تقسيم الطاقة: كيف تقوم شواحن السيارات الكهربائية ذات المقبسين بتوزيع الحمل (CCS1/CCS2)

مع تسارع اعتماد المركبات الكهربائية (EVs) عالمياً، يواجه مشغلو نقاط الشحن (CPOs) ومديرو الأساطيل تحدياً حاسماً: تعزيز إنتاجية المحطات دون الحاجة إلى إعادة تأهيل قدرة الشبكة. هنا يأتي دور شاحن التيار المستمر السريع ذو المقبسين المزدوجين – حجر الأساس في بنية الشحن الكهربائي الحديثة المصممة لخدمة عدة مركبات في وقت واحد من اتصال شبكة واحد.

لكن كيف تعرف محطة شحن واحدة بالضبط كيفية تقسيم طاقتها بين مركبتين عاليتي السعة تستخدمان موصلات CCS1 أو CCS2؟ يكمن السر في التوزيع الديناميكي للحمل والإلكترونيات القوية المتقدمة.

مكونات شاحن التيار المستمر السريع ذو المقبسين المزدوجين

قبل الخوض في توزيع الحمل، من الضروري فهم الأجهزة. عادةً ما تتميز الشواحن ذات المقبسين المزدوجين إما بكابلين من نوع CCS1 (نظام الشحن المشترك) للسوق الأمريكية الشمالية، أو كابلين من نوع CCS2 لأوروبا والأسواق العالمية، أو مزيج من الاثنين.

على عكس شواحن التيار المتردد التقليدية التي تعتمد على محول المركبة الداخلي، فإن شواحن التيار المستمر السريعة توصل التيار المستمر مباشرة إلى بطارية المركبة الكهربائية. لتحقيق ذلك، تحتوي محطة الشحن على مجموعة من وحدات الطاقة الداخلية.

في صميم عملية تحويل الطاقة هذه توجد أشباه الموصلات الصناعية. بالاعتماد على الإرث العميق لـ PandaExo في مجال إلكترونيات القوى، تُستخدم مكونات عالية الكفاءة مثل مقومات الجسر ووحدات IGBT/SiC لتحويل طاقة التيار المتردد من الشبكة إلى طاقة تيار مستمر عالية الجهد ومستقرة. هذه الوحدات الداخلية هي اللبنات الأساسية التي تجعل تقاسم الطاقة ممكناً.

آلية تقسيم الطاقة

عندما تتصل مركبة كهربائية بشاحن، فإنها لا تتلقى الطاقة بشكل أعمى. ينشئ نظام إدارة البطارية (BMS) في المركبة رابط اتصال مع الشاحن (عبر بروتوكولات مثل ISO 15118)، ويتفاوض بشأن أقصى جهد وتيار يمكن للبطارية قبوله بأمان بناءً على حالة الشحن الحالية (SoC) ودرجة الحرارة والسعة.

عندما يتم توصيل مركبتين بمحطة شحن تيار مستمر سريعة ذات مقبسين مزدوجين، يجب على النظام أن يقرر كيفية توزيع إجمالي طاقته المتاحة. بشكل عام، يقوم بذلك بإحدى طريقتين:

1. تقاسم الطاقة الثابت (التقسيم الثابت)

في البنى القديمة أو الأبسط، يقوم الشاحن بتقسيم إجمالي إنتاجه من الطاقة بالتساوي عند لحظة اتصال المركبة الثانية.

• مثال: إذا كان هناك شاحن بقوة 120 كيلووات وتم توصيل مركبتين كهربائيتين به، فإنه يعين بدقة 60 كيلووات للمقبس أ و 60 كيلووات للمقبس ب.
• العيب: إذا كانت حالة شحن المركبة “أ” 90٪ وتطلب فقط 20 كيلووات، فإن الـ 40 كيلووات المتبقية المخصصة للمقبس أ تذهب هباءً دون استخدام، بينما تكون المركبة “ب” محدودة بـ 60 كيلووات على الرغم من قدرتها على قبول المزيد.

2. تقاسم الطاقة الديناميكي (التوجيه الذكي)

تستخدم الشواحن الحديثة عالية الأداء مصفوفة ديناميكية من وحدات الطاقة. بدلاً من تقسيم ثابت 50/50، يقوم جهاز التحكم الذكي لإدارة الطاقة في المحطة بتقييم متطلبات كلتا المركبتين في الوقت الفعلي بشكل مستمر ويقوم بتحويل وحدات الطاقة فعلياً إلى الكابل الذي يحتاجها أكثر.

• مثال: شاحن بقوة 120 كيلووات مجهز بأربع وحدات طاقة بقوة 30 كيلووات لكل منها.
• الدقيقة 1: تصل المركبة “أ” ببطارية منخفضة وتطلب أقصى طاقة. يقوم الشاحن بتخصيص جميع الوحدات الأربع (120 كيلووات) للمركبة “أ”.
• الدقيقة 15: تصل المركبة “ب”. يقوم الشاحن على الفور بإعادة تخصيص وحدتين للمركبة “ب”، مما يؤدي إلى تقسيم 60 كيلووات / 60 كيلووات.
• الدقيقة 30: تصل حالة شحن المركبة “أ” إلى 80٪ وينخفض طلبها إلى 25 كيلووات. يعيد الشاحن تخصيص إحدى وحدات المركبة “أ” إلى المركبة “ب”. الآن، تتلقى المركبة “أ” 30 كيلووات (مما يلبي طلبها البالغ 25 كيلووات)، وتتلقى المركبة “ب” 90 كيلووات، مما يسرع عملية الشحن الإجمالية بشكل كبير.

الفوائد التجارية لمشغلي نقاط الشحن

يوفر تنفيذ الشواحن ذات المقبسين المزدوجين مع التوزيع الديناميكي للحمل مزايا تجارية واضحة لمشغلي نقاط الشحن (CPOs) والمواقع التجارية ومراكز الأساطيل:

• الاستفادة القصوى من الشبكة: من خلال التوجيه الذكي لكل كيلووات متاح، يضمن المشغلون الحصول على أقصى عائد من قدرة الشبكة المتاحة دون الحاجة إلى ترقيات مرافق مكلفة.
• انخفاض النفقات الرأسمالية لكل منفذ: يتطلب تركيب شاحن واحد بقوة 120 كيلووات ذو مقبسين مزدوجين أعمال حفر وكابلات ومساحة أقل مقارنة بتركيب شاحنين مستقلين بقوة 60 كيلووات لكل منهما، مما يخفض تكاليف التركيب فعلياً إلى النصف.
• زيادة معدل دوران المحطة: يضمن التقاسم الديناميكي قضاء المركبات وقتاً أقل في انتظار الشحن. جلسات الشحن الأسرع تعني إنتاجية يومية أعلى وإيرادات متزايدة.
• قابلية التوسع المستقبلية: يمكن عادةً ترقية المحطات التي تستخدم بنيات طاقة وحداتية. يمكن لمشغل نقاط الشحن إضافة المزيد من وحدات الطاقة إلى الخزانة لاحقاً لزيادة إجمالي الإنتاج مع نمو سعات بطاريات المركبات الكهربائية.

ارتقِ ببنيتك التحتية مع PandaExo

التوزيع الفعال للطاقة غير قابل للتفاوض لشبكات شحن السيارات الكهربائية المربحة. في PandaExo، نستفيد من قاعدة التصنيع المتقدمة التي تبلغ مساحتها 28,000 متر مربع والخبرة العميقة في أشباه الموصلات للطاقة لتصميم أجهزة شحن لا تقوم فقط بتوصيل الطاقة بل تديرها ببراعة.

سواء كنت تبحث عن نشر أجهزة شحن تيار مستمر سريعة ذكية ذات قابسين لممرات الطرق السريعة، أو تبحث عن أجهزة OEM/ODM مخصصة لعلامتك التجارية، توفر PandaExo الحجم المباشر من المصنع والدقة التي تحتاجها.

هل أنت مستعد لترقية شبكة شحن السيارات الكهربائية الخاصة بك؟ استكشف كتالوج الأجهزة الكامل لدينا اليوم، أو اتصل بفريق الهندسة لدينا لمناقشة حلول الشحن الذكية المخصصة لمشروعك القادم.