شحن لاسلكي للمركبات الكهربائية

أنواع شحن السيارات الكهربائية لاسلكيًا

ينمو السوق العالمي لشحن السيارات الكهربائية لاسلكيًا. تم تصميم أنواع مختلفة من أنظمة الشحن هذه لاستخدامات مختلفة.

• الشحن الديناميكي

  يعمل هذا النوع من شحن السيارات الكهربائية لاسلكيًا في جميع الأحوال الجوية. يتم تثبيته بشكل أساسي على أرضية منشأة انتظار السيارات أو على الطريق. يسمح الشحن الديناميكي لشحن السيارة الكهربائية أثناء الحركة. تعد القيود على البنية التحتية والمخاوف المتعلقة بسلامة المركبة بعض المشكلات المتعلقة بالشحن الديناميكي.

• الحث المغناطيسي

  تنقل هذه التقنية شائعة الاستخدام الطاقة باستخدام مجال مغناطيسي تصدره وسائد شحن السيارات الكهربائية ومحطات الشحن الثابتة. وهي مثالية لنقل الطاقة لمسافات قصيرة. من مزايا الحث المغناطيسي مساعدة مكاسب الطاقة بينما تكون السيارة متوقفة.

  ومع ذلك، لضمان نقل الطاقة بكفاءة، يجب أن يتم محاذاة وسائد الشحن ولفائف السيارة بدقة. لذلك، يتطلب هذا التنفيذ محاذاة دقيقة للغاية لتحقيق أقصى كفاءة. تعمل طرق الشحن اللاسلكي الأخرى بشكل أفضل مع تحملات محاذاة أكبر.

• الرنين المغناطيسي

  تنتج هذه الطريقة من شحن السيارات الكهربائية لاسلكيًا نقل طاقة أقوى. لا يشكل سوء محاذاة وسادة الشحن واللفائف مشكلة كبيرة. يمتاز الرنين المغناطيسي بنقل الطاقة لمسافات متوسطة. من مزاياها تحقيق نقل الطاقة لمسافات متوسطة بكفاءة عالية.

  يُعد الرنين المغناطيسي خيارًا ممتازًا للشحن اللاسلكي في المساحات التجارية أو العامة. تحتاج اللفائف إلى أن تكون أكبر عند استخدام هذه الطريقة. علاوة على ذلك، قد يتسبب الرنين في حدوث تداخل مع الأجهزة القريبة.

• تردد الراديو (RF)

  من الرائع استخدام ترددات الراديو لتشغيل السيارات الكهربائية في التطبيقات منخفضة الطاقة. تسمح الطريقة بشحن السيارة أثناء وقوفها في محطة شحن. يسهل استخدام وتطبيق الشحن القائم على تردد الراديو. يمكن أن تعمل لمسافات طويلة ولا تتطلب وجود خط رؤية بين السيارة والناقل.

  ومع ذلك، لا يعمل هذا النظام إلا بشكل فعال في التطبيقات منخفضة الطاقة. إنه يعمل بشكل أفضل عند شحن الأجهزة المحمولة مثل هواتف الهواتف الذكية. قد تتداخل موجات تردد الراديو القوية مع إرسالها.

• الأشعة تحت الحمراء (IR)

  يستخدم هذا النظام الضوء تحت الحمراء المنبعث لشحن السيارات الكهربائية لاسلكيًا. يتم دمج وسائد الشحن أو أجهزة الإرسال التي تنبعث منها أشعة تحت الحمراء في مساحة انتظار السيارات. يجب أن يكون هناك خط رؤية واضح (LOS) بين جهاز الإرسال للشحن وجهاز استقبال السيارة الكهربائية لنقل الطاقة بكفاءة. لذلك، تكون هذه التقنية فعالة لمسافات قصيرة في ممرات LOS.

  يوفر الأشعة تحت الحمراء نقل طاقة لمسافات متوسطة. لضمان شحن فعال، تحتاج السيارة وجهاز الإرسال إلى محاذاة جيدة. لا تضر أشعة تحت الحمراء بالبشر أو الحيوانات الأليفة. تُعد هذه الطريقة عملية أيضًا في مساحات انتظار السيارات الداخلية.

الوظيفة والميزات

تؤثر الميزات التالية على مدى جودة شحن السيارة الكهربائية لاسلكيًا:

• مخرجات الطاقة

  تحدد مخرجات الطاقة لـ EV WLC سرعة الشحن وتتأثر بعوامل مثل حجم اللفائف والمحاذاة وقوة النظام القصوى. تتيح مخرجات الطاقة الأعلى شحنًا أسرع، مما يقلل من وقت الشحن للبطاريات ذات السعة العالية. على سبيل المثال، يمكن لشاحن المستوى 2 بقوة 7 كيلو وات شحن سيارة كهربائية بالكامل في 4 إلى 8 ساعات، بينما يمكن لشاحن بقوة 11.5 كيلو وات القيام بذلك في 4 إلى 6 ساعات. تعتمد مخرجات الطاقة أيضًا على كيمياء البطارية. عمومًا، تحتاج بطاريات الليثيوم أيون إلى تيار شحن من 0.5 C إلى 1.0 C لتحقيق شحن مثالي. ومع ذلك، فإن التيارات الأعلى مناسبة للبطاريات ذات تصنيفات طاقة أعلى وأنظمة إدارة حرارية قوية. يتطلب الشحن الأسرع محولات طاقة أكثر قوة ووحدات تحكم شحن داخل الكابل، مما يؤثر على تكلفة السيارة ووزنها. تخضع مخرجات الطاقة لقدرات البنية التحتية والموافقة التنظيمية.

• الكفاءة

  تُعد كفاءة الشحن ضرورية لخدمة السيارات الكهربائية الموثوقة وتتأثر بتصميم اللفائف والإلكترونيات الكهربائية وأنظمة التحكم. تتمتع التوصيل بأعلى كفاءة (أكثر من 90٪)، يليها الرنين (80-90٪) والحث (70-80٪). يُحسّن دمج مكونات عالية الكفاءة وتحسين تصميم اللفائف واستخدام الإلكترونيات الكهربائية التي تقلل من فقدان الطاقة من الكفاءة. يجب أن تسعى أنظمة شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية إلى تحقيق كفاءة إجمالية لا تقل عن 80٪. يقلل هذا المستوى من كفاءة الشحن من فقدان الطاقة أثناء عملية الشحن، مما يعظم استخدام طاقة الشبكة الموردة. تُعد كفاءة الشحن الجيدة ضرورية لتقليل التكاليف واستخدام الطاقة بشكل مستدام والامتثال للوائح الخاصة بجميع نماذج شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية. كما أنها ضرورية لنجاح اعتماد السيارات الكهربائية على المدى الطويل. لذلك، من الضروري مراعاة كفاءة الشحن عند اختيار نظام شحن لاسلكي.

• التوافق

  يؤثر التوافق على ضبط واعتماد أنظمة شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية. يجب أن تكون السيارات الكهربائية وأنظمة WLC متوافقة لضمان شحن ناجح. يضمن ذلك تطابق واجهات الاتصال والفيزيائية لنظام الشحن اللاسلكي مع واجهات السيارة الكهربائية. تُحسّن معايير التوافق الصناعية التوافق بين المركبات المختلفة وحلول الشحن. يضمن اتباع المعايير والمواصفات المطبقة تحقيق أداء وتشغيل متبادل مثاليين للسيارات الكهربائية وأنظمة WLC. يمكن أيضًا تحسين التوافق من خلال ترقيات النظام والتعديلات. من الممكن إعادة تجهيز السيارات الكهربائية الحالية لدعم WLC، لكن الأمر صعب.

السيناريوهات

تشمل تطبيقات شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية المركبات التجارية ونقل الركاب والسيارات الشخصية والدراجات النارية.

• أساطيل المركبات

  يمكن لمديري الأساطيل تبسيط وتقليل التكاليف المتكبدة في صيانة الأسطول من خلال التحول إلى شحن السيارات الكهربائية لاسلكيًا. يمكنهم تثبيت مواقف انتظار مخصصة للمركبات ووسائد شحن في مكاتبهم أو مراكز إدارة الأسطول. سيسمح ذلك للمركبات التابعة للأسطول بالشحن تلقائيًا أثناء وقوفها. يمكن لمديري الأسطول مراقبة مستويات بطاريات المركبات عن بعد و جدولة صيانة البطارية. كما أنهم يزيلون انبعاثات العادم وتكاليف الوقود، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل.

• النقل العام

  يمكن لأنظمة النقل العام استخدام شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية لحافلات السيارات الكهربائية وسيارات الأجرة. يمكنهم تثبيت وسائد شحن أو بنية تحتية في محطات محددة أو مواقف سيارات الأجرة. يسمح ذلك لمركبات النقل العام بالشحن تلقائيًا أثناء صعود الركاب ونزولهم دون الحاجة إلى توصيل الكابلات. سيؤدي الشحن اللاسلكي إلى تقليل الاعتماد على الأسلاك العلوية أو الكابلات، مما يجعل المركبات سهلة الوصول إليها وأكثر أمانًا. كما سيقومون باستبدال الحافلات وسيارات الأجرة التي تعمل بالوقود الأحفوري بإصدارات كهربائية، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل وخفض الانبعاثات.

• التوصيل لمسافات قصيرة

  يمكن لخدمات التوصيل التحول إلى شاحنات سيارات كهربائية ودراجات نارية للتوصيل لمسافات قصيرة. يمكن للشركات شحن هذه المركبات لاسلكيًا في مراكز التوزيع أو مواقع انتظار السيارات المخصصة. سيؤدي ذلك إلى تبسيط عمليات التوصيل لمسافات قصيرة وتقليل الاعتماد على محركات الاحتراق الداخلي.

• مركبات المستودعات

  تُعد الشاحنات الكهربائية ورافعات البليت ضرورية في المستودعات والإعدادات الصناعية. يمكن للمشغلين استخدام شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية للحفاظ على شحن هذه المركبات. يمكنهم تثبيت وسائد شحن على طول ممرات العمل أو في محطات عمل مخصصة. سيؤدي ذلك إلى القضاء على الحاجة إلى توصيل الكابلات يدويًا وتقليل وقت التوقف عن العمل. يمكن للشاحنات ورافعات البليت الشحن أثناء أداء مهام أخرى أو الوقوف في مواقع العمل عندما لا تكون قيد الاستخدام.

• شحن السيارات الكهربائية في المنزل

  يوفر شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية في المنزل حلاً مريحًا لأصحاب المنازل الذين يمتلكون سيارات كهربائية. بدلاً من الكابلات والمقابس، يمكن لأصحاب المنازل تثبيت وسادة شحن أو هوائي خارج المرآب أو في مدخل سياراتهم. عند وقوف السيارة على الوسادة أو فوق الهوائي، يتم شحنها تلقائيًا. يزيل ذلك الحاجة إلى التعامل مع الكابلات.

• شحن السيارات الكهربائية في مكان العمل

  يمكن لأصحاب العمل تثبيت وسائد شحن مخصصة للمركبات في مواقف انتظار السيارات للموظفين. يمكن للعاملين الذين يمتلكون سيارات كهربائية شحنها تلقائيًا أثناء وقوفها في مكان العمل. يجعل ذلك من السهل على الموظفين الحفاظ على شحن سياراتهم دون الحاجة إلى استخدام مساحة كبيرة.

كيفية اختيار شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية

هناك بعض النقاط التي يجب على مشتري الشركات مراعاتها قبل شراء شواحن السيارات الكهربائية اللاسلكية لعملائهم المستهدفين.

• نطاق النشر

  تقييم حجم قاعدة العملاء ومنطقة النشر. هل هي مساحة انتظار سيارات خاصة أم منشأة عامة؟ سيؤدي ذلك إلى تحديد عدد وسائد الشحن أو المحطات المطلوبة. ابحث عن مورد موثوق به يمكنه توفير ما يكفي من وسائد الشحن بسرعة لعملية الإعداد بأكملها.

• التوافق

  معرفة نماذج السيارات الكهربائية المستخدمة بشكل أساسي من قبل العملاء. اختر مؤشرات شحن السيارات الكهربائية المتوافقة مع العديد من نماذج السيارات ومعاييرها. سيؤدي استخدام منتج متوافق مع العديد من ماركات ونماذج السيارات إلى تقليل شكاوى العملاء وتقديم منتج سهل الاستخدام للمستخدمين. تحقق من المورد لمعرفة ما إذا كان حل شحن السيارات الكهربائية الخاص به متوافقًا مع العديد من أنواع السيارات الكهربائية.

• البنية التحتية

  تقييم تخطيط انتظار السيارات أو المنشأة الحالي. ستحدد البنية التحتية مكان تركيب محطات الشحن. إذا كانت أسطول مركبات، فقم بتقييم ترتيب المركبات.

• قدرة الشحن

  تحديد مخرجات الطاقة التي ستلبي احتياجات المستخدمين. ضع في اعتبارك عوامل مثل سرعة الشحن واستخدام المحطة. سيحتاج العملاء الذين يرغبون في شحن أسرع إلى محطات عالية الطاقة. يوضح الجدول 1 في هذه المقالة قوة مخرجات شحن السيارات الكهربائية المختلفة ووقت الشحن المقدر للعديد من السيارات الهجينة القابلة للشحن والسيارات الكهربائية بالكامل.

• كفاءة الطاقة EPA

  تشير كفاءة الطاقة EPA إلى نسبة الطاقة التي تستخدمها وسادة الشحن أو المحطة بشكل فعال. تشير كفاءة طاقة EPA الأعلى إلى استخدام أفضل للطاقة. إنه أمر ضروري لخفض تكاليف الشحن. قد تتطلب كفاءة الطاقة المنخفضة مزيدًا من العمل لإقناع العملاء باستخدامها. يرجع ذلك إلى أن خيار الشحن اللاسلكي قد يكلفهم أكثر على المدى الطويل بسبب استهلاك الطاقة الأعلى.

• تقييم الموقع

  إجراء تقييم للموقع لتحديد التحديات المحتملة. ألق نظرة على البيئة المحيطة، مثل الطقس ودرجة الحرارة. يمكن أن تؤثر هذه العوامل على أداء وسائد الشحن. كما أن تحديد القواعد واللوائح المحلية المتعلقة بتركيب شواحن السيارات الكهربائية ضروري. تأكد من أن تركيب الشحن اللاسلكي يلبي جميع المتطلبات القانونية وسيعمل بشكل جيد في ظروف الموقع. يساعد ذلك في ضمان عملية تركيب سلسة وأداء جيد لنظام الشحن.

• إثبات المستقبل

  مراعاة احتياجات المستخدمين المتطورة. اختر حلًا قابلًا للتوسع يمكن أن يتكيف مع التقنيات المتطورة للمركبات وزيادة الطلب على الطاقة. من المهم اختيار مورد يوفر الترقيات.

أسئلة وأجوبة

س: ما مدى كفاءة شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية؟

ج: لضمان كفاءة شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية، يجب أن تكون كفاءة المحول الثابت 85٪ على الأقل، وأن تكون كفاءة المحول الديناميكي أعلى من 75٪. تُحدد الكفاءة الإجمالية العديد من العوامل، مثل مسافة الإرسال، والمحاذاة بين الشاحن والمركبة، وسرعة الشحن. يمكن أن تفقد المحولات ما يصل إلى 5٪ من الطاقة على شكل حرارة، ويكون للشحن الديناميكي كفاءة إجمالية أقل مقارنة بالشحن الثابت. ومع ذلك، يعمل الباحثون على تحسين كفاءة شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية.

س: لماذا يُعد شحن السيارات الكهربائية لاسلكيًا مهمًا؟

ج: يُعد WCDMA، أو شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية، مهمًا لعدة أسباب: الراحة - لا توجد كابلات مادية للتوصيل ؛ السلامة - لا توجد مخاطر التعثر مع كابل شحن السيارات الكهربائية ؛ ومرونة النظام - يُصبح شحن السيارات الكهربائية الديناميكي ممكنًا، مما يعني إمكانية شحن السيارات الكهربائية أثناء القيادة.

س: ما هي الحواجز أمام شحن السيارات الكهربائية لاسلكيًا؟

ج: تتضمن الحواجز أمام شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية التقنية - لا تزال هناك حاجة إلى الكثير من البحث لتحسين كفاءة وسلامة WCDMA ؛ السوق - تتوفر أنظمة WCDMA قليلة تجاريًا، وتحتاج بنية WCDMA إلى مزيد من التطوير ؛ والسياسات - يجب وضع سياسات ولوائح تدعم WCDMA.

س: ما هو مستقبل شحن السيارات الكهربائية لاسلكيًا؟

ج: يبدو مستقبل شحن السيارات الكهربائية اللاسلكية WCDMA مشرقًا. تتطور تقنية WCDMA بسرعة، وتصبح أنظمة WCDMA متاحة تجاريًا. يمثل الطلب المتزايد على بنية شحن السيارات الكهربائية واعتماد WCDMA العاملين الرئيسيين اللذين سيسرعان نمو هذه السوق. تتمتع WCDMA بإمكانات هائلة لتحويل صناعة شحن السيارات الكهربائية.