Published in: تكنولوجيا

مُنحنى شحن بطارية السيارات الكهربائية – هل يجب فهم آلية عمله؟

Author أ. محمد مراد

Published on: 26 أبريل، 2023

أ. محمد مراد

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

من المؤكد بأنك قد سمعت بأنه يجب ألا تُشحن أي بطارية وهي نصف مُمتلئة لأن ذلك قد يُقلل من عمرها، ومن المستحسن ترك البطارية حتى تفرغ تماماً، ثم إعادة شحنها، وغيرها من الطرق التي تجعلك في حيرة، وغير مُدرك تماماً لعملية شحن البطارية.

في هذا المقال سيتم تبسيط الأمور حتى تتمكن من فهم آلية عمل مُنحنى الشحن الخاص ببطارية السيارة الكهربائية، خاصةً عند استخدام مستوى الشحن الثالث أو الشاحن الفائق السرعة في محطات شحن السيارات الكهربائية.         

ما هو مُنحنى الشحن للسيارات الكهربائية؟

هو التغير في السرعة التي ستُشحَن بها السيارة، عندما تُصبح أكثر امتلاءً مع مرور الوقت. ^[1]

بطريقة أخرى: لن تبقى كمية الطاقة الكهربائية الداخلة للبطارية ثابتة خلال عملية الشحن، بل ستنخفض بشكلٍ حاد كُلما ارتفع مستوى الشحن في البطارية، وهذا سيُطيل من الوقت اللازم لإكمال عملية الشحن.

بطريقة أبسط: تخيل لو أنك تقوم بملء دلو مياه فارغ، في البداية ستقوم بسكب المياه داخله بسرعة، وقبل امتلاء هذا الدلو ستقوم تلقائياً بالتخفيف من سرعة السكب شيئاً فشيئاً، حتى لا تخرج المياه منه عند امتلائه بالكامل. وهذا ما يحصل تماماً عند شحن بطارية السيارة باستخدام الشاحن فائق السرعة.

بشكل تقريبي: تحتاج بطارية السيارة مثلاً ل 15 دقيقة لملء أول 50 بالمئة من سعتها، وتحتاج 20 دقيقة إضافية لرفع مستوى الشحن من 50 إلى 80 بالمئة. وتحتاج 40 دقيقة إضافية لرفع مستوى الشحن من 80 إلى 100 بالمئة، أي أن مراحل الشحن الأولى عندما تكون البطارية شبه فارغة، تكون أسرع بكثير فيما لو كانت البطارية نصف ممتلئة.

هذا المُنحنى يمثل فقط مستوى الشحن الثالث، أي الشحن عن طريق المحطات فائقة السرعة، الموجودة على الطرقات السريعة.

ذروة الشحن للبطارية الكهربائية

عندما يكون مُعدل الاستقبال أو معدل الاستطاعة الكهربائية التي يمكن لبطارية السيارة الكهربائية استقبالها يبلغ 150 كيلو واط، فإننا نعتقد أن كمية الاستطاعة هذه ستبقى ثابتةً طوال فترة الشحن، لكن للأسف ليس هذا ما يحدث، ففي حال كان مستوى الشحن في البطارية يبلغ 5 بالمئة، فبمجرد وصل الشاحن الفائق السرعة في السيارة فإن مُنحنى الشحن سيبلغ ذروته أي ال 150 كيلو واط لمدة دقائق قليلة.

وبعد زيادة مستوى الشحن في البطارية قليلاً، سيهبط المُنحنى تدريجياً أو بشكل حاد حسب نوع البطارية وسعتها، وببلوغ مستوى ال 50 بالمئة من الشحن، ستبلغ قيمة الاستطاعة الداخلة للبطارية النصف تقريباً وليس 150 كيلو واط.

هل يختلف مُنحنى الشحن من سيارة كهربائية لأخرى؟

تختلف معدلات الشحن بين طرازات وماركات السيارات الكهربائية. ستكون بعض السيارات الكهربائية قادرةً على سحب طاقة أعلى لفترة أطول خلال فترة الشحن، وتُحافظ على مُنحنى شحن أكثر ثباتاً. أو أن هذا المُنحنى سيهبط بشكلٍ تدريجي مع تباطؤٍ خفيف، حتى تصل البطارية لمستوى شحن أعلى وبوقت أقصر قدر الإمكان. ^[2]

أي أنه كلما كان مُنحنى الشحن يهبط بسرعة وبشكل حاد، كلما كان الوقت اللازم لإتمام عملية الشحن أطول لأن الطاقة الداخلة انخفضت بسرعة.

هل يجب فهم آلية عمل مُنحنى شحن بطارية السيارة الكهربائية؟

يقوم العديد من أصحاب السيارات الكهربائية بشحن سياراتهم في المنزل أوفي العمل، فهم ليسوا بحاجة لاستخدام الشاحن الفائق السرعة المنتشر على الطرقات السريعة إلا ما ندر، حتى أنهم لو استخدموا هذا الشاحن عند وجودهم على الطرقات السريعة، فهم سيتوقفون لشرب القهوة أو تناول الطعام أثناء فترة شحن البطارية، بالتالي لن يكونوا مهتمين كثيراً بمدة الوقت اللازم لإتمام الشحن، وليس من الضروري فهم آلية عمل الشحن السريع.

أما الأشخاص الذين يستخدمون الطرقات السريعة بشكلٍ متكررٍ خصوصاً في حال كانوا متوجهين للعمل، فمن المهم معرفة آلية عمل مُنحنى الشحن، ويجب أن يكونوا على درايةٍ بأن النسبة المثالية لشحن البطارية في هذه المحطات هي 80 بالمئة، بعدها يصبح الوقت اللازم لشحن ال 20 بالمئة المتبقية طويلاً جداً، والطاقة الداخلة للبطارية بعد مستوى الشحن هذا صغيرة، مقارنةً مع الطاقة التي تم الحصول عليها أول 80 بالمئة من مستوى الشحن.

القاعدة العامة لمُنحنى الشحن عند استخدام الشاحن الفائق السرعة تقول: إن التوقف مرتين لشحن السيارة، في كل مرة يتم فيها الشحن حتى مستوى 80 بالمئة، سيكلفك وقتاً أقل بكثير فيما لو توقفت مرةً واحدةً فقط، وانتظرت ليصبح مستوى الشحن في البطارية 100 بالمئة.

بطريقة مبسطة: التوقف لشحن البطارية مرتين، سيقلل من وقت الانتظار اللازم لشحن هذه البطارية، مقارنةً بالتوقف لمرةٍ واحدةٍ فقط. حيث ستخضع في هذه المرة الواحدة لقوانين الفيزياء التي لا يمكن تجنبها.