لن يفوتك أنه بالإضافة إلى استقلالية أو قوة البطارية، فإننا نسمع المزيد والمزيد عن جهد السيارة. لا، هذا لا يعني شيئا بالنسبة لك؟ ربما سمعت عن موديلات 400 أو 800 فولت. ويُنظر إلى 800 فولت على أنها الكأس المقدسة، مما يسمح بزيادة سرعة الشحن بشكل كبير. ولكن الأمر ليس بهذه البساطة، ونحن نوضح كل ما تحتاج إلى معرفته حول هذا الموضوع.
عندما تقرأ واحدة فقطدعونا EV6ينتقل من 10 إلى 80% من شحن البطارية خلال 18 دقيقة، بينما أتسلا موديل 3يتطلب 25-30 دقيقة لنفس الشيء، هل تعرف لماذا؟
هذا هو الجهد الكهربي للسيارة، أو الجهد الكهربائي باللغة الإنجليزية، والذي يحدد عنصرًا أساسيًا في السيارات الكهربائية: وقت الشحن. إذا كانت معظم السيارات الكهربائية مجهزة حاليًا بـ 400 فولت، مثل Tesla، فإن بعض الشركات المصنعة للمعدات مثل Vitesco وBorgWagner وGKN (ديرك كيسيلجروبر، مديرها التنفيذي) تتوقع بالفعل أنه في عام 2025، سيتم تجهيز معظم السيارات بـ 800 فولت، وفقًا لصورة الكهرباء. كيا وهيونداي وبورش.
وبالفعل واجهانفجار سوق السيارات عديمة الانبعاثات، المزيد والمزيد من الشركات المصنعة تسحب حجة بنية الجهد العالي من سواعدها، مثل أمعجزة حل مشكلة سرعة الشحنوهي إحدى العقبات التي تحول دون التحول إلى الكهرباء بالنسبة للعديد من سائقي السيارات.
فهل هذه ميزة حقيقية لـ 800 فولت مقارنة بـ 400 فولت؟ ما هي مزايا وعيوب كل من التقنيتين؟ وقبل كل شيء، كيف سيتطور هذا في السنوات القادمة، هل يجب أن نختار أحدهما أكثر من الآخر؟ أسئلة كثيرة سنجيب عليها في هذا الملف.
ما هو الجهد الكهربائي للسيارة؟
قبل أن ننظر بالتفصيل في قصة 400 أو 800 فولت، دعونا نعود إلى المدرسة ببعض المفاهيم الأساسية لفهم كل شيء: الفولت (V) هو وحدة قياس الجهد الكهربائي. يشير الأمبير (A) إلى الشدة، بينما يعبر الواط (W) عن القوة.
للحصول على هذه القوة، ما عليك سوى ضرب الجهد في الشدة، أو الفولت في الأمبير. لذا افهم أن V x A = W.
ومن الواضح أنه بمجرد أن نعرف جميع قيم المعادلة، يمكننا حساب القدرة وكذلك الجهد والكثافة.
وبالتحديد من خلال قلب المعادلة، نفهم أنه من خلال مضاعفة الجهد، أي بالانتقال على سبيل المثال من 400 إلى 800 فولت، يمكننا خفض شدة قوة مماثلة إلى النصف.
نفس المكونات، وسرعة شحن أسرع بكثير
إذن ما الفائدة من خفض هذه الشدة؟ بكل بساطة للتأكد من أن المكونات الكهربائية لا تسخن أكثر من اللازم. و امتدادا،تجنب مخاطر الحريق عند الشحن…
في الواقع، تعتبر المكونات التي تمثل الكابلات مكونًا أساسيًا هنا في خيار 800 فولت هذا. لماذا ؟ بكل بساطة لأنه من الضروري تكييف قطر الكابلات وفقًا لشدتها. ولتجنب الاضطرار إلى توفير كابلات أكبر حجمًا، وبالتالي أكثر تكلفة، وجدت شركات تصنيع السيارات الحل: زيادة الجهد الكهربائي. لأنه مع الحفاظ على نفس القوة، يتم تقليل التيار. هل تتابع؟
أحد أسباب شحن 800 فولت بشكل أسرع هو أن البطارية تستقبل طاقة أكبر من الشاحن. مع 400 فولت، يكون فقدان الطاقة أكبر لأن التيار مرتفع. هذا الأخير يخلق خسائر المقاومة في الموصل (فقدان الطاقة). ولذلك فهو ليس الأمثل، خاصة عند سرعات الشحن السريعة.
ما يوضحه هو أن الجهد العالي يسمح بمرور المزيد من الطاقة ليس عن طريق زيادة الطاقة الممتصة، ولكن على العكس من ذلك عن طريق تقليل المقاومة في الكابل. المقاومة التي من الواضح أنها تعاقب تدفق الطاقة.
مثال ملموس: شحن سيارة كيا EV6
أبسط شيء هو أن نأخذ مثالاً ملموسًا يسلط الضوء على الميزة التي يجدها بعض المصنعين في استخدام بنية 800 فولت. ولهذا، دعونا نأخذ مثال كيا EV6 التي بلا شك في الوقت الحاضرابن عمها هيونداي أيونيك 5، النموذج الأكثر شيوعًا بجهد 800 فولت.
بفضل بطاريتها التي تبلغ 800 فولت، تتوقف سيارة كيا EV6 عند أحدث جيل من محطات الأيونية، وهي تلك التي تصنعها شركة ABB والتي تتمتع بقدرة قصوى تبلغ 500 أمبير. السيارة قادرة على الشحن بسرعة قصوى تبلغ 233 كيلووات (ورقة فنية مع بطارية بقدرة 77.4 كيلووات في الساعة). ومع ذلك، باستخدام قانون أوم، نرى أنه يمكن إعادة شحنه بسرعة أكبر، بما يصل إلى 400 كيلو واط للأسباب التالية:
800 فولت × 500 أمبير = 400 كيلو واط
من ناحية أخرى، لو كانت سيارة كيا EV6 قد تضمنت بنية بطارية بقوة 400 فولت، كما هو الحال مع غالبية الطرازات حاليًا، فإنها لم تكن لتتمكن حتى من الوصول إلى الحد الأقصى لسرعة الشحن المعلن عنها في الورقة الفنية:
400 فولت × 500 أمبير = 200 كيلو واط
نحن ندرك أنه من الناحية الميكانيكية، نظرًا لأن سرعة الشحن محدودة، فإن الوقت الذي تقضيه في المحطة سيكون أطول. ومن هنا جاء الاهتمام بامتلاك بنية 800 فولت (ولكن أيضًا محطة تسمح بذلك).
هل يمكنك توصيل سيارة 800 فولت إلى 400 فولت؟
نظرًا لوجود فئتين مختلفتين من السيارات الكهربائية، يمكننا أن نتساءل بشكل مشروع عما إذا كان بإمكاننا إعادة الشحن على 400 فولت عند القيادة بطراز 800 فولت؟ أليس هذا قويا جدا؟
من الواضح أن الإجابة هي نعم، 800 فولت يتكيف مع 400 فولت. يمكننا أن نتصور أنه لو لم يكن الأمر كذلك، لما تركت شركات تصنيع السيارات مثل هذه القيود للعميل الذي يقود سيارتهبورش تايكانعلى سبيل المثال، لا يمكن إعادة شحنها إلا على أطراف 800 فولت! من ناحية أخرى، هناك عيب كبير: الشحن أبطأ!
في الواقع، لكي تكون سيارة 800 فولت متوافقة مع 400 فولت، يجب أن تكون مجهزة خصيصًا من قبل الشركة المصنعة، سواء كان محول DC/DC أو بنية البطارية نفسها وطريقة توصيل خلاياها ببعضها البعض.
لقد تمكنا مؤخرًا من رؤية حالة العلامة التجارية الجديدةمازيراتي جران توريزمو فولجور، وهو أحد نماذج الجهد العالي. ولكن إذا كان بإمكانها نظريًا إعادة شحن بطاريتها التي تبلغ سعتها 83 كيلووات في الساعة (إجمالي 92.5 كيلووات في الساعة) بسرعة قصوى تبلغ 270 كيلووات في الساعة،يقتصر على 50 كيلو واط على محطة 400 فولت... في الواقع، من المحتمل أن يستغرق الأمر حوالي ساعة واحدة بدلاً من حوالي عشرين دقيقة على طرف 800 فولت.
والشيء نفسه ينطبق علىبورش تايكانوالتي يتم إعادة شحنها بقوة 150 كيلوواط على 400 فولت (مما يضيف بعد ذلك 5 دقائق من الشحن من 10 إلى 80%)، أو حتى 50 كيلوواط فقط للنماذج المباعة في مناطق معينة من العالم. قد يتفاجأ بعض المالكين، على سبيل المثال، عند محاولة إعادة الشحن على الهاتفشواحن تسلا مفتوحة للجميع، وهي 400 فولت.
أما بالنسبة لكيا وهيونداي ذات الجهد العالي، فإن العاكس والمحرك الكهربائي يجعل من الممكن زيادة الطاقة من 400 إلى 800 فولت وبالتالي يحد بشكل كبير من فقدان سرعة الشحن. وهكذا حددت وسائل الإعلام الخاصة بالتحديات 26 دقيقة للتمرين بنسبة 9 إلى 80% على المحطةمجموع الطاقات175 كيلو واط (400 فولت).
وشحن 400 فولت إلى 800 فولت؟
أما بالنسبة للعكس، أي توصيل سيارة 400 فولت بطرف 800 فولت، فلا توجد مشكلة مرة أخرى. وهناك، لا يعود الأمر إلى السيارة للقيام بالتحويل، بل يتم ذلك في المحطة مباشرة، دون أي فقدان للطاقة.
في ضوء كل ما أوضحناه للتو، من السهل إذن فهم مزايا 800 فولت في السيارات الكهربائية:
- الشحن أسرع: كما هو موضح أعلاه، فإن الشحن بمركبة ذات جهد عالي يكون أسرع، لأنه قادر على إدارة ضعف الطاقة.
- السفر لمسافات أبعد: من خلال إعادة الشحن بشكل أسرع، يمكننا في الواقع التفكير في السفر لمسافات أبعد بالكهرباء دون القيود الحالية وتقليل الاختلافات مع السيارات الحرارية
- إمكانية استخدام بطاريات أصغر: الشحن السريع قد يؤدي إلى قيام الشركات المصنعة بتصنيع بطاريات أصغر،مثل رينو. ما الفائدة من وجود بطارية جاهزة لمسافة 1000 كيلومتر إذا كان الأمر يستغرق بضع دقائق فقط لإعادة شحن بطارية أصغر؟
- أسعار البطاريات التي قد تنخفض: إذا تم إعادة شحن السيارة ذات الطاقة العالية بشكل أسرع، ولديها بطارية أصغر، فإن هذا يقللبالضرورة تكاليف الإنتاج وبالتالي سعر الشراء. تم تخفيض السعر بشكل أكبر لأنه كما هو موضح أعلاه، فإن السيارة 800 فولت لا تتطلب مكونات مختلفة بشكل أساسي عن السيارة 400 فولت.
- يتم الشحن بسرعة، حتى على محطة 400 فولت، بشرط أن يكون لديك شاحن إضافي على متن الطائرة
ما هي عيوب 800 فولت؟
- بنية محددة لـ 800 فولت والتي يمكن أن تؤدي إلى تكاليف إنتاج إضافية
- لا يمكنك تحويل سيارة 400 فولت إلى 800 فولت
- لا يمكن لجميع البنية التحتية للشحن الاستفادة من الشحن الأسرع
- الشحن أبطأ عند 400 فولت: هناك فقدان لطاقة الشحن عند توصيل سيارة 800 فولت بطرف 400 فولت. خسارة يمكن أن تكون كبيرة جدًا في بعض النماذج غير المجهزة بمحولات كافية
ما هي السيارات الكهربائية 800 فولت؟
وفي نهاية عام 2022، إليكم نماذج السيارات الكهربائية التي تم تطويرها بهندسة 800 فولت. وذروة قوة الشحن لديهم.
| الحد الأقصى لقوة الشحن (كيلوواط) | مدة الشحن من 10 إلى 80% | |
|---|---|---|
| أودي إي ترون جي تي | 270 | 23 دقيقة من 5 إلى 80% |
| بورش تايكان | 270 | 22.5 دقيقة من 5 إلى 80% |
| هيونداي أيونك 5 | 232 | 18 دقيقة |
| هيونداي أيونك 6 | - | 18 دقيقة |
| دعونا EV6 | 239 | 18 دقيقة |
| لوتس إليتر | 350 | 20 دقيقة |
| الهواء الواضح | 300 | 33 دقيقة |
| مازيراتي جران توريزمو فولجور | 270 | 100 كم في 5 دقائق |
| جي ام سي هامر EV | 300 | 42 دقيقة (20 إلى 80%) |
لتوضيح الأمور،أودي إي ترون جي تيوبورش تايكانمشاركة نفس المنصة. وكذلك كيا EV6 وهيونداي أيونيك 5 وايونك 6وأيضا (منصة e-GMP).
النماذج المستقبلية المتقدمة على المتوقع للغايةمنصة فولكس فاجن لمعدات الوقاية الشخصيةوسوف تعتمد أيضا 800 فولت.
لاحظ أيضًا الاستثناء في سوق السيارات: سيارة السيدان الكهربائية الأمريكيةلوسيد أير و883 كم من الحكم الذاتي، والتي تعتمد هندستها الداخلية الخاصة بجهد 800 فولت.
تعمل تسلا أيضًا على 800 فولت، مع البيك اب الكهربائيسايبرتراكوالتي يمكن أن تدمج هذه التكنولوجيا. شاحنته الكهربائية،تسلا شبه، مجهز بالفعل بنظام 800 فولت، مع ذروة حوالي 1000 فولت. مما يسمح لها بإعادة شحن ما يقرب من 1000 كيلووات في الساعة من بطاريتها XXLفي حوالي 30 دقيقةبقوة تزيد عن 1000 كيلوواتشواحن عملاقة من العلامة التجارية.
ما هي المحطات المتوافقة مع 800 فولت؟
كما هو موضح أعلاه، حتى تتمكن السيارة الكهربائية التي تبلغ قوتها 800 فولت من استغلال إلكترونيات الطاقة الخاصة بها على النحو الأمثل،ويجب أن تسمح البنية التحتية بذلك أيضًا. وهذا أبعد ما يكون عن الحال!
محطات الأيونيةالأحدث، الذي طورته شركة ABB، يقبل 800 فولت، وذلك بفضل جهد يتراوح بين 150 و920 فولت وكثافة يمكن أن تصل إلى 500 أمبير. وهو ما يكفي نظريًا للسماح بشحن الذروة عند 350 كيلووات.
شبكة تسلا سوبرشارجريقتصر على 400 فولت. وإذا كانت قوة الشحن القصوى التي تخرج هي 250 كيلوواط، فذلك بفضل الشدة التي قامت الشركة الأمريكية برفعها إلى أكثر من 600 أمبير. وهي شبكة الشحن الوحيدة بقدرة 400 فولت والتي تتجاوز 200 كيلوواط.
ومع ذلك، فإن بعض سيارات تسلا تشحن بسرعة أقل (170 كيلو واط لطراز Tesla Model Y Propulsion وModel 3 Propulsion نظرًا لصغر حجم بطاريتها) وسيكون هذا مشابهًا للسيارات الكهربائية ذات 800 فولت.
وهكذا أالهواء الواضحمن الواضح أنه لن يكون قادرًا على الوصول إلى 300 كيلووات من ورقته الفنية، ولكنه سيستفيد فقط من 400 فولت، وسيقتصر على 200 كيلووات.
ما وراء الأيونات ، بدأت Total Energies أيضًا في نشر 800 فولت المحطات (300 كيلوواط) ، تمامًا مثلإمالة الطاقة(360 كيلوواط) أوثابت(300 كيلوواط وقريب 400 كيلوواط). لذلك نحن نقترب ببطء500 كيلوواط من المحطات الجديدةالصينيةنيوأو600 كيلوواط من شركة جيلي العملاقة. وعد الأخير بإعادة شحن سيارتها من 10 إلى 80 ٪ في أقل من 10 دقائق! شريطة أن يكون لديك بطارية متوافقة ، مثلكيلين 3.0 دي CATLالتي سنجدها علىزيكر 001 وأوروبا.
ما هو مستقبل 800 فولت؟
والسؤال هو ما إذا كانت تقنية 800 -volt ستحل محل 400 -volt ذلك؟ وإذا بدا أن بعض الشركات المصنعة للمعدات تصدق ذلك ، على جانب البنية التحتية ، فهذا لا يتبع ذلك. في الوقت الحالي على أي حال ، لأنه في الواقع ، نرى الكثير من تاريخ عام 2025 ، وهو سنة محورية ، وفقًا لبعض المتخصصين ، ستشهد غالبية السيارات الكهربائية شدة عالية.
ومع ذلك ، لا يوجد شيء أقل مؤكدًا لأنه من جانب الشركات المصنعة ، لا يبدو أن البعض يرى في هذه تقنية Grail 800 فولت. مثل BMW الذي تبقى 400 فولت تقنية"أفضل حل وسط": لقد أوضح كبير المهندسين في BMW IX ، يوهان كيستلر ، بالفعل معركة الكثافة العالية التي لا تكون"سباق للشخص الذي لديه أكبر الشخصيات".
إذا تمكنا من التفكير بسهولة في سرعات الحمل تصل إلى 600 كيلو وات في الأشهر المقبلة كما يثبت الصينيون ، فلن يكون الشركات المصنعة هي الوحيدة التي تقرر هذا التغيير أو لا تصل إلى 800 فولت ، لأنه من الضروري أيضًا أن تكون البنية التحتية للحمل متابعة
وبالتالي ، فإن المشغلين عنصر أساسي في هذه المعادلة المستقبلية ، والتي يجب أن تتحمل أيضًا بشكل عام البنية التحتية للطاقة في كل بلد. في الواقع ، إذا كنا نريد أن نكون قادرين على توفير كمية كبيرة من الطاقة بسرعة عالية جدًا ، فلا يزال من الضروري أن تحتفل الشبكة العامة. وهناك ، إنها قصة أخرى حتى الآن ، لأنها خاصة بكل بلد والطريقة التي يوفر بها الجميع أو ينتج عن الكهرباء ...
للذهاب أبعد من ذلك
هل السيارة الكهربائية مركبة نظيفة؟
