة، كما تلاحظ Ford؛ الأداء الكلية تختلف أيضاً مع الظروف الخارجية والسلوك أثناء القيادة.
بالنسبة لتثبيت المستوى 2 بالمنزل، خطط لميزانية كهربائي وتصريح والامتثال لقسم NEC 625، كما وصفه AFDC.
ما قد تكلفه شحن المنزل
يعطي AFDC مثالاً توضيحياً واحداً: شحن كامل لبطارية سعة 54 كيلووات/ساعة (كافية لحوالي 200 ميل من النطاق) يكلف حوالي 6 دولارات برسم كهرباء 0.107 دولار لكل كيلووات/ساعة. تعتمد التكلفة الفعلية على أسعار الكهرباء المحلية وحجم بطارية المركبة.
وقت الشحن أيضاً يتناسب مع مدى استنزاف البطارية في البداية. يمكن لبطارية كبيرة شبه فارغة على المستوى 1، نظرياً، أن تستغرق أكثر من 40 ساعة للملء، بينما نفس البطارية على شاحن DC السريع العام يمكن غالباً أن تصل إلى 80 في المائة في أقل من ساعة — الطرفان المتطرفان لمشهد الشحن الذي وصفه Ford و AFDC.
أسئلة
ما الفرق بين المستوى 1 والمستوى 2 وشحن التيار المباشر السريع؟
يستخدم المستوى 1 مقبس منزلي عادي 120V ويضيف حوالي 2-5 أميال من النطاق في الساعة. يستخدم المستوى 2 طاقة 240V (أو 208V تجارية) ويضيف تقريباً 10-20 أميال في الساعة. يستخدم شحن DC السريع إدخال 480V ومعدات متخصصة لإضافة 60-80 أميال في حوالي 20 دقيقة، وفقاً لـ Ford.
هل يمكنني تثبيت شاحن DC سريع في المنزل؟
لا. يصف Ford و AFDC معدات شحن DC السريع بأنها معدات عالية القوة متخصصة يتم نشرها بشكل أساسي في المحطات العامة وممرات الطريق السريع، وليس في المنازل.
ما هو موصل NACS/J3400 وهل يختلف عن CCS؟
NACS هو موصل Tesla، تم فتحه للمصنعين الآخرين في نوفمبر 2022 وتم توحيده من قبل SAE كـ J3400 في 2024، وفقاً لـ driveelectric.gov. CCS هو معيار منفصل يدعم 3.7 كيلووات إلى 500 كيلووات يستخدمه معظم المركبات الكهربائية غير Tesla في أمريكا الشمالية وعبر أوروبا، وفقاً لـ ChargePoint؛ يمكن للمحولات السماح لمركبات J3400 باستخدام محطات CCS1.
لماذا يتباطأ الشحن بالقرب من بطارية مملوءة بالكامل؟
تقول Ford أنه بالنسبة لشحن DC السريع على وجه التحديد، فإن معدل الشحن ينخفض مع اقتراب البطارية من السعة الكاملة.
كم يكلف شحن المركبة الكهربائية في المنزل؟
يظهر مثال AFDC أن شحن بطارية سعة 54 كيلووات/ساعة (حوالي 200 ميل من النطاق) بالكامل يكلف حوالي 6 دولارات برسم 0.107 دولار لكل كيلووات/ساعة — تختلف التكاليف الفعلية مع أسعار الكهرباء المحلية وحجم البطارية.
يعتبر تغيير الطقس أكبر محفز للأعطال، وتركز معظم المخاطر على أربعة أنظمة: البطارية والإطارات والسوائل والرؤية. يمكن للتحقق من هذه الأنظمة قبل بداية الطقس البارد - بناءً على إرشادات مجلس رعاية السيارات و AAA - منع أكثر أعطال الشتاء شيوعاً على جانب الطريق.
فاز سيباستيان لوب، بطل الرالي العالمي تسع مرات، بتسلم لامبورغيني تيميراريو، وهي سيارة هايبرد فائقة بقوة 920 حصاناً وتبدأ من حوالي 310,000 يورو. الخيار يبرز لأن لوب بنى مسيرته في سباقات الموتوسبورت مع الشركات المصنعة الفرنسية سيتروين وبيجو، وليس مع ماركة إيطالية.
أصبحت نواقل الحركة الأوتوماتيكية تهيمن على مبيعات السيارات الجديدة، حيث تشكل السيارات ذات ناقل الحركة اليدوي أقل من 1% من سوق الولايات المتحدة منذ عام 2021، وفقًا لبيانات وكالة حماية البيئة. الخيار الصحيح لا يزال يعتمد على ظروف القيادة وتكاليف الصيانة والقوانين المتعلقة بالترخيص وكمية التحكم التي يريدها السائق في تغيير السرعات.
تغير ناقلات التروس الأوتوماتيكية نسب التروس دون تدخل السائق باستخدام أحد ثلاثة تصاميم رئيسية: ناقلات التروس الأوتوماتيكية بمحول العزم، أو ناقلات التروس ثنائية القابس، أو ناقلات التروس المتغيرة بلا توقف. يستخدم كل منها أجهزة مختلفة لربط المحرك بالعجلات، وتقوم الشركات المصنعة للسيارات الآن بتكييف التصاميم لتناسب الطاقة الهجينة، بينما يشهد الاهتمام بناقلات التروس اليدوية زيادة في عدد قليل من الطرز.
