الطريق إلى تركيب البنية التحتية العامة لشحن السيارات الكهربائية

مع وصول عدد المركبات الكهربائية على الطرق حول العالم إلى ما يقرب من 200 مليون بحلول عام 2030، هناك حاجة أيضًا إلى بنية تحتية موثوقة وفعالة لشحن المركبات الكهربائية للحفاظ على تحركها. تختلف التقديرات من مصدر إلى مصدر، ولكن للحفاظ على النسبة المثالية من الشاحن إلى السيارة ــ شاحن عام واحد لكل 10 إلى 15 سيارة ــ سيلزم تركيب ما يصل إلى 20 مليون شاحن عام بحلول عام 2030 للحفاظ على تشغيل المركبات. وعندما يتم تضمين أجهزة الشحن الخاصة، تشير تقديرات BloombergNEF إلى أن هناك حاجة إلى ما يصل إلى 490 مليونًا بحلول عام 2040.

حاليًا، تم تركيب حوالي 2 مليون شاحن عام فقط. وهذا يعني 18 مليون شاحن عام إضافي مطلوب في السنوات السبع القادمة. يؤدي هذا الطلب الهائل على الكهرباء إلى تطور كبير ليس فقط في صناعة السيارات، ولكن أيضًا في صناعة تخزين الطاقة وحتى بيئات البيع بالتجزئة - حيث سيتم تركيب العديد من أجهزة الشحن. 

أدناه، نستكشف بعض الاتجاهات الرئيسية في النظام البيئي لشاحن السيارات الكهربائية. 

1. تعد أجهزة الشحن المنزلية والمكتبية التي تعمل بالتيار المتردد أكثر شيوعًا إلى حد كبير من أجهزة الشحن العامة السريعة التي تعمل بالتيار المستمر

بينما تستمر تكنولوجيا شحن السيارات الكهربائية في التطور، يوجد حاليًا ثلاثة أنواع رئيسية من شواحن السيارات الكهربائية - المستويات من الأول إلى الثالث. 

يمكن أن يوفر شحن التيار المتردد في المنزل أو مكان العمل خيارات مناسبة ولكنه يتطلب عدة ساعات من وقت الشحن، مما يجعل أجهزة الشحن العامة ذات الجهد العالي التي تعمل بالتيار المستمر جزءًا أساسيًا من البنية التحتية اللازمة لتزويد المركبات الكهربائية بالوقود. تعد أجهزة شحن التيار المستمر عالية الطاقة هي الأسرع نموًا بين جميع الخيارات العامة. وتتوقع شركة Power Technology أن ينمو سوق الشواحن السريعة العامة بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 22% بين عامي 2021 و2030، مقارنة بـ 19% لشواحن التيار المتردد العامة و8% للطاقة المنخفضة التي تعمل بالتيار المستمر. تكتسب أجهزة الشحن السريعة العامة أيضًا كفاءة، حيث من المتوقع أن يقفز متوسط ​​إنتاج طاقة الشاحن السريع قريبًا من 500 فولت إلى 800 فولت.

على الرغم من ارتفاع الطلب على أجهزة شحن التيار المستمر، فقد أظهرت الأبحاث التي أجرتها BloombergNEF's EV Outlook أن 70% من جميع عمليات شحن السيارات الكهربائية لا تزال تتم في المنزل أو العمل، حيث يمكن أن تكون شواحن التيار المتردد الخاصة الأبطأ حلاً فعالاً خلال عدة ساعات.

في حين أن عدد شواحن السيارات الكهربائية يتزايد على مستوى العالم، لا تزال هناك اختلافات إقليمية واسعة من حيث أنواع أجهزة الشحن وكيفية نشر البنية التحتية للشحن - بدءًا من الأولويات الإقليمية لشواحن التيار المتردد مقابل شواحن التيار المستمر.

2. الاختلافات الإقليمية في أنواع أجهزة الشحن وكيفية نشر البنية التحتية للشحن

وتختلف المناطق التي تهيمن على نشر السيارات الكهربائية -الولايات المتحدة، وأوروبا، والصين- من حيث تكنولوجيا الشحن المتاحة، والشركات الكبرى التي توفرها، وسرعة الإنتاج والنشر. وتؤثر العوامل المرتبطة بالطاقة، مثل قدرة الشبكة على دعم شحن المركبات الكهربائية على نطاق واسع، أيضًا على الاختلافات الإقليمية في تكنولوجيا الشحن - حتى داخل البلد (على وجه التحديد في الولايات المتحدة). وباستثناء الصين، فإن الافتقار إلى توحيد معايير تكنولوجيا الشحن جعل من الصعب توسيع نطاق هذه البنية التحتية على مستوى العالم.

الولايات المتحدة

في الولايات المتحدة، إلى جانب اليابان وكوريا الجنوبية، فإن غالبية نقاط شحن المركبات الكهربائية المثبتة هي من المستوى 2، وهو شواحن أسرع للتيار المتردد/التيار المستمر الأبطأ. بحسب فروست& سوليفان، يتم إنتاجها في الغالب بواسطة ChargePoint (45٪) وتيسلا (10٪). ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بشواحن التيار المستمر، تهيمن شركة Tesla على السوق بحصة تقارب 40٪ في جميع أنحاء البلاد بفضل شبكتها من الشواحن الفائقة. ومن بين اللاعبين الآخرين في السوق ElectrifyAmerica (21%)، وEVgo (11%)، وChargePoint (9%)، وكلها تعمل على توسيع شبكتها وتتوافق مع العديد من العلامات التجارية ونماذج المركبات الكهربائية. 

يتكون النظام البيئي للمرافق في الولايات المتحدة من العديد من الشركات الأصغر حجمًا، والتي غالبًا ما تكون خاصة، مما يجعل من الصعب على المؤسسات الالتزام بالعملية كثيفة رأس المال لتوسيع نطاق البنية التحتية للشحن. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد الولايات المتحدة على نظام طرق سريع واسع النطاق، وينتشر الناس بين منازل الأسرة الواحدة في المقام الأول. لكن التمويل الأخير من الحكومة (ستتم مناقشته بمزيد من التفصيل أدناه) يدعم إنشاء شبكة محطات نظام الشحن العامة التي يمكن أن تكون متاحة على نطاق واسع مثل محطات الوقود. 

لقد تم بالفعل تحقيق بعض التقدم، مثل شراكة فولفو وستاربكس لبناء أجهزة شحن سريعة تعمل بالتيار المستمر كل 100 ميل عبر طريق يبلغ طوله 1350 ميلًا بين دنفر وسياتل. وبالمثل، عقدت جنرال موتورز شراكة مع EVgo لتركيب 2000 محطة شحن سريع بالتيار المستمر في محطات الاستراحة في جميع أنحاء الولايات المتحدة و40000 محطة أخرى في الوكلاء التابعين. تعد هذه بداية رائعة للمساعدة في تحفيز اعتماد المركبات الكهربائية، ولكنها قد لا تكون كافية لتلبية جميع احتياجات سائقي المسافات الطويلة أو أولئك الذين لديهم وصول محدود إلى البنية التحتية للشحن بشكل عام.

الصين

في الصين، تعد الانقسامات بين شواحن القطاع الخاص مقابل العام وشواحن التيار المتردد مقابل التيار المباشر أكثر قليلاً مما كانت عليه في أوروبا والولايات المتحدة. اعتبارًا من مايو 2022، وفقًا لتحالف تعزيز البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية في الصين، تم تصنيع 57٪ من أجهزة الشحن في البلاد التيار المتردد، و43% من التيار المستمر؛ وبالمثل، كانت 59% منها خاصة، في حين كانت 41% منها عامة. غالبًا ما تقوم أفضل أربع شركات تصنيع المعدات الأصلية لشواحن - Star Charge، وTgood، وChina State Grid، وYKCCN - بتبادل مراكزها في السوق بناءً على عمليات التثبيت الجديدة.

تتطور البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية في الصين بسرعة لتلبية الطلب المتزايد على السيارات الكهربائية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى السياسات القوية المؤيدة للسيارات الكهربائية من الحكومة الصينية. ويميل سكان الصين أيضًا إلى العيش في مباني سكنية مكتظة بالسكان في المدن الكبرى مثل بكين وشانغهاي وشنتشن، والتي لديها شبكات مخصصة لشحن السيارات الكهربائية. تتميز هذه الشبكات ببعض أسرع أجهزة الشحن عالية السرعة في العالم. على سبيل المثال، في عام 2022، بدأت شركة Xpeng Motors في نشر أجهزة شحن سريعة بقدرة قصوى تبلغ 480 كيلووات يمكنها شحن بطارية من 10% إلى 80% في 15 دقيقة فقط - أسرع بكثير من أجهزة الشحن التقليدية. 

تعد البنية التحتية لتبديل البطارية بديلاً لشحن السيارات الكهربائية التقليدية. يمكن لأصحاب السيارات الكهربائية استبدال بطاريتهم المستنفدة بأخرى مشحونة بالكامل في محطة تبديل مخصصة بدلاً من انتظار إعادة شحن بطارية سيارتهم. تستغرق عملية التبديل هذه عادةً أقل من خمس دقائق، مما يوفر بديلاً أسرع وأكثر ملاءمة لطرق الشحن التقليدية. 

يحظى تبديل البطاريات بشعبية خاصة في الصين بسبب الكثافة السكانية في المناطق الحضرية ومحدودية توفر البنية التحتية للشحن حاليًا مقارنة بعدد المركبات الكهربائية في العديد من المناطق. إحدى الشركات الرائدة في هذا المجال هي شركة NIO، التي نشرت بالفعل أكثر من 1000 محطة لتبديل البطاريات في جميع أنحاء الصين وتخطط لبناء 1000 محطة إضافية طوال عام 2023. وقد يكون هذا بديلاً سريعًا ومريحًا وقابلاً للتطبيق لشحن السيارات الكهربائية التقليدية.

أوروبا

وبالنظر إلى سوق شواحن السيارات الكهربائية الأوروبية، فإن 70% من أجهزة الشحن المثبتة هي من المستوى 2 - شواحن التيار المتردد التي تستخدم المحولات لتوصيل الشحن بشكل أسرع بكثير من نظيراتها من أجهزة الشحن المنزلية النموذجية - بقيادة EVBox وAllego. تتمتع شواحن Tesla الفائقة بحضور قوي في سوق شواحن التيار المستمر في أوروبا (24%)، لكن بقية السوق مجزأة بشكل كبير عبر ما يقرب من اثنتي عشرة مصنعي المعدات الأصلية للشحن.

وبدأت حلول الشحن الأخرى في الظهور في جميع أنحاء المنطقة. وتتصدر ألمانيا والنرويج الطريق من خلال اعتمادهما لمبادلة البطاريات، على غرار النموذج الصيني. اعتبارًا من مارس 2023، افتتحت NIO 13 محطة تبادل في جميع أنحاء النرويج والسويد والدنمارك وألمانيا وهولندا، مع خطط لفتح 100 محطة أخرى حول القارة في غضون عام.

للكثافة السكانية في المناطق الحضرية في أوروبا تأثير كبير على البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية في المنطقة. مع المساحة المحدودة، قد يكون من الصعب استيعاب محطات شحن خاصة لجميع المركبات الكهربائية على الطرق. ولمواجهة هذا التحدي، اتخذت بعض البلدان في أوروبا خطوات لإعطاء الأولوية للبنية التحتية العامة للشحن في المناطق الحضرية. على سبيل المثال، قامت هولندا بتركيب أكثر من 111000 محطة شحن عامة في جميع أنحاء مدنها وفقًا لرابطة مصنعي السيارات الأوروبية. (ACEA) يضمن حصول سائقي المركبات الكهربائية على نقاط الشحن عندما يكونون في أمس الحاجة إليها. 

العديد من هذه الاختلافات الإقليمية مدفوعة بالاختلافات في القوانين، ومستويات الاستثمار، وأنواع الحوافز التي تقدمها الحكومات الوطنية والمحلية حول السيارات الكهربائية والبنية التحتية للشحن.

3. تتزايد اللوائح الحكومية والاستثمارات والحوافز في البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية

تدرك الحكومات في جميع أنحاء العالم الإمكانات الهائلة للمركبات الكهربائية والدور الحاسم الذي تلعبه البنية التحتية للشحن في نجاحها. ومن خلال تقديم المنح والإعانات، لم تعد الحكومات تترك نمو السيارات الكهربائية متروكًا لطلب المستهلكين فقط. إنهم يشجعون بنشاط الانتقال إلى المركبات الكهربائية من خلال تلبية الحاجة إلى البنية التحتية المناسبة. 

هناك العديد من الأساليب المحتملة التي يمكن للحكومات اتباعها، مثل تقديم إعفاءات ضريبية للشركات التي تقوم بتركيب معدات الشحن، وتنظيم مدى توفر نقاط الشحن على الطرق العامة، وتوحيد تكنولوجيا الشحن لتعزيز قدر أكبر من قابلية التشغيل البيني. ومن خلال تنظيمات واضحة وفعالة، تستطيع الحكومات ضمان أن يصبح بناء البنية التحتية اللازمة أولوية - مما يساعد على تقريب العالم من نظام نقل مستدام ومكهرب.

لا تزال أوروبا في طليعة هذه الحملة التنظيمية لتنمية البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية. يشترط الاتحاد الأوروبي أن تكون المباني السكنية الجديدة والمجددة التي تحتوي على أكثر من 10 مساحات مزودة بأجهزة شحن مسبقة لكل منها. بحلول عام 2025، يجب أن يكون لدى واحد على الأقل من كل 10 أماكن لوقوف السيارات في المكاتب ومجمعات التسوق محطة شحن للسيارات الكهربائية. 

وتقوم الدول الفردية في أوروبا أيضًا بتنفيذ تفويضاتها الخاصة لزيادة توافر شواحن السيارات الكهربائية وتحفيز اعتماد السيارات الكهربائية. على سبيل المثال، تستثمر ألمانيا 6.1 مليار دولار على مدى ثلاث سنوات في تركيب محطات شحن المركبات الكهربائية في كل محطة بنزين على مستوى البلاد، وتعمل على تسريع الموافقات الحكومية على نقاط الشحن. وبالمثل، تعمل حكومة المملكة المتحدة على الترويج لملكية المركبات الكهربائية المحلية من خلال المنح المقدمة لأصحاب العقارات لتثبيت أجهزة الشحن في المباني السكنية، كما تطلب من أي منزل أو مبنى جديد أن يشتمل على شواحن للمركبات الكهربائية. يرتبط هذا بتفويض منفصل ولكن ذو صلة بالمملكة المتحدة والذي يتطلب إنهاء مبيعات مركبات ICE بحلول عام 2030.

وفي الولايات المتحدة، من المتوقع أن يكون قانون البنية التحتية الصادر عن الحزبين الجمهوري والديمقراطي لعام 2021 أساسيًا لتطوير نظام شحن عام على مستوى البلاد. ولمواجهة تحدي التشغيل البيني الموجود في معظم شبكات شحن المركبات الكهربائية، سمح القانون بإنشاء المكتب المشترك للطاقة والنقل. سيعمل هذا المكتب مع مصنعي المعدات الأصلية للسيارات لإنشاء شبكة مكونة من 500000 شاحن عام للمركبات الكهربائية في جميع أنحاء البلاد بمعايير موحدة متوافقة مع جميع نماذج المركبات الكهربائية المختلفة. يتضمن التشريع استثمارًا بقيمة 5 مليارات دولار للولايات لمبادرات فرض الرسوم. كما أنها توفر 2.5 مليار دولار في شكل منح تنافسية للمجتمعات التي لديها أساليب مبتكرة لفرض رسوم على عمليات النشر. ويجب أن تلبي هذه المشاريع أهدافًا محددة، مثل تحسين الوصول إلى الشحن في المجتمعات الريفية والمحرومة.

تعد الصين الرائدة عالميًا بلا منازع في اعتماد السيارات الكهربائية، وتلعب حكومتها دورًا أساسيًا في دفع هذا النمو من خلال اللوائح والسياسات المرتبطة بها. وقد التزمت الدولة بتسريع تطوير البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية داخل البلاد. وقد تبنت مجموعة من التدابير لتشجيع نمو القطاع، بدءًا من تحديد هدف لدعم شحن 20 مليون مركبة بحلول عام 2025 إلى الحد من تكاليف الشحن العام بحيث تكون أعلى بمرة أو مرتين فقط من متوسط ​​تكلفة الشحن في المنزل. ويمكن النظر إلى موقف الصين المؤيد للابتكار فيما يتعلق بالبنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية باعتباره حافزا للتحول الأوسع نحو النقل المستدام في جميع أنحاء العالم.

مع اتخاذ الحكومات في جميع أنحاء العالم خطوات لتحفيز اعتماد السيارات الكهربائية، تظهر نماذج مختلفة من البنية التحتية للشحن لتلبية الطلب المتزايد على السيارات الكهربائية.

4. تعمل نماذج الشحن الجديدة على تسهيل الوصول إلى شواحن السيارات الكهربائية

مع تزايد شعبية السيارات الكهربائية، هناك قلق متزايد من أن الافتقار إلى التوحيد القياسي في بروتوكولات المركبات الكهربائية وموصلاتها وأنظمتها يمكن أن يصبح عقبة كبيرة أمام اعتمادها على نطاق واسع. مع عدم توافق شواحن السيارات الكهربائية من مختلف الشركات المصنعة مع السيارات الكهربائية من ماركات مختلفة، تواجه الصناعة تحديًا حقيقيًا. 

ومع ذلك، بدأت صناعة السيارات في معالجة هذه المشكلة بشكل مباشر من خلال تبني نماذج شحن جديدة أكثر قابلية للتشغيل البيني. تعطي هذه الطرازات الأولوية للتوافق والراحة وإمكانية الوصول، مما يسهل على سائقي المركبات الكهربائية الوصول إلى أجهزة الشحن أينما ذهبوا. 

على سبيل المثال، تقوم أفضل شركات تصنيع المعدات الأصلية للسيارات، مثل Hyundai وVolkswagen وAudi وFord وجنرال موتورز، بتصنيع المركبات الكهربائية التي تستخدم نظام الشحن المشترك (CCS). إن CCS هو معيار شحن يستخدم على نطاق واسع للسيارات الكهربائية والذي يمكّن السيارات المتوافقة من الشحن من مصادر التيار المتردد والتيار المستمر. يسمح هذا النظام بقابس واحد لدعم جميع موديلات السيارات الكهربائية الحالية والمستقبلية، بغض النظر عن تقنية الشحن الخاصة بها. يستخدم CCS موصل التحرير والسرد 2 أو النوع 2. نظرًا لشعبية CCS type 2، فهو النوع الأكثر شيوعًا لموصل شحن المركبات الكهربائية الذي يتوقع السائق العثور عليه عند نقطة الشحن (اعتبارًا من أوائل عام 2023).

وتعني فائدة هذا التوحيد أنه يمكن للسائقين الوصول إلى محطات الشحن بغض النظر عن نوع بطارية السيارة الكهربائية الخاصة بهم، لذلك لم يعد عليهم القلق بشأن مشكلات التوافق عندما يحتاجون إلى إعادة الشحن. بالإضافة إلى ذلك، يسهل هذا على الشركات المصنعة إنشاء شواحن عالمية للمركبات الكهربائية قادرة على دعم أنواع متعددة من المركبات الكهربائية على الطريق اليوم بدلاً من تطوير شواحن مميزة لكل طراز أو ماركة على حدة.

شركة تيسلا، التي تمتلك أكثر من 61% من أجهزة الشحن السريع العامة التي تعمل بالتيار المستمر في الولايات المتحدة وفقًا لموقع Car& يستخدم تحليل السائق لبيانات وزارة الطاقة أيضًا محولات CCS لفتح شواحنها الفائقة أمام مالكي غير شركة Tesla. اعتبارًا من مارس 2023، بدأت الشركة في السماح لسائقي السيارات الكهربائية الأخرى باستخدام الشواحن الفائقة في مناطق محددة - معظمها في كاليفورنيا وبافالو، نيويورك، حيث تمتلك تسلا منشأة إنتاج. سيدفع سائقو المركبات الأخرى لكل شحنة أكثر من مالكي Tesla أو يمكنهم الاشتراك للحصول على عضوية شحن شهرية من خلال تطبيق Tesla، ولكن هذه الخطوة يجب أن "تفتح" فعليًا ما يزيد عن 7500 شاحن سريع إضافي بحلول نهاية عام 2024 للسائقين في جميع أنحاء الولايات المتحدة.

يمكن أن تأتي الحدود التالية في الشحن السريع الذي يمكن الوصول إليه بالتيار المستمر من معيار ChaoJi في منطقة آسيا والمحيط الهادئ. ومن المقرر إطلاقه في عام 2024، وسيكون هذا بمثابة تطور لمعيار CHAdeMO الياباني وسيحل محل معيار GB/T الصيني. الأهم من ذلك، أن ChaoJi مصمم أيضًا ليكون متوافقًا مع الإصدارات السابقة ومن المتوقع أن يعمل بشكل أساسي مع جميع معايير الشحن العالمية. ويقدر المجلس الدولي للنقل النظيف أن قوة العمل القياسية ستكون حوالي 500 كيلووات، مما يجعلها أسرع من الشاحن الفائق (مع أعلى إنتاج للطاقة يبلغ 250 كيلووات).

ومع وجود اللوائح الحكومية وظهور نماذج شحن جديدة أكثر قابلية للتشغيل البيني، فإن الخطوة التالية هي ضمان دعم شبكة الطاقة بشكل مناسب لشواحن المركبات الكهربائية.

5. ستساعد أجهزة شحن المركبات الكهربائية ثنائية الاتجاه في إنشاء شبكة طاقة أكثر استدامة

مع تحول العالم نحو توليد الطاقة المستدامة، يتمثل أحد التحديات الرئيسية المتبقية في محدودية قدرة شبكة المركبات الكهربائية المتاحة لنشر تلك الطاقة في معظم المناطق. مع ظهور أنظمة تخزين الطاقة المركبة وشواحن DC EV التي تعمل بالطاقة الشمسية - مثل محطة الشحن فائقة السرعة التي تم افتتاحها في مدينة نينغدي، الصين، في أكتوبر 2022 - أصبح من الواضح أن طوبولوجيا الشحن ثنائية الاتجاه ضرورية للإدارة الذكية للطلب. التي يتم شحنها بالمركبة الكهربائية على شبكة الكهرباء. 

يعد شحن المركبات الكهربائية ثنائي الاتجاه - المعروف أيضًا باسم الشحن من السيارة إلى الشبكة (V2G) - مفهومًا جديدًا نسبيًا يسمح للسيارات الكهربائية بشحن بطارياتها من الشبكة وتفريغ الطاقة من بطارياتها مرة أخرى إلى الشبكة. يتمتع هذا النوع من الشحن بالقدرة على جعل المركبات الكهربائية أكثر كفاءة مع السماح لها أيضًا بالعمل كمورد طاقة موزع على الشبكة.

من خلال الشحن ثنائي الاتجاه، يمكن للمركبات الكهربائية تخزين فائض الكهرباء المولد من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح ثم نشرها مرة أخرى إلى الشبكة عندما يكون الطلب أعلى - وتعمل بشكل فعال كنظام متنقل لتخزين الطاقة. ويمكن أن يساعد ذلك في تخفيف ذروة الطلب على الكهرباء، وخفض التكاليف الإجمالية للمرافق، وتوفير خدمات طاقة أكثر موثوقية للعملاء. يمكن لمصنعي المعدات الأصلية والمرافق العامة أيضًا إعداد خطط تسعير ديناميكية حيث يتم مكافأة السائقين بأرصدة لاستخدام الطاقة المخزنة (وعدم شحن سياراتهم الكهربائية) عندما يكون الطلب على الشبكة مرتفعًا أو إعادة توصيل الكهرباء إلى الشبكة عندما يكون الطلب منخفضًا. 

لكي تصبح هذه التكنولوجيا حقيقة واقعة، يجب على الشركات المصنعة تطوير حلول أجهزة وبرمجيات متوافقة تكون جاهزة للتوصيل والتشغيل للمستهلكين. طرحت شركة فورد نظام تكامل منزلي من شأنه أن يسمح لمالكي F-150 Lightning باستخدام شاحنات البيك أب الخاصة بهم كمصادر طاقة احتياطية تلقائية في حالة انقطاع التيار الكهربائي، وذلك بالشراكة مع مُثبِّت مخصص لتسهيل عملية الإعداد للمستهلكين. 

تمتلك نيسان ليف من الناحية الفنية أجهزة تسمح بالشحن ثنائي الاتجاه منذ عام 2013. ومع ذلك، في أواخر عام 2022، تلقت الشركة المصنعة للمعدات الأصلية الموافقة على أول شاحن CHAdeMO ثنائي الاتجاه في الولايات المتحدة، متوافق مع طراز 2023. كما أعلنت شركات أخرى، مثل Hyundai وTesla مع نظام تخزين البطاريات Powerwall، عن خطط لإمكانيات الشحن ثنائي الاتجاه في نماذج معينة من سياراتها. 

إن فوائد الشحن ثنائي الاتجاه للمركبات الكهربائية هائلة ويمكن أن تحدث ثورة في كيفية استخدامنا للطاقة وتخزينها في سياراتنا ومنازلنا. فهو يتمتع بالقدرة على تقليل الانبعاثات بشكل كبير، وتوفير المال على فواتير الكهرباء، وزيادة كفاءة شبكات الطاقة لدينا مع توفير موثوقية متزايدة للخدمة، وتحفيز السائقين على أساس أنماط المساهمة أو الاستخدام - كل ذلك بينما يساعدنا على التحرك نحو مستقبل مدعوم بالطاقة المتجددة. مصادر الطاقة.

علاوة على ذلك، مع استمرار نمو سوق السيارات الكهربائية، تظهر تكنولوجيا شحن جديدة ومبتكرة لتلبية الطلب المتزايد، مثل الشحن اللاسلكي وحلول الشحن فائقة السرعة.

6. الجيل القادم من تكنولوجيا شحن السيارات الكهربائية في طريقه إلى الظهور

تتجاوز تقنيات شحن السيارات الكهربائية الناشئة مجرد توصيل السيارة بمحطة الشحن. فيما يلي بعض الأشياء التي يجب عليك مراقبتها خلال السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة.

الشحن اللاسلكي

ينصب الكثير من التركيز على شحن المركبات الكهربائية على إنشاء عملية مبسطة ومؤتمتة ذات تأثير ضئيل على البيئة وموارد البنية التحتية. ولتحقيق هذا الهدف، تتطلع العديد من الشركات إلى الشحن اللاسلكي للمركبات الكهربائية لخلق تجربة مستخدم أفضل نظرًا لنقص الكابلات وخزائن الطاقة المعنية.

يتضمن أحد الأساليب ركن المركبات الكهربائية فوق وسادة بها نظام رنين مغناطيسي مثبت في الأرض. مع تقليل وقت التوقف عن العمل في الشحن، فإن هذا النموذج يجذب مركبات الأسطول التي تحتاج إلى الشحن أثناء التباطؤ وهو مشابه للتكنولوجيا المستخدمة بالفعل في محطات الوزن. 

في أواخر عام 2020، تم سن المعايير العالمية للشحن اللاسلكي للمركبات الكهربائية من قبل جمعية مهندسي السيارات. (ش.م.ع). قبل ذلك، كان الافتقار إلى التنظيم وحالات العمل القابلة للتطبيق وتكاليف الإنتاج المرتبطة بها بمثابة عقبات رئيسية أمام تطوير أي مبادرات شحن لاسلكي ذات معنى. مع قيام الشركات المصنعة ذات الأسماء الكبيرة مثل Nissan وBMW وRenault باستكشاف برامج الشحن اللاسلكي - بالإضافة إلى قيام الشركات المصنعة التابعة لجهات خارجية بتطوير منصاتها الخاصة للأساطيل والاستخدام الشخصي - يبدو أن تقنية الشحن اللاسلكي هي لاعب ناشئ وهام في بناء شحن المركبات الكهربائية. بنية تحتية. 

الطرق الذكية

الطرق الذكية هي تقنية لاسلكية ناشئة يمكن أن تحدث ثورة في طريقة شحن السيارات الكهربائية - مما يلغي حاجة السائقين إلى التوقف عند محطة الشحن أو توصيل سيارتهم عندما تحتاج إلى الطاقة. هذه الطرق مدمجة بملفات نحاسية مدفونة تحت الأرض. أثناء قيادة السيارة أو ركنها على الطريق، يتم نقل الطاقة مغناطيسيًا إلى لوحة الاستقبال الموجودة أسفل بطن السيارة لشحن البطارية. قد يعني الاعتماد الواسع النطاق للشحن اللاسلكي عبر الطرق الذكية أن المركبات الكهربائية تتطلب بطاريات أصغر حجمًا وأخف وزنًا تحمل شحنًا أقل في المرة الواحدة، مما يساعد على تقليل السعر الإجمالي للسيارة.

ومن الجدير بالذكر أن الطرق الذكية التي تشحن المركبات الكهربائية لا تزال في المرحلة التجريبية إلى حد كبير. تتعاون شركة Electreon مع شركة Ford وولاية ميشيغان لبناء أول طيار حقيقي، وهو طريق ممتد لمسافة ميل واحد مزود بشحن لاسلكي يمكن استخدامه أثناء القيادة أو الوقوف في ديترويت. ويوجد مشروع مماثل في فيسبي بالسويد يستخدم 1.6 كيلومترًا من الطريق بين المدينة والمطار المحلي للشحن اللاسلكي أثناء سفر السائقين على طول الطريق.

ومع ذلك، ونظرًا لحداثته النسبية، فإن التكاليف المرتبطة بالشحن اللاسلكي - وبالتالي النماذج الخاصة بمن سيدفع ثمن الكهرباء التي يحتاجها - ليست واضحة بعد. يقترح بعض الخبراء أن تكاليف الكهرباء يمكن تضمينها في رسوم الطرق أو الضرائب التي يدفعها السائقون، على غرار الطريقة التي يدفع بها سائقو المركبات التقليدية التي تعمل بالغاز الضرائب على الوقود.

ومع ذلك، يمكن تحقيق وفورات حقيقية في التكاليف من خلال تقليل المعدات اللازمة. وجد تحليل أجرته شركة ماكينزي انخفاضًا بنسبة 50% في تكلفة ملكية أجهزة الشحن اللاسلكية مقارنة بشواحن الكابلات التقليدية. ووجدوا أيضًا أن الشحن لاسلكيًا ساعد في إدارة متطلبات الطاقة للمركبات الأكبر حجمًا، مما أدى إلى توفير 50% لشركة لوجستية واحدة من تكاليف الطاقة الخاصة بها.

ومن خلال النهج والحلول الصحيحة، يمكن للطرق الذكية أن توفر وسيلة فعالة لسائقي السيارات الكهربائية لشحن سياراتهم أثناء السير على الطريق، دون إضافة عبئ مالي كبير.

الذكاء الاصطناعي

سيكون دمج الروبوتات والذكاء الاصطناعي أحد أهم التطورات الرئيسية في البنية التحتية للمركبات الكهربائية لدينا. توجد بالفعل العديد من وحدات شحن المركبات الكهربائية الآلية المتوفرة في السوق. كشفت شركة EV Safe Charge، وهي شركة مزودة لتكنولوجيا الشحن، مؤخرًا عن ZiGGY، وهو روبوت متنقل يمكنه الوصول إلى مكان وقوف السيارات الخاص بك وشحن سيارتك.

يمكن أيضًا استدعاء ZiGGY إلى سيارتك الكهربائية من خلال تطبيق الهاتف المحمول أو نظام المعلومات والترفيه في سيارتك لشحن مكان ركن السيارة أو حفظه مسبقًا. وفقًا لمنشئيها، يمكن لـ ZiGGY معالجة سرعات الشحن من المستوى 2 مع توقعات بارتفاعها إلى المستوى 3 في السنة الأولى من الإنتاج.

طورت فورد أيضًا نموذجًا أوليًا لمحطة شحن روبوتية تعمل بشكل مشابه لنموذج ZiGGY. تتمثل الفكرة في أتمتة العملية برمتها بأقل قدر ممكن من المشاركة البشرية، حيث يستخدم السائقون هواتفهم الذكية أولاً لاستدعاء الروبوت إلى موقعهم. بعد ذلك، تقوم الوحدة بتوصيل ذراع الشحن الخاص بها بمدخل السيارة باستخدام نظام الكاميرا. وفقًا لشركة Ford، يمكن لهذا المنتج أن يساعد السائقين المسنين والمعاقين بشكل كبير. 

شحن أسرع على متن الطائرة

مع تزايد الطلب على حلول شحن المركبات الكهربائية الأسرع والأكثر كفاءة، يتطلع المصنعون الآن إلى بناء قدرات شحن أسرع على متن المركبات نفسها. ستوفر أجهزة الشحن هذه مخرجات طاقة أعلى، مما يسمح للمركبات الكهربائية بإعادة الشحن في جزء صغير من الوقت.

تعد بورشه واحدة من أحدث الأمثلة، حيث قامت بترقية الشاحن الموجود على متن السيارة في طراز تايكان إلى 19.2 كيلو واط. يتطلب الشحن الكامل الآن ما يقرب من خمس ساعات بدلاً من 10 كما كان الحال في السابق، لكن الأداء الأقوى يتطلب من السائقين شراء نظام الشحن المنزلي الخاص ببورشه (وهو أيضًا شاحن تيار متردد بقدرة 19.2 كيلو واط). ومع بحث المزيد من مصنعي المعدات الأصلية في إمكانية الجمع بين شاحن أسرع على متن الطائرة وشحن الكابل التقليدي، فإن الهدف هو تقديم تجربة سلسة ومريحة وسريعة مثل إعادة تزويد سيارة البنزين التقليدية بالوقود. 

النمو المستمر لسوق السيارات الكهربائية يعني أن هناك حاجة إلى ابتكارات تكنولوجيا الشحن لتلبية الطلب المتزايد. تعد البنية التحتية المتطورة لشحن السيارات الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية لكي تصبح المركبات الكهربائية بديلاً قابلاً للتطبيق للمركبات التقليدية.

البنية التحتية للشحن: الدافع لنمو السيارات الكهربائية العالمية

ومن المتوقع، بحلول عام 2030، أن تكون معظم السيارات الجديدة التي يتم شراؤها في جميع أنحاء العالم مكهربة بطريقة أو بأخرى (على سبيل المثال، السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية، أو المركبات الهجينة، أو المركبات الهجينة الكاملة، أو خلايا الوقود). س&تقدر شركة P Global Mobility أن 47% من سيارات الركاب المباعة في ذلك العام ستكون عبارة عن مركبات كهربائية تعمل بالبطارية (BEV). في حين أن هذا يمثل ما يقرب من نصف السيارات الجديدة في أمريكا الشمالية (46٪) ستصبح كهربائية بالكامل، إلا أن S&ويتوقع بي أن يصبح نحو 64% من سوق السيارات في أوروبا و60% من سوق السيارات في الصين مكهربة بحلول عام 2030. 

من المتوقع أن تكون "نقطة التحول للسيارات الكهربائية" في عام 2025 - عندما تكون واحدة تقريبًا من كل أربع سيارات مباعة (24٪) عبارة عن سيارات كهربائية بالبطارية. قارن ذلك بعام 2022، عندما كان حوالي 10٪ فقط (ما يزيد قليلاً عن 8 ملايين) من المركبات المشتراة عبارة عن مركبات كهربائية. ومع توقع نمو عدد المركبات الكهربائية على الطرق بعشرات الملايين في أقل من عقد من الزمن، ستحتاج البنية التحتية للشحن المرتبطة بها إلى التوسع وفقًا لذلك.

إن إجراء التحول اللازم إلى البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية المتاحة على نطاق واسع سيكون تحديًا كبيرًا بسبب الاستثمارات الرأسمالية الكبيرة بالفعل في المنتجات التقليدية أو القديمة. لا تزال الشركات التي توفر الطاقة لمركبات ICE تمتلك استثمارات هائلة في العقارات ومتاجر البيع بالتجزئة المخصصة لبيع الغاز. ويبقى أن نرى كيف سيتكيفون مع هذه البنية التحتية وما ستكون وظيفتها في عام 2030 أو 2035. 

وحتى مع هذا التحدي الكبير الذي يلوح في الأفق، يبدو أن الهدف المشترك والفوري الذي يتفق عليه جميع المشاركين هو تحسين إتاحة شحن المركبات الكهربائية العامة. إن تطوير البطاريات ذات التركيبات البديلة وتحسين قدرة إنتاج البطارية وتقنيات الانتقال من الخلية إلى الهيكل يحمل أيضًا آثارًا تغير قواعد اللعبة فيما يتعلق باعتماد السيارات الكهربائية. وقد تم بالفعل رؤية استثمارات عامة وخاصة كبيرة في الولايات المتحدة والأسواق الدولية، مما يظهر الثقة في تكنولوجيا السيارات الكهربائية وقدرتها على المساعدة في الوصول إلى صافي انبعاثات صفرية.

بشكل عام، يبدو المستقبل مشرقًا للسيارات الكهربائية. إن الابتكار المستمر بين المهندسين والدعم اللوجستي من الشركات المصنعة سيقطع شوطًا طويلاً في إنشاء بنية تحتية تركز على السيارات الكهربائية والتي توفر لعدد أكبر من الأشخاص إمكانية الوصول إلى السيارات الكهربائية.

• سنة التأسيس
  --
• نوع العمل
  --
• البلد / المنطقة
  --
• الصناعة الرئيسية
  --
• المنتجات الرئيسية
  --
• الشخص الاعتباري
  --
• عدد الموظفي
  --
• قيمة الإخراج السنوي
  --
• سوق التصدير
  --
• تعاون العملاء
  --