ما هو الشحن الثنائي الاتجاه في السيارات الكهربائية وكيف يعمل وماهي السيارات التي تدعمه

تقنية

ما هو الشحن الثنائي الاتجاه في السيارات الكهربائية وكيف يعمل وماهي السيارات التي تدعمه

تم النشر

في 2 أبريل 2024

الشحن ثنائي الاتجاه هو عملية استخدام الطاقة الموجودة في بطارية السيارة الكهربائية لتشغيل مصادر أخرى. عند شحن السيارة الكهربائية النموذجي، يتم توصيل موصل من محطة الشحن بالمركبة الكهربائية لإعادة ملء بطاريتها. ستستخدم معظم السيارات الكهربائية في المقام الأول تلك الطاقة المخزنة للتشغيل والتحرك، ولكن تلك المجهزة بشواحن ثنائية الاتجاه يمكنها عكس تدفق الطاقة من بطارية السيارة الكهربائية إلى معدات التخييم وأدوات الطاقة والمنزل وحتى الشبكة الكهربائية نفسها.

كيف يعمل الشحن ثنائي الاتجاه؟

يتم توزيع الطاقة من الشبكة باستخدام التيار المتردد (AC) ولكن المركبات الكهربائية تخزن الطاقة في شكل تيار مباشر (DC). عندما يتم توصيل سيارة كهربائية بمنفذ أو شاحن حائط أو محطة شحن من المستوى 1 أو المستوى 2، يتم تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر بواسطة شاحن صغير نسبياً موجود على متن السيارة. في المقابل، عندما يتم توصيل السيارة الكهربائية بمحطة شحن سريعة تعمل بالتيار المستمر (مثل شاحن تيسلا الفائق)، يتم تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر عن طريق محطة شحن قائمة بذاتها، مما يسمح بتدفق الكهرباء إلى بطارية السيارة الكهربائية بمعدل أعلى بكثير. بالنسبة لغالبية المركبات الكهربائية، يكون تدفق الطاقة في اتجاه واحد، لكن المركبات القادرة على الشحن ثنائي الاتجاه يمكنها إرسال تدفق الكهرباء إلى الخارج. يتم تحويل الطاقة مرة أخرى إلى تيار متردد، حيث يمكن إرسالها إلى مجموعة متنوعة من المصادر الثانوية.

ما هي أنواع الشحن ثنائي الاتجاه؟

هناك بضعة أنواع مختلفة من الشحن ثنائي الاتجاه، بما في ذلك بعض الأنواع التي لم يتم تنفيذها على سيارات الركاب الكهربائية.

من المركبة للحمل Vehicle to Load (V2L): هذا هو النوع الأكثر شيوعاً لشاحن المركبات الكهربائية ثنائي الاتجاه، وقد تكون على دراية به إذا كنت قادمًا من سيارة ذات محرك احتراق داخلي. ببساطة، هذه هي القدرة على تزويد مصدر خارجي بالطاقة باستخدام الطاقة المخزنة في السيارة. يمكن لأي مركبة – سواء كانت سيارة كهربائية أو سيارة تقليدية تعمل بمحرك وقود – مجهزة بمنفذ ثلاثي الشعب بقدرة 120 فولت على الطراز المنزلي، تشغيل الأجهزة الكهربائية أو حتى الأجهزة الصغيرة. يمكن لبعض مالكي المركبات الكهربائية أيضاً شراء محولات يتم توصيلها مباشرة بمنفذ شحن سيارتهم ولها منفذ على الطراز المنزلي من أحد الأطراف.

من مركبة إلى مركبة Vehicle to Vehicle (V2V): مركبة كهربائية تشحن مركبة كهربائية أخرى؟ إنه ليس حلماً بعيد المنال، ولكن هناك حدود للتطبيق العملي. تعتبر السيارة الكهربائية المشحونة مصدرًا للطاقة، ومن الناحية النظرية، يمكنها توفير الكهرباء لزميل مسافر لا يستطيع الوصول إلى المحطة التالية. ومع ذلك، نظرًا لأن العديد من السيارات الكهربائية الحالية تحتوي على منافذ أبطأ بجهد 120 فولت، فإن الناتج الكهربائي المنخفض يخلق اختناقاً كبيراً في الشحن. لن تضيف السيارة الكهربائية المستقبلة سوى بضعة كيلومترات من النطاق في الساعة ما لم تكن السيارة المانحة مجهزة بمنافذ عالية الإخراج. تعد سيارة Ford F-150 Lightning المزودة بحزمة Pro Power Onboard واحدة من هذه السيارات الكهربائية. يزود هذا الخيار Lightning بالعديد من المنافذ في الصندوق الخلفي، بما في ذلك قابس أسرع بجهد 240 فولت قادر على تفريغ 7.2 كيلووات – وهو أضعاف كمية الكهرباء التي توفرها المركبات الكهربائية الأخرى ذات منفذ 120 فولت. بالنسبة لعام 2024، تأتي معظم إصدارات سيارة البيك أب وسيارات الدفع الرباعي جي إم سي هامر EV أيضاً مع شواحن أكبر حجماً مع شحن ثنائي الاتجاه، قادر على توفير 6 كيلو واط من الطاقة للمركبات الأخرى.

من السيارة إلى المنزل Vehicle to Home (V2H): قد يصبح انقطاع التيار الكهربائي في المنزل شيئاً من الماضي مع الشحن من السيارة إلى المنزل. في حالة انقطاع التيار الكهربائي، يمكنك استخدام السيارة الكهربائية الخاصة بك لتشغيل منزلك، بشرط أن يكون لديك سيارة وشاحن بقدرة ثنائية الاتجاه.

توصيل السيارة بالشبكة Vehicle to Grid (V2G): ما لم يتم توصيل الشاحن الخاص بك بالألواح الشمسية، فستوفر الشبكة الكهربائية الطاقة اللازمة لشحن سيارتك الكهربائية. وباستخدام تقنية التوصيل من السيارة إلى الشبكة، يمكنك عكس هذا التدفق وبيع طاقتك مرة أخرى إلى الشبكة. لفهم مدى فائدة ذلك، يجب عليك أولاً فهم المد والجزر في الطلب على الطاقة في الشبكة. وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية، يتم تحديد ساعات الذروة عمومًا بين الساعة 7 صباحًا و11 مساءً. في أيام الأسبوع، حيث تكون الساعات العديدة التي تسبق الساعة 5:00 مساءً وبعدها هي الأكثر إرهاقًا على الشبكة. ولهذا السبب يكون سعر الكيلووات/ساعة أعلى خلال هذه الأوقات من غيرها.

باستخدام V2G، يمكنك شحن سيارتك خارج ساعات الذروة عندما تكون الكهرباء أرخص ويكون هناك ضغط بسيط على الشبكة. بعد ذلك، خلال ساعات الذروة، يمكنك بيع الكهرباء الخاصة بك مرة أخرى إلى الشبكة، مما يساعد على زيادة إمدادات الطاقة للشبكة. على المستوى الفردي، ستكسب المال (أو خصمًا على فاتورة الخدمات) عن طريق السماح للشبكة باستخدام سيارتك كبطارية. نظراً لأن مالكي ومشغلي المركبات الكهربائية يشتركون في هذا النظام بشكل جماعي، فإن الجهود المشتركة يمكن أن تساعد في تطبيع إمدادات الشبكة خلال النهار، مما يقلل من مخاطر انقطاع التيار الكهربائي وانقطاع التيار الكهربائي.

يعد الجمع بين V2G وV2H طريقة أخرى لتقليل فاتورة الكهرباء. بدلاً من بيع الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة خلال أوقات الذروة، يمكنك شحن سيارتك ليلاً بالكهرباء الرخيصة، ثم الاستفادة من البطارية لتشغيل مكيف الهواء في منزلك في فترة ما بعد الظهيرة في الصيف الحار عندما تكون الطاقة أكثر تكلفة.

ما هي المركبات التي تقدم الشحن ثنائي الاتجاه؟

يعد الشحن ثنائي الاتجاه تقنية جديدة نسبيًا، ولا توجد العديد من السيارات الكهربائية المجهزة بشواحن ثنائية الاتجاه تمكنها. في وقت النشر، تدعم المركبات التالية الشحن ثنائي الاتجاه في واحد أو أكثر من الأنواع الموضحة أعلاه: