الفرق بين شحن AC وDC والشحن السريع للسيارات الكهربائية

من أكتر الحاجات اللي بتسبب لخبطة لأي شخص بيفكر يشتري عربية كهربائية هي مصطلحات الشحن:

• شحن AC.

• شحن DC.

• شحن سريع.

• شحن منزلي.

• شاحن 7 كيلووات.

• محطة 180 كيلووات.

والعميل ممكن يتصور إن دول أنواع مختلفة تمامًا، لكن الحقيقة أبسط من كده.

السيارة الكهربائية بتخزن الطاقة داخل البطارية في صورة تيار مستمر DC. لكن الكهرباء اللي بتوصل للبيوت والمباني عادةً بتكون تيار متردد AC.

علشان كده، الفرق الأساسي بين الشحن AC وDC هو:

مين اللي بيحوّل الكهرباء من AC إلى DC: العربية ولا محطة الشحن؟

أولًا: يعني إيه شحن AC؟

AC اختصار لـ Alternating Current، أو التيار المتردد.

وده نفس نوع الكهرباء اللي بتوصل للبيت أو المكتب أو الجراج.

لكن بطارية العربية لا تخزن الكهرباء في صورة AC، لذلك العربية بتستخدم جهازًا موجودًا بداخلها اسمه:

Onboard Charger – الشاحن الداخلي

وظيفته تحويل الكهرباء القادمة من مصدر الشحن من AC إلى DC، وبعدها إرسالها إلى البطارية.

يعني مسار الكهرباء بيكون كده:

مصدر الكهرباء AC ← الشاحن الداخلي في العربية ← بطارية السيارة DC

وزارة الطاقة الأمريكية توضح أن الشاحن الداخلي يستقبل كهرباء AC من منفذ الشحن، ويحولها إلى DC لشحن بطارية الجر، مع مراقبة الجهد والتيار ودرجة الحرارة وحالة البطارية أثناء العملية.

أنواع شحن AC

شحن AC مش سرعة واحدة. قدرته بتختلف حسب مصدر الكهرباء وتجهيزات المكان وقدرة العربية نفسها.

1. الشحن من فيشة كهرباء عادية

ده أبسط أنواع الشحن، وبيتم باستخدام شاحن متنقل متصل بفيشة كهرباء منزلية مناسبة.

القدرة غالبًا بتكون محدودة، وبالتالي وقت الشحن بيكون طويلًا، خصوصًا لو بطارية العربية كبيرة.

النوع ده ممكن يكون مناسبًا في حالات مثل:

• الاستخدام اليومي لمسافات قصيرة.

• شحن العربية طوال الليل.

• حالات الطوارئ.

• السيارات الـPlug-in Hybrid ذات البطاريات الصغيرة نسبيًا.

لكن لازم تكون التوصيلات الكهربائية بحالة جيدة، ويفضل وجود خط مخصص وحماية مناسبة بدل الاعتماد على وصلة كهرباء قديمة أو مشتركة.

2. الشحن عن طريق Wallbox

الـWallbox هو وحدة شحن ثابتة يتم تركيبها في البيت أو الجراج أو مكان العمل.

من القدرات الشائعة:

• 3.7 كيلووات.

• 7 كيلووات أو 7.4 كيلووات.

• 11 كيلووات.

• 22 كيلووات.

مش معنى إن الـWallbox قدرته 22 كيلووات إن كل عربية هتشحن فعلًا بهذه السرعة.

سرعة الشحن بتتحدد على أساس أقل قدرة بين:

• قدرة الـWallbox.

• قدرة التوصيلات الكهربائية.

• قدرة الشاحن الداخلي في العربية.

• قدرة الكابل المستخدم.

مثلًا، لو عندك Wallbox قدرته 11 كيلووات، لكن العربية بتقبل AC بحد أقصى 7 كيلووات، العربية هتشحن بحوالي 7 كيلووات فقط.

معدات الشحن AC من المستوى الثاني قد تتراوح قدرتها من حوالي 2.9 إلى 19.2 كيلووات في التصنيف الأمريكي، لكن القدرات والمسميات تختلف حسب البلد ونظام الكهرباء المستخدم.

مميزات شحن AC

• مناسب للشحن في البيت والعمل.

• تكلفته عادةً أقل من الشحن السريع العام.

• مناسب لترك العربية على الشاحن عدة ساعات.

• لا يحتاج محطة ضخمة أو تجهيزات DC معقدة.

• عملي للاستخدام اليومي والشحن أثناء الليل.

عيوب شحن AC

• أبطأ من شحن DC.

• وقت الشحن يزيد مع البطاريات الكبيرة.

• السرعة محدودة بقدرة الشاحن الداخلي في العربية.

• تركيب Wallbox قوي قد يحتاج إلى مراجعة الأحمال والتوصيلات الكهربائية.

ثانيًا: يعني إيه شحن DC؟

DC اختصار لـ Direct Current، أو التيار المستمر.

في الشحن DC، محطة الشحن نفسها بتحول الكهرباء من AC إلى DC خارج العربية، وبعد كده ترسل التيار المستمر إلى البطارية مباشرة.

مسار الكهرباء بيكون كده:

شبكة الكهرباء AC ← محطة الشحن تحولها إلى DC ← بطارية السيارة

وبكده، محطة الشحن لا تعتمد على قدرة الشاحن الداخلي الصغير الموجود في العربية، وده يسمح بتوصيل قدرة أعلى بكثير.

الشحن DC السريع بيتم تحت تحكم نظام إدارة البطارية BMS، اللي بيراقب الجهد والتيار ودرجة الحرارة ونسبة الشحن، ويطلب من المحطة القدرة المناسبة باستمرار.

هل شحن DC هو نفسه الشحن السريع؟

في أغلب الاستخدامات، نعم.

لما تسمع:

• شحن سريع.

• Fast Charging.

• DC Fast Charging.

• Rapid Charging.

• Ultra-Fast Charging.

فالمقصود غالبًا محطة شحن DC.

لكن عبارة «شحن سريع» مش لها رقم ثابت عالميًا. محطة 50 كيلووات كانت تعتبر سريعة جدًا في وقت سابق، بينما العربيات والمحطات الحديثة ممكن تدعم 150 أو 250 أو 350 كيلووات وأكثر.

بعض محطات DC الحديثة تصل قدرتها إلى 500 كيلووات، لكن العربية لن تستفيد من القدرة الكاملة إلا لو نظام البطارية يسمح بذلك.

مستويات شحن DC الشائعة

ممكن تقابل محطات بقدرات مثل:

• 30 كيلووات.

• 50 أو 60 كيلووات.

• 120 كيلووات.

• 150 كيلووات.

• 180 كيلووات.

• 250 كيلووات.

• 350 كيلووات أو أكثر.

لكن قدرة المحطة المكتوبة لا تساوي بالضرورة القدرة اللي هتدخل العربية.

لو محطة الشحن قدرتها 180 كيلووات، والعربية أقصى قدرة لها 80 كيلووات، العربية مش هتسحب أكثر من الحد اللي تسمح به.

ولو العربية تقبل 250 كيلووات لكن المحطة قدرتها 60 كيلووات، سرعة الشحن هتتوقف عند قدرة المحطة تقريبًا.

ليه سرعة الشحن السريع مش ثابتة؟

من الأخطاء الشائعة إن العميل يعتقد إن عربية بتدعم شحن 200 كيلووات هتفضل تشحن على 200 كيلووات من البداية للنهاية.

الحقيقة إن الرقم ده غالبًا بيمثل أعلى قدرة مؤقتة، وليس متوسط سرعة الشحن بالكامل.

عملية الشحن بتمر بما يسمى:

Charging Curve – منحنى الشحن

العربية ممكن تبدأ بسرعة مرتفعة عندما تكون نسبة البطارية منخفضة ودرجة حرارتها مناسبة، وبعد كده تقل القدرة تدريجيًا مع اقتراب البطارية من الامتلاء.

في العادة، الانخفاض الملحوظ في قدرة الشحن السريع يبدأ قرب نسبة 80% إلى 85% في كثير من السيارات، لكن النسبة الدقيقة تختلف حسب الموديل ونظام إدارة البطارية.

علشان كده، الشركات غالبًا بتعلن وقت الشحن من:

10% إلى 80%

بدلًا من إعلان وقت الشحن من صفر إلى 100%.

إيه العوامل اللي بتحدد سرعة الشحن الفعلية؟

سرعة الشحن بتتحدد على أساس مجموعة عوامل معًا:

قدرة محطة الشحن

محطة 60 كيلووات أبطأ نظريًا من محطة 180 كيلووات، بشرط إن العربية تقدر تستقبل القدرة الأعلى.

أقصى قدرة تقبلها العربية

كل موديل له حد أقصى للشحن AC وحد منفصل للشحن DC.

مثلًا، عربية ممكن تقبل:

• AC بقدرة 7 كيلووات.

• DC بقدرة 120 كيلووات.

الرقمان لا يتعارضان، لأن كل واحد يخص طريقة شحن مختلفة.

نسبة شحن البطارية

البطارية عادةً بتقبل قدرة أكبر لما تكون نسبة الشحن منخفضة، وتبدأ تقلل القدرة كل ما تقرب من الامتلاء.

درجة حرارة البطارية

لو البطارية باردة جدًا أو ساخنة جدًا، نظام إدارة البطارية ممكن يقلل سرعة الشحن لحمايتها.

بعض السيارات فيها خاصية Battery Preconditioning، ودي بتجهز درجة حرارة البطارية قبل الوصول إلى محطة الشحن السريع.

مشاركة قدرة المحطة

في بعض المحطات، القدرة المعلنة بتكون مشتركة بين أكثر من منفذ.

يعني لو سيارتان بتتشحن في نفس الوقت، ممكن القدرة المتاحة لكل عربية تقل حسب تصميم المحطة.

المحول والكابل

لو العربية بتستخدم محولًا بسبب اختلاف منفذ الشحن، قدرة المحول نفسه ممكن تكون عاملًا محددًا للسرعة.

كذلك الكابل ومنظومة التبريد والتوصيلات لازم تتحمل الجهد والتيار المطلوبين.

الفرق بين الكيلووات والكيلووات ساعة

الفرق بين المصطلحين مهم جدًا لفهم الشحن.

كيلووات kW

بيعبّر عن القدرة أو سرعة نقل الكهرباء.

مثال:

• شاحن 7 كيلووات.

• محطة 60 كيلووات.

• محطة 180 كيلووات.

كل ما زادت قدرة الشحن، ممكن يقل الوقت، بشرط إن العربية تستقبل القدرة دي.

كيلووات ساعة kWh

بيعبّر عن كمية الطاقة أو سعة البطارية.

مثال:

• بطارية 50 كيلووات ساعة.

• بطارية 75 كيلووات ساعة.

• بطارية 100 كيلووات ساعة.

بمعنى بسيط:

الكيلووات هو سرعة دخول الكهرباء، والكيلووات ساعة هي كمية الكهرباء المخزنة.

مثال مبسط لحساب وقت الشحن

لو بطارية العربية سعتها 70 كيلووات ساعة، وعاوز تشحن من 20% إلى 80%، فأنت محتاج تضيف تقريبًا 60% من سعة البطارية:

70 × 60% = 42 كيلووات ساعة

لو العربية بتشحن بمتوسط فعلي 7 كيلووات AC، فالوقت النظري حوالي:

42 ÷ 7 = 6 ساعات

لكن الوقت الواقعي ممكن يكون أطول قليلًا بسبب:

• فقد الطاقة أثناء التحويل.

• تغير قدرة الشحن.

• استهلاك أنظمة التبريد.

• ظروف الكهرباء والبطارية.

وفي شحن DC، الحساب المباشر بيكون أقل دقة، لأن القدرة بتتغير باستمرار طبقًا لمنحنى الشحن.

مقارنة بين شحن AC وDC

هل الشحن السريع يضر البطارية؟

الشحن السريع مش معناه إن البطارية هتبوظ بمجرد استخدامه.

العربية ومحطة الشحن ونظام إدارة البطارية بيتحكموا في الجهد والتيار والحرارة لحماية البطارية.

لكن الشحن بقدرات مرتفعة يولد حرارة أكبر، والاستخدام المكثف جدًا للشحن السريع، خصوصًا في درجات حرارة مرتفعة ومن غير إدارة حرارية جيدة، ممكن يساهم في زيادة تدهور البطارية على المدى الطويل. وزارة الطاقة الأمريكية تشير إلى أن معدل الشحن والحرارة الناتجة عنه من العوامل المؤثرة على عمر البطارية.

الطريقة العملية الأفضل لمعظم المستخدمين:

• استخدم شحن AC في الاستخدام اليومي.

• استخدم شحن DC السريع عند السفر أو عند الحاجة.

• اتبع تعليمات الشركة المصنعة للعربية.

• تجنب ترك البطارية على 100% لفترات طويلة لو الشركة لا توصي بذلك.

• لا تقلق من استخدام الشحن السريع وقت الحاجة.

هل كل عربية كهربائية تدعم شحن DC؟

لا.

بعض السيارات الكهربائية الصغيرة أو بعض سيارات الـPlug-in Hybrid قد تدعم شحن AC فقط.

وفي المقابل، السيارات اللي تدعم DC بتختلف بشكل كبير في أقصى قدرة:

• عربية تقبل 40 كيلووات.

• عربية تقبل 80 كيلووات.

• عربية تقبل 150 كيلووات.

• عربية حديثة تقبل أكثر من 250 كيلووات.

علشان كده، قبل شراء العربية لازم تسأل عن:

• أقصى قدرة AC.

• أقصى قدرة DC.

• وقت الشحن من 10% إلى 80%.

• نوع منفذ الشحن.

• مدى توافقه مع المحطات المتاحة.

هل نوع الفيشة هو اللي بيحدد AC أو DC؟

نوع المنفذ مرتبط بطريقة الشحن، لكنه مش نفس الشيء.

مثلًا:

• Type 2 يُستخدم غالبًا لشحن AC.

• CCS2 يجمع شحن AC وDC في مدخل واحد.

• GB/T قد يستخدم منفذًا منفصلًا لـAC ومنفذًا آخر لـDC في السيارات الصينية.

• CHAdeMO يُستخدم للشحن السريع DC في بعض السيارات اليابانية.

يعني لازم تعرف ثلاثة أشياء بشكل منفصل:

1. نوع التيار: AC أو DC.

2. قدرة الشحن بالكيلووات.

3. شكل المنفذ وبروتوكول التواصل.

أنهي نوع شحن يناسب استخدامك؟

شحن AC مناسب لو:

• العربية بتركن عدة ساعات في البيت أو العمل.

• استخدامك اليومي منتظم.

• مش محتاج تشحن البطارية بالكامل في وقت قصير.

• عاوز أقل تكلفة وأكبر راحة في الاستخدام اليومي.

شحن DC مناسب لو:

• مسافر مسافة طويلة.

• محتاج تضيف مدى كبير في وقت قصير.

• مش متاح تسيب العربية على الشاحن عدة ساعات.

• بتستخدم محطة عامة على طريق السفر.

خطأ شائع عند مقارنة السيارات

ما تقارنش عربيتين بناءً على أعلى قدرة شحن فقط.

عربية بتدعم 250 كيلووات مش بالضرورة تشحن أسرع بفرق كبير من عربية بتدعم 180 كيلووات؛ لأن النتيجة تعتمد أيضًا على:

• متوسط القدرة خلال جلسة الشحن.

• منحنى الشحن.

• حجم البطارية.

• سرعة انخفاض القدرة بعد 50% أو 80%.

• قدرة المحطات المتاحة فعليًا.

• نظام تبريد البطارية.

الأفضل تسأل عن:

الوقت الفعلي للشحن من 10% إلى 80% على محطة متوافقة.

ده رقم عملي أكتر من مجرد أعلى قدرة شحن مكتوبة في المواصفات.

الخلاصة

شحن AC هو الشحن المناسب للاستخدام اليومي، وبيعتمد على الشاحن الداخلي الموجود في العربية لتحويل الكهرباء إلى DC قبل تخزينها في البطارية.

أما شحن DC، فمحطة الشحن بتقوم بعملية التحويل وترسل التيار المستمر مباشرة إلى البطارية، ولذلك يمكنها تقديم قدرات أعلى ووقت شحن أقصر.

والشحن السريع مش نوعًا منفصلًا عن DC في معظم الحالات؛ هو ببساطة شحن DC بقدرة مرتفعة.

قبل شراء أي سيارة كهربائية، ما تكتفيش بمعرفة سعة البطارية والمدى. اسأل عن:

• قدرة شحن AC.

• قدرة شحن DC.

• وقت الشحن من 10% إلى 80%.

• نوع منفذ الشحن.

• توافق العربية مع المحطات الموجودة.

• قدرة الشاحن الداخلي.

• هل يوجد محول مطلوب أم لا؟

لأن تجربة امتلاك العربية الكهربائية مش بتعتمد بس على المدى، لكنها بتعتمد أيضًا على مدى سهولة وسرعة شحنها في استخدامك الحقيقي.