إذا كنت ترغب في شحن سريع لسيارتك الكهربائية، فلن تخطئ باختيار تقنية الجهد العالي والتيار العالي لمحطات الشحن.

تقنية التيار العالي والجهد العالي

مع ازدياد مدى القيادة تدريجيًا، تبرز تحديات مثل تقصير وقت الشحن وخفض تكلفة الملكية، وتتمثل المهمة الأولى في تحسين حجم الوحدة لتحقيق ترقيات في الطاقة. نظرًا لأن طاقةكومة شحنيعتمد الأمر بشكل أساسي على قدرة وحدة الشحن، وهو محدود بحجم المنتج ومساحة الأرضية وتكلفة التصنيع، لذا فإن زيادة عدد الوحدات لم تعد الحل الأمثل. لذلك، أصبحت كيفية زيادة قدرة الوحدة الواحدة دون زيادة حجمها مشكلة تقنية.مصنعي وحدات الشحنيجب التغلب على ذلك بشكل عاجل.

معدات الشحن بالتيار المستمرتُحقق هذه التقنية قدرة شحن سريع ممتازة بفضل تقنية التيار والجهد العاليين. ومع الزيادة التدريجية في الجهد والطاقة، تزداد متطلبات التشغيل المستقر، وتبديد الحرارة بكفاءة، وكفاءة تحويل الطاقة في وحدة الشحن، مما يفرض بلا شك تحديات تقنية أكبر على مصنعي وحدات الشحن.

في ظل الطلب المتزايد في السوق على الشحن السريع عالي الطاقة، يتعين على مصنعي وحدات الشحن الابتكار المستمر وتطوير التقنيات الأساسية وبناء حواجز تقنية جوهرية خاصة بهم. وسيكون هذا مفتاح المنافسة المستقبلية في السوق، إذ لا سبيل للتفوق في ظل المنافسة الشرسة إلا بإتقان التقنيات الأساسية.

1) مسار التيار العالي: يتميز هذا المسار بانخفاض معدل الشحن، وارتفاع متطلبات إدارة الحرارة. فبحسب قانون جول (الصيغة Q=I²Rt)، تؤدي زيادة التيار إلى زيادة الحرارة بشكل كبير أثناء الشحن، مما يستلزم متطلبات عالية لتبديد الحرارة. على سبيل المثال، في حل الشحن السريع عالي التيار من تسلا، تصل ذروة تيار التشغيل في منصة الشحن الفائق V3 إلى أكثر من 600 أمبير، مما يتطلب أسلاكًا أكثر سمكًا، وفي الوقت نفسه، يتطلب تقنية تبديد حرارة أكثر كفاءة، ولا يمكنه تحقيق أقصى قدرة شحن إلا عند 250 كيلوواط كحد أقصى في نطاق 5%-27% من حالة الشحن، وبالتالي لا يتم تغطية الشحن الفعال بشكل كامل. في الوقت الحالي، لم تُجرِ شركات تصنيع السيارات المحلية تغييرات جوهرية على نظام تبديد الحرارة.أكوام شحن عالية التيارالاعتماد بشكل كبير على الأنظمة المبنية ذاتيًا، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الترويج.

2) مسار الجهد العالي: يُعدّ هذا النمط شائع الاستخدام لدى مصنّعي السيارات، إذ يُراعي مزايا تقليل استهلاك الطاقة، وإطالة عمر البطارية، وخفض الوزن، وتوفير المساحة. حاليًا، ونظرًا لمحدودية قدرة تحمّل الجهد لأجهزة IGBT القائمة على السيليكون، فإنّ حلّ الشحن السريع المُعتمد عادةً من قِبل شركات السيارات هو منصة جهد عالٍ 400 فولت، أي يُمكن تحقيق طاقة شحن 100 كيلوواط بتيار 250 أمبير (يُمكن شحن 100 كيلوواط في 10 دقائق لمسافة 100 كيلومتر تقريبًا). منذ إطلاق بورشه لمنصة الجهد العالي 800 فولت (التي تُحقق طاقة 300 كيلوواط وتُقلّل طول أسلاك الجهد العالي إلى النصف)، بدأت شركات السيارات الكبرى في البحث والتطوير لمنصة الجهد العالي 800 فولت. بالمقارنة مع منصة 400 فولت، تتميز منصة 800 فولت بتيار تشغيل أقل، مما يوفر حجم حزمة الأسلاك، ويقلل من فقدان المقاومة الداخلية للدائرة، ويحسن كثافة الطاقة وكفاءة الطاقة بشكل غير مباشر.

يتراوح نطاق جهد خرج الطاقة الثابت لوحدات الطاقة الشمسية السائدة بقدرة 40 كيلوواط في السوق حاليًا بين 300 و1000 فولت تيار مستمر، وهو ما يتوافق مع احتياجات شحن سيارات الركاب الحالية ذات منصة 400 فولت، والحافلات ذات منصة 750 فولت، ومركبات منصة الجهد العالي المستقبلية ذات منصة 800-1000 فولت. أما نطاق جهد خرج وحدات الطاقة الشمسية بقدرة 40 كيلوواط من شركات إنفينون وتيلاي وشينغهونغ، فيمكن أن يصل إلى 50-1000 فولت تيار مستمر، مع مراعاة احتياجات شحن المركبات ذات الجهد المنخفض. وفيما يتعلق بكفاءة التشغيل الإجمالية للوحدة، فإن وحدات الطاقة الشمسية عالية الكفاءة بقدرة 40 كيلوواط منقوة بايهايباستخدام أجهزة طاقة SIC، يمكن أن تصل ذروة الكفاءة إلى 97٪، وهو أعلى من متوسط ​​الصناعة.