كم من الوقت يستغرق شحن سيارة كهربائية جديدة تعمل بالطاقة بالكامل؟

كم من الوقت يستغرق شحن سيارة كهربائية جديدة تعمل بالطاقة بالكامل؟
توجد معادلة بسيطة لحساب وقت شحن المركبات الكهربائية الجديدة التي تعمل بالطاقة المتجددة:
مدة الشحن = سعة البطارية / طاقة الشحن
وفقًا لهذه الصيغة، يمكننا حساب المدة التي سيستغرقها الشحن بالكامل تقريبًا.
بالإضافة إلى سعة البطارية وقوة الشحن، والتي ترتبط مباشرة بوقت الشحن، فإن الشحن المتوازن ودرجة الحرارة المحيطة هما أيضاً من العوامل الشائعة التي تؤثر على وقت الشحن.

1. سعة البطارية
تُعدّ سعة البطارية أحد أهم المؤشرات لقياس أداء المركبات الكهربائية الجديدة. ببساطة، كلما زادت سعة البطارية، زاد مدى سير السيارة بالكهرباء فقط، وزاد وقت الشحن المطلوب؛ وكلما قلت سعة البطارية، قلّ مدى سير السيارة بالكهرباء فقط، وقل وقت الشحن المطلوب. تتراوح سعة بطارية المركبات الكهربائية الجديدة عادةً بين 30 و100 كيلوواط/ساعة.
مثال:
① تبلغ سعة بطارية Chery eQ1 35 كيلوواط ساعة، ويبلغ عمر البطارية 301 كيلومترًا؛
② تبلغ سعة بطارية نسخة عمر البطارية من سيارة تسلا موديل X 100 كيلو واط في الساعة، ويصل مدى القيادة أيضًا إلى 575 كيلومترًا.
إن سعة بطارية السيارة الهجينة الجديدة التي تعمل بالطاقة الكهربائية القابلة للشحن صغيرة نسبيًا، وتتراوح عمومًا بين 10 كيلوواط ساعة و20 كيلوواط ساعة، لذا فإن نطاق سيرها الكهربائي الخالص منخفض أيضًا، وعادة ما يتراوح بين 50 كيلومترًا و100 كيلومتر.
بالنسبة لنفس الطراز، عندما يكون وزن السيارة وقوة المحرك متماثلين بشكل أساسي، كلما زادت سعة البطارية، زاد مدى السير.

يبلغ مدى بطارية سيارة BAIC New Energy EU5 R500 مسافة 416 كيلومترًا، وسعة بطاريتها 51 كيلوواط/ساعة. أما نسخة R600، فيبلغ مدى بطاريتها مسافة 501 كيلومترًا، وسعة بطاريتها 60.2 كيلوواط/ساعة.

2. طاقة الشحن
تُعدّ طاقة الشحن مؤشرًا هامًا آخر يُحدد مدة الشحن. فبالنسبة للسيارة نفسها، كلما زادت طاقة الشحن، قلّت مدة الشحن المطلوبة. وتتأثر طاقة الشحن الفعلية للسيارة الكهربائية الحديثة بعاملين: أقصى طاقة لمحطة الشحن، وأقصى طاقة لشحن السيارة بالتيار المتردد، وتُؤخذ القيمة الأصغر من هاتين القيمتين في الاعتبار عند تحديد طاقة الشحن الفعلية.
أ. أقصى قدرة لمحطة الشحن
تبلغ قدرة شواحن السيارات الكهربائية الشائعة 3.5 كيلوواط و7 كيلوواط، ويبلغ الحد الأقصى لتيار الشحن لشاحن السيارات الكهربائية بقدرة 3.5 كيلوواط 16 أمبير، ويبلغ الحد الأقصى لتيار الشحن لشاحن السيارات الكهربائية بقدرة 7 كيلوواط 32 أمبير.

ب. أقصى قدرة لشحن المركبات الكهربائية بالتيار المتردد
ينعكس الحد الأقصى للطاقة لشحن التيار المتردد للمركبات الكهربائية الجديدة بشكل رئيسي في ثلاثة جوانب.
① منفذ شحن التيار المتردد
تُوجد مواصفات منفذ الشحن بالتيار المتردد عادةً على ملصق منفذ السيارة الكهربائية. بالنسبة للسيارات الكهربائية بالكامل، يكون جزء من واجهة الشحن بقدرة 32 أمبير، ما يسمح بقدرة شحن تصل إلى 7 كيلوواط. كما توجد بعض منافذ شحن السيارات الكهربائية بالكامل بقدرة 16 أمبير، مثل منفذ Dongfeng Junfeng ER30، الذي تبلغ أقصى تيار شحن له 16 أمبير وقدرة 3.5 كيلوواط.
نظراً لصغر سعة البطارية، زُودت المركبة الهجينة القابلة للشحن بمنفذ شحن تيار متردد بقوة 16 أمبير، وتبلغ أقصى قدرة شحن حوالي 3.5 كيلوواط. في حين زُودت بعض الطرازات، مثل BYD Tang DM100، بمنفذ شحن تيار متردد بقوة 32 أمبير، ويمكن أن تصل أقصى قدرة شحن إلى 7 كيلوواط (حوالي 5.5 كيلوواط حسب قياسات السائقين).

② تحديد طاقة الشاحن المدمج
عند استخدام شاحن التيار المتردد لشحن المركبات الكهربائية الحديثة، تتمثل الوظائف الرئيسية لهذا الشاحن في توفير الطاقة وحماية البطارية. ويُعدّ الشاحن المدمج هو الجزء المسؤول عن تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر لشحن البطارية. ويؤثر حدّ الطاقة لهذا الشاحن المدمج بشكل مباشر على مدة الشحن.

على سبيل المثال، تستخدم دراجة BYD Song DM منفذ شحن تيار متردد بقوة 16 أمبير، لكن أقصى تيار شحن لا يتجاوز 13 أمبير، وتقتصر الطاقة على حوالي 2.8 إلى 2.9 كيلوواط. والسبب الرئيسي هو أن الشاحن المدمج يحد من أقصى تيار شحن إلى 13 أمبير، لذا فرغم استخدام منفذ الشحن ذي الـ 16 أمبير، فإن تيار الشحن الفعلي هو 13 أمبير والطاقة الفعلية حوالي 2.9 كيلوواط.

بالإضافة إلى ذلك، ولأسباب تتعلق بالسلامة وغيرها، يمكن لبعض المركبات ضبط حد تيار الشحن عبر وحدة التحكم المركزية أو تطبيق الهاتف المحمول. على سبيل المثال، في سيارات تسلا، يمكن ضبط حد التيار عبر وحدة التحكم المركزية. فعندما توفر قاعدة الشحن تيارًا أقصى قدره 32 أمبير، ولكن تم ضبط تيار الشحن على 16 أمبير، فسيتم الشحن بتيار 16 أمبير. وبالتالي، يحدد إعداد الطاقة أيضًا حد طاقة الشاحن المدمج.

باختصار: تبلغ سعة بطارية النسخة القياسية من موديل 3 حوالي 50 كيلوواط/ساعة. وبما أن الشاحن المدمج يدعم تيار شحن أقصى يبلغ 32 أمبير، فإن العنصر الرئيسي الذي يؤثر على وقت الشحن هو شاحن التيار المتردد.

3. شحنة معادلة
يشير الشحن المتوازن إلى استمرار الشحن لفترة زمنية محددة بعد اكتمال الشحن العادي، حيث يقوم نظام إدارة حزمة البطاريات عالية الجهد بموازنة جهد كل خلية من خلايا بطارية الليثيوم. يضمن الشحن المتوازن تساوي جهد كل خلية تقريبًا، مما يحافظ على الأداء العام لحزمة البطاريات عالية الجهد. قد يستغرق شحن السيارة حوالي ساعتين في المتوسط.

4. درجة الحرارة المحيطة
تعتمد بطارية الطاقة في المركبات الكهربائية الحديثة على نوعين من البطاريات: بطارية ليثيوم ثلاثية أو بطارية فوسفات حديد الليثيوم. عند انخفاض درجة الحرارة، تتباطأ حركة أيونات الليثيوم داخل البطارية، مما يُبطئ التفاعل الكيميائي ويُضعف كفاءة البطارية، وبالتالي يُطيل مدة الشحن. تقوم بعض المركبات بتسخين البطارية إلى درجة حرارة معينة قبل الشحن، مما يُطيل أيضًا مدة الشحن.

يتضح مما سبق أن وقت الشحن المُستنتج من سعة البطارية/طاقة الشحن يُطابق تقريبًا وقت الشحن الفعلي، حيث تُمثل طاقة الشحن القيمة الأقل بين طاقة شاحن التيار المتردد وطاقة الشاحن المُدمج. وبالنظر إلى حالة الشحن المتوازنة ودرجة حرارة بيئة الشحن، فإن الفرق لا يتجاوز ساعتين.