عندما تنفد طاقة السيارة الكهربائية وتتوقف على طريق سريع أو طريق في الضواحي أو منطقة تعدين أو منطقة صناعية، فإن أول شيء يتعين على شركة المساعدة على الطريق حله ليس "كيفية شحن السيارة بالكامل"، بل "كمية الطاقة التي يجب تجديدها حتى تتمكن السيارة من مغادرة مكان الحادث بأمان".
هناك فرق كبير بين الاثنين.
تعتمد محطات الشحن الثابتة التقليدية على مصدر طاقة مستمر للشبكة وتستخدم بشكل أساسي لتجديد الطاقة يوميًا.منتج باب الطاقةومع ذلك، فهو عبارة عن جهاز متنقل متكامل لتخزين الطاقة وشحنها: يقوم أولاً بتخزين الطاقة الكهربائية في نظام تخزين الطاقة الداخلي الخاص به، ثم يخرجها عبر التيار المباشر لتوفير طاقة الطوارئ للمركبات الكهربائية ذات الطاقة المنخفضة عند الوصول إلى مكان الحادث؛ إذا لزم الأمر، يمكنه أيضًا إخراج طاقة التيار المتردد للأحمال مثل الحفارات الكهربائية ومضخات المياه والإضاءة.
لذلك،شاحن EV المحمولالتي بحث عنها العملاء في الخارج، في منطق منتج Door Energy، ليست محطة شحن عادية، ولا شاحنًا صغيرًا محمولاً في السيارة، ولكنها نظام متنقل لتخزين الطاقة وإخراج الطاقة مناسب للمساعدة على الطريق، والمركبات الكبيرة، والسيناريوهات الصناعية الخارجية.
وفقًا لبيانات وكالة الطاقة الدولية، تجاوزت مبيعات السيارات الكهربائية العالمية 17 مليون وحدة في عام 2024، وهو ما يمثل زيادة سنوية تزيد عن 25% ويمثل أكثر من 20% من مبيعات السيارات الجديدة العالمية. ومع تزايد عدد المركبات الكهربائية على الطريق، فإن مشكلات مثل نقص الطاقة على الطرق، وانقطاع مرافق الشحن الثابتة، وعدم الوصول إلى الشبكة في المناطق النائية، ستؤدي إلى زيادة الطلب على الشحن المحمول والمساعدة على الطريق.
إذًا، ما هي كمية الكهرباء اللازمة لعملية المساعدة على الطريق؟ وكيف ينبغي لشركات المساعدة على الطريق أن تحسب سعة تخزين الطاقة والطاقة الناتجة لشاحن السيارة الكهربائية المحمول؟
1. لماذا لا تتطلب المساعدة على الطريق شحن السيارة الكهربائية بنسبة 100%؟
1. الهدف من المساعدة على الطريق هو استعادة التنقل الآمن
في سيناريوهات المساعدة على الطريق، يكون الهدف الأساسي من الشحن في الموقع عادةً هو توصيل السيارة إلى:
* الابتعاد عن الطريق السريع أو الممر الخطير.
* الوصول إلى أقرب محطة شحن عامة.
* العودة إلى قاعدة الأسطول أو مركز الإصلاح؛
* أدخل منطقة وقوف السيارات الآمنة في انتظار مزيد من المعالجة.
بافتراض أن السيارة المعطلة تبعد 20 كيلومترًا فقط عن أقرب محطة شحن متاحة، فإن إضافة 30 إلى 40 كيلومترًا من النطاق الآمن عادة ما يكون كافيًا لإكمال المساعدة. سيؤدي الاستمرار في إعادة شحن البطارية إلى 80% أو 100% في الموقع إلى إطالة وقت توقف المعدات وتقليل عدد المهام التي يمكن لشاحن EV المحمول إكمالها في ذلك اليوم.
ويشير مركز بيانات الوقود البديل التابع لوزارة الطاقة الأمريكية إلى أنه في ظل الظروف المناسبة، يمكن أن يضيف الشحن السريع بالتيار المستمر ما يقرب من 100 إلى 200 ميل في 30 دقيقة. ومع ذلك، تتأثر نتائج الشحن الفعلية بسعة بطارية السيارة، وحالة الشحن الحالية (SOC)، وإمكانية شحن السيارة، ودرجة الحرارة، وطاقة خرج المعدات.
ولذلك، يجب على شركات المساعدة على الطريق أولاً تحديد "الحد الأدنى من النطاق الآمن" قبل حساب كمية الكهرباء اللازمة لتوصيلها.
| مهمة الإنقاذ | يوصى باستعادة النطاق الآمن | مستوى الشحن المرجعي من جانب السيارة | الغرض الرئيسي |
| ترك الطرق الخطرة | 10-20 كم | 3-8 كيلو واط ساعي | أدخل منطقة وقوف السيارات الآمنة |
| الإنقاذ الحضري للمسافات القصيرة | 20-40 كم | 6-15 كيلو واط ساعة | الوصول إلى محطة الشحن الثابتة القريبة |
| إنقاذ الطريق السريع | 40-80 كم | 15-30 كيلو واط ساعة | الوصول إلى منطقة الخدمة أو محطة الشحن |
| الإنقاذ على الطرق البعيدة | 80-150 كم | 25-60 كيلو واط ساعة | يغطي مسافات نقل أطول |
| المركبات التجارية الخفيفة | 50-100 كم | 25-70 كيلو واط ساعة | العودة إلى القاعدة أو منطقة العمل |
| المركبات الكهربائية الكبيرة | تم حسابه بناءً على المسار الفعلي | 50-150 كيلوواط ساعة وما فوق | التعافي في حالات الطوارئ للمركبات الكبيرة |
تقع البيانات المذكورة أعلاه ضمن نطاق التخطيط التشغيلي وليست معلمة ثابتة لنماذج مركبات محددة. لا تزال شركة الإنقاذ بحاجة إلى التعديل وفقًا لاستهلاك الطاقة الفعلي للمركبة وظروف الطريق.
2. المزيد من الشحن لا يضمن كفاءة إنقاذ أعلى
إذا أمحطة شحن متنقلة من شركة Door Energyيمكن أن توفر 160 كيلووات في الساعة من الطاقة الفعالة خلال دورة المهمة الحالية، وتجديد ما متوسطه 40 كيلووات في الساعة لكل مركبة، ومن الناحية النظرية يمكن إكمال 4 عمليات إنقاذ فقط. إذا تلقت كل مركبة معدل تجديد قدره 16 كيلووات في الساعة، فيمكنها تغطية ما يقرب من 10 مهام.
علاوة على ذلك، تقبل السيارات الكهربائية عادةً طاقة شحن أعلى عند مستويات SOC منخفضة. مع زيادة SOC، قد يقلل نظام إدارة المباني (BMS) في السيارة من تيار الشحن بشكل فعال. لذلك، يمكن أن يزيد وقت الشحن الأخير بنسبة 20٪ بشكل كبير.
ولذلك، فإن المبدأ الأكثر ملاءمة للمساعدة على الطريق هو:
> احسب الطاقة الكافية للنقل الآمن للمركبة، بدلاً من افتراض أن كل مركبة مشحونة بالكامل.
ثانيا. ما هي البيانات التي يجب جمعها لحساب قوة الإنقاذ؟
1. خمسة متغيرات أساسية
لا يمكن تحديد مقدار كيلووات ساعة اللازمة لعملية الإنقاذ فقط من خلال سعة البطارية الخاصة بالمركبة المعطلة. يحتاج المرسلون إلى جمع الأنواع الخمسة التالية من المعلومات على الأقل.
| متغيرات البيانات | طريقة الاقتناء المقترحة | التأثير على الحساب |
| مسافة القيادة المستهدفة | خريطة، نظام تحديد المواقع، أو منصة الإرسال | يحدد متطلبات البطارية الأساسية |
| الاستهلاك الفعلي للطاقة في السيارة | لوحة العدادات أو بيانات الأسطول أو معلومات طراز السيارة | يحدد استهلاك الطاقة لكل كيلومتر |
| حالة الشحن الحالية (SOC) | لوحة أدوات السيارة أو نظام التشخيص | تقييم مستوى البطارية |
| أحوال الطقس والطرق | الطقس المحلي، والتدرج، وبيانات حركة المرور | يصحح استهلاك الطاقة الفعلي |
| هامش الأمان | مساعدة الشركة SOP | يمنع استنفاد البطارية الثانوية |
إذا لم يتمكن العميل من تقديم مركز عمليات آمن (SOC) دقيق، فيمكن لشركة المساعدة استخدام "طريقة المسافة المستهدفة"؛ إذا كان من الممكن تأكيد سعة بطارية السيارة وSOC الحالي، فيمكن استخدام "طريقة تغيير SOC".
2. عدم قدرة السيارة على البدء لا يعني بالضرورة أن البطارية قد استنفدت.
يحتاج المرسلون أيضًا إلى التمييز بين ما يلي:
* استنفاد بطارية الجهد العالي.
* بطارية ذات جهد منخفض 12 فولت معيبة؛
* خلل في نظام شحن السيارة.
* درجة حرارة البطارية مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا؛
* الاصطدام أو دخول المياه أو تلف نظام الجهد العالي.
* عطل في البرامج أو نظام التحكم في السيارة.
إذا كان الأمر مجرد عطل في بطارية ذات جهد منخفض 12 فولت، فإن استخدام جهاز شحن محمول كبير مباشرة لتجديد البطارية قد لا يحل المشكلة. وعلى العكس من ذلك، إذا تعرضت السيارة لاصطدام شديد، أو تعرضت لأضرار في مجموعة البطارية السفلية، أو كانت تدخن، أو كانت لها رائحة غير عادية، أو كانت ساخنة بشكل غير طبيعي، فلا ينبغي توصيلها مباشرة بجهاز الشحن.
تشير بيانات إنقاذ المركبات الكهربائية الصادرة عن إدارة الإطفاء الأمريكية إلى أن السيارات الكهربائية تحتوي على أنظمة كهربائية عالية الجهد ومنخفضة الجهد، وقد تتعرض بطاريات الليثيوم أيون التالفة أيضًا للانفلات الحراري. ولذلك، يجب إكمال تحديد هوية السيارة وعزل حركة المرور وفحوصات السلامة ذات الجهد العالي قبل الشحن في الموقع.
ثالثا. كيف تحسب كمية الكهرباء التي تحتاجها السيارة لتجديدها؟
1. الطريقة الأولى: الحساب بناءً على مسافة السفر المستهدفة
مناسب للسيناريوهات التي لا يمكن فيها قراءة حالة الشحن (SOC) بدقة، ولكن يمكن تأكيد استهلاك طاقة السيارة والموقع المستهدف.
صيغة الحساب هي:
الكهرباء التي تحتاجها السيارة (كيلووات ساعة) = المسافة المستهدفة (كم) × الاستهلاك الفعلي للطاقة في السيارة (كيلووات ساعة/كم) × عامل حالة التشغيل × عامل الأمان
يمكن استخدام النطاقات التالية للتقدير الأولي للمركبات المختلفة.
| نوع المركبة | استهلاك الطاقة المخطط له في درجة الحرارة العادية | استهلاك الطاقة الأساسي لمسافة 50 كم | بعد إضافة هامش 20% |
| سيارات الركاب المدمجة | 0.15-0.19 كيلو واط ساعة/كم | 7.5-9.5 كيلو واط ساعة | 9.0-11.4 كيلو واط ساعة |
| سيارة سيدان متوسطة الحجم أو سيارات الدفع الرباعي | 0.19-0.27 كيلو واط ساعة/كم | 9.5-13.5 كيلو واط ساعة | 11.4-16.2 كيلو واط ساعة |
| سيارات الدفع الرباعي الكبيرة أو الشاحنات الخفيفة | 0.27-0.45 كيلو واط ساعة/كم | 13.5-22.5 كيلو واط ساعة | 16.2-27.0 كيلو واط ساعة |
| المركبات التجارية المتوسطة الحجم | 0.45-0.90 كيلو واط ساعة/كم | 22.5-45.0 كيلو واط ساعة | 27.0-54.0 كيلو واط ساعة |
| المركبات الكهربائية الكبيرة | 1.0-2.0 كيلو واط ساعة/كم وما فوق | 50-100 كيلو واط ساعة وما فوق | 60-120 كيلو واط ساعة وما فوق |
تنطبق هذه البيانات على التخطيط الأولي للمعدات، وليس لضمان المدى لطراز مركبة محدد. تختلف المركبات الكبيرة بشكل كبير في الحمولة، ومقاومة الهواء، والانحدار، والسرعة؛ ولذلك، ينبغي إعطاء الأولوية للبيانات التشغيلية الفعلية.
2. الطريقة الثانية: الحساب بناءً على هدف SOC
إذا كانت سعة البطارية المتاحة للمركبة هي 75 كيلو وات في الساعة، وSOC الحالي هو 5%، وهدف الإنقاذ هو تجديد السيارة إلى 25%، فإن الطلب النظري على جانب السيارة هو:
75 كيلو وات ساعة × (25% – 5%) = 15 كيلو وات ساعة
وتمثل هذه الـ 15 كيلووات في الساعة الطاقة التي تحتاجها لدخول بطارية السيارة، وليس الطاقة الفعلية التي يستهلكها نظام تخزين طاقة الباب. وذلك بسبب وجود عمليات تحويل الطاقة، والكابلات، والتحكم في درجة الحرارة، وفقدان النظام المساعد بين البطارية الداخلية للجهاز وبطارية طاقة السيارة.
3. أمثلة على أربع مهام نموذجية للمساعدة على الطريق
| سيناريو الإنقاذ | المسافة المستهدفة | استهلاك الطاقة المخطط | معامل حالة التشغيل | معامل الأمان | متطلبات جانب السيارة |
| مركبة الركاب الحضرية | 25 كم | 0.18 كيلو واط ساعة/كم | 1.10 | 1.20 | 5.9 كيلو واط ساعي |
| سيارات الدفع الرباعي الطريق السريع | 50 كم | 0.25 كيلو واط ساعة/كم | 1.20 | 1.20 | 18.0 كيلو واط ساعة |
| شاحنة خفيفة في الضواحي | 60 كم | 0.35 كيلو واط ساعة/كم | 1.20 | 1.20 | 30.2 كيلو واط ساعي |
| مركبة كهربائية كبيرة | 40 كم | 1.30 كيلو واط ساعة/كم | 1.25 | 1.15 | 74.8 كيلو واط ساعي |
لذلك، قد تتطلب مهمة المساعدة على الطريق لمركبة ركاب فقط تجديد ما بين 6 إلى 20 كيلووات في الساعة، بينما قد تتطلب السيارة الكهربائية الكبيرة أكثر من 70 كيلووات في الساعة. إذا تم تكوين المعدات فقط بناءً على "متوسط الطلب على سيارات الركاب"، فقد لا يكون ذلك كافيًا لتغطية عمليات المركبات الكبيرة.
رابعا. كيفية تحويل استهلاك الطاقة من جانب السيارة إلى سعة تخزين الطاقة؟
1. إذا تلقت السيارة 20 كيلو وات في الساعة، فسيكون استهلاك المعدات أعلى من 20 كيلو وات في الساعة.
يقوم شاحن Door Energy Mobile EV بتنفيذ عملية تفريغ نظام تخزين الطاقة في الموقع. تحتاج الطاقة إلى المرور عبر البطارية الداخلية، ووحدة التيار المستمر/التيار المستمر، ونظام التحكم في الشحن، والكابلات، وبطارية السيارة؛ ولذلك، فإن الاستهلاك من جانب المعدات عادة ما يكون أعلى من الطاقة النهائية التي تتلقاها السيارة.
يمكن استخدام الصيغة التالية:
استهلاك بطارية الجهاز = توصيل الطاقة من جانب السيارة ÷ الكفاءة الإجمالية لإخراج التيار المستمر + استهلاك طاقة النظام المساعد
الافتراضات:
* تحتاج السيارة إلى الحصول على 20 كيلو وات في الساعة؛
* تقدر الكفاءة الإجمالية لإخراج التيار المباشر بـ 92%؛
* يقدر استهلاك الطاقة لنظام الاتصالات والتبريد والتحكم بـ 0.5 كيلو وات في الساعة.
لذلك:
20 ÷ 0.92 + 0.5 ≈ 22.2 كيلو وات في الساعة
أي أنه عندما تستقبل السيارة 20 كيلو وات في الساعة، فإن نظام تخزين الطاقة الداخلي للمعدات سيستهلك حوالي 22.2 كيلو وات في الساعة.
أرقام 92% و0.5 كيلووات في الساعة هنا هي مجرد أمثلة حسابية. تختلف الكفاءة الفعلية واستهلاك الطاقة الإضافية اعتمادًا على الطاقة ودرجة الحرارة ووقت التشغيل للأجهزة المختلفة. يجب أن تعتمد الحسابات الرسمية على التكوين المحدد وبيانات الاختبار الخاصة بشركة Door Energy.
2. السعة المقدرة لا تساوي إجمالي الطاقة القابلة للتوزيع
عادةً لا تعمل أجهزة تخزين الطاقة المتنقلة ضمن نطاق البطارية المطلق الذي يتراوح من 0% إلى 100% لفترات طويلة. يحتفظ نظام إدارة المباني (BMS) بحدود عليا ودنيا معينة لحماية البطارية، والحفاظ على التشغيل الآمن، وحجز الطاقة اللازمة لنظام التحكم.
يمكن التعبير عن القدرة القابلة للإرسال بالصيغة التالية:
الطاقة القابلة للإرسال = سعة تخزين الطاقة المقدرة × نسبة SOC المتاحة
بافتراض أن الجهاز لديه قدرة تخزين طاقة مقدرة تبلغ 200 كيلووات في الساعة ونافذة SOC تشغيلية تتراوح من 5% إلى 95%، فإن نسبة SOC المتاحة هي 90%:
200 كيلو واط ساعي × 90% = 180 كيلو واط ساعي
بعد خصم خسائر خرج التيار المستمر واستهلاك الطاقة الإضافية، ستنخفض الكمية النهائية من الطاقة المسلمة إلى السيارة بشكل أكبر.
| مثال على سعة تخزين الطاقة المقدرة | نسبة SOC المتاحة | قوة قابلة للإرسال | تم حساب سعة الطاقة النظرية لنهاية المركبة بنسبة 92% من كفاءة الإخراج |
| 100 كيلو واط ساعة | 90% | 90 كيلو واط ساعة | 82.8 كيلو واط ساعي |
| 160 كيلو واط ساعة | 90% | 144 كيلو واط ساعة | 132.5 كيلو واط ساعي |
| 200 كيلو واط ساعة | 90% | 180 كيلو واط ساعة | 165.6 كيلو واط ساعي |
| 300 كيلو واط ساعة | 90% | 270 كيلو واط ساعة | 248.4 كيلو واط ساعي |
| 400 كيلو واط ساعة | 90% | 360 كيلو واط ساعة | 331.2 كيلو واط ساعة |
لا يأخذ هذا الجدول في الاعتبار التكاليف الإضافية مثل التحكم في درجة الحرارة، والاستعداد، والاتصالات؛ يتم استخدامه فقط لتوضيح الفرق بين "السعة المقدرة - القدرة القابلة للتوزيع - التسليم من جانب السيارة".
3. تغيرات درجة الحرارة المطلوبة على جانبي المعدات والمركبات
تظهر دراسة أجرتها وزارة الطاقة الأمريكية أنه بالمقارنة مع بيئة تبلغ درجة حرارتها حوالي 22 درجة مئوية، شهدت مركبات الاختبار انخفاضًا متوسطًا في المدى بنسبة 41% عند درجة حرارة -7 درجة مئوية تقريبًا؛ عند -18 درجة مئوية تقريبًا، كان متوسط انخفاض المدى قريبًا من 50%. ستختلف النتائج اعتمادًا على طراز السيارة ونظام الإدارة الحرارية وظروف القيادة وإعدادات درجة الحرارة داخل السيارة، ولكن لا ينبغي تجاهل تأثير البرودة الشديدة على حسابات قوة الإنقاذ.
إذا كانت "نسبة تخفيض النطاق" معروفة، فيجب أن تكون صيغة التصحيح:معامل استهلاك الطاقة في درجات الحرارة المنخفضة = 1 ÷ (1 - نسبة تخفيض المدى)
على سبيل المثال، عندما ينخفض النطاق بنسبة 20%، يكون معامل تصحيح استهلاك الطاقة 1.25 تقريبًا، وليس مجرد زيادة بنسبة 20%.
| البيئة أو ظروف التشغيل | عوامل تصحيح التخطيط المسبق | الأسباب الرئيسية |
| الطقس المعتدل والطرق الحضرية المسطحة | 1.00-1.10 | انخفاض تكييف الهواء ومقاومة الطريق |
| درجات حرارة عالية | 1.10-1.20 | استهلاك البطارية للطاقة في التبريد والتكييف |
| درجات الحرارة المنخفضة العامة | 1.15-1.35 | التسخين المسبق للبطارية وتدفئة المقصورة |
| البيئات شديدة البرودة | فوق 1.40-1.70 | انخفاض القدرة المتاحة والكفاءة |
| سرعات عالية مستمرة | 1.10-1.30 | زيادة مقاومة الهواء |
| المنحدرات الجبلية الشاهقة | 1.15-1.40 | الطلب العالي المستمر على الطاقة |
| المركبات التجارية المحملة بالكامل | 1.15-1.50 | زيادة كتلة السيارة ومقاومة التدحرج |
ولذلك، يجب على شركات المساعدة على الطريق في المناطق الباردة إعداد نماذج سعة منفصلة بناءً على بيانات الشتاء، بدلاً من استخدام نفس مجموعة المعلمات على مدار العام.
5. كيف ينبغي حساب طاقة الخرج بدلاً من السعي بشكل أعمى إلى 420 كيلوواط؟
1. تعالج القدرة والقوة قضيتين مختلفتين
لتخزين الطاقة المتنقلة ومعدات الشحن:
* تحدد كيلوواط ساعة مقدار الكهرباء التي يمكن تخزينها وعدد المهام التي يمكن إكمالها؛
* تحدد كيلووات مدى سرعة توصيل الطاقة إلى المركبات أو الأحمال الأخرى.
سيظل الجهاز ذو سعة تخزين الطاقة الكبيرة يتمتع بوقت إنقاذ واحد طويل إذا كانت طاقة خرج التيار المستمر منخفضة. وعلى العكس من ذلك، فإن الجهاز الذي يتمتع بقدرة إنتاجية عالية ولكن سعة تخزين الطاقة غير كافية قد يكون قادرًا على إكمال مهمة واحدة أو مهمتين فقط بسرعة.
وقت الشحن النظري هو:
وقت الشحن = الكهرباء التي تحتاجها السيارة ÷ متوسط طاقة الخرج الفعلية
| الكهرباء التي يتم توصيلها بالمركبة | 40 كيلو واط متوسط الطاقة | متوسط الطاقة 80 كيلو واط | 120 كيلو واط متوسط القوة | 200 كيلو واط متوسط القوة |
| 10 كيلو واط ساعة | 15 دقيقة | 7.5 دقيقة | 5 دقائق | 3 دقائق |
| 20 كيلو واط ساعة | 30 دقيقة | 15 دقيقة | 10 دقائق | 6 دقائق |
| 30 كيلو واط ساعة | 45 دقيقة | 22.5 دقيقة | 15 دقيقة | 9 دقائق |
| 50 كيلو واط ساعة | 75 دقيقة | 37.5 دقيقة | 25 دقيقة | 15 دقيقة |
| 100 كيلو واط ساعة | 150 دقيقة | 75 دقيقة | 50 دقيقة | 30 دقيقة |
هذه هي النتائج الرياضية المثالية. ستتطلب المهام الفعلية وقتًا إضافيًا للتعرف على المركبة، والفحص في الموقع، ونشر المعدات، ومصافحة الاتصال، وتوصيل الكابلات وقطع الاتصال.
2. الحد الأقصى420 كيلوواطويشير إلى سعة إخراج الجهاز، وليس مستوى الطاقة الثابت لمحطة الشحن.
يمكن لأجهزة الشحن المحمولة من Door Energy تحقيق أقصى قدر من طاقة خرج التيار المباشر تبلغ 420 كيلووات، وهي مناسبة للمساعدة على الطريق والمركبات الكبيرة ومهام الأسطول التي تتطلب سرعات شحن عالية.
ومع ذلك، تمثل 420 كيلووات أقصى قدرة إخراج للجهاز ولا تعني أنه سيتم شحن جميع المركبات بقدرة 420 كيلووات. تعتمد قوة الشحن الفعلية على أقل ما يلي:
* الطاقة المتوفرة حاليًا من جهاز الشحن؛
* أقصى سعة طاقة للتيار المستمر للمركبة؛
* حالة الشحن الحالية للمركبة (SOC)؛
* درجة حرارة بطارية السيارة.
* الطاقة المسموح بها لواجهة CCS والكابلات ومسدس الشحن؛
* حد الطاقة في الوقت الحقيقي لنظام إدارة المباني؛
* الشحن المتبقي للجهاز وحالة الإدارة الحرارية.
على سبيل المثال، إذا كان الجهاز يتمتع بقدرة إخراج قصوى تبلغ 420 كيلووات، ولكن السيارة يمكنها حاليًا قبول 100 كيلووات فقط، فإن الطاقة الفعلية لن تتجاوز 100 كيلووات.
وبالمثل، قد تقترب السيارة لفترة وجيزة من ذروة الطاقة عند مستويات SOC منخفضة، ثم تقلل الطاقة تدريجيًا مع زيادة SOC. ولذلك، ينبغي حساب وقت الإنقاذ على أساس متوسط القدرة، وليس فقط عن طريق القسمة على ذروة القدرة.
3. تتطلب المركبات الكبيرة اهتمامًا متزامنًا بالسعة والطاقة المستمرة
تتمتع سيارات الركاب بمتطلبات طاقة محدودة نسبيًا عند انقطاع التيار الكهربائي لمسافات قصيرة، في حين أن الشاحنات الكهربائية الكبيرة ومركبات البناء والمركبات التجارية لديها استهلاك أعلى للطاقة لكل وحدة ميل.
إذا كانت السيارة الكبيرة تحتاج إلى تجديد 100 كيلو وات في الساعة:
* استنادًا إلى متوسط قدرة 100 كيلووات، يبلغ الوقت النظري حوالي 60 دقيقة؛
* استنادًا إلى متوسط طاقة يبلغ 200 كيلووات، يبلغ الوقت النظري حوالي 30 دقيقة؛
* حتى لو كانت المعدات يمكنها إنتاج ما يصل إلى 420 كيلووات، إذا كانت السيارة يمكنها فقط استقبال متوسط قدره 150 كيلووات، فإن الوقت النظري لا يزال حوالي 40 دقيقة.
ولذلك، فإن إنقاذ المركبات الكبيرة لا يمكن أن يأخذ في الاعتبار فقط الطاقة القصوى للمعدات. تحتاج شركات المساعدة على الطريق أيضًا إلى تأكيد القدرة الإنتاجية المستمرة، وقدرات الإدارة الحرارية، والقدرة القابلة للتسليم لكل شحنة، وSOC المتبقية بعد المهمة.
سادسا. كيفية حساب سعة المهمة اليومية ومعدل دوران إعادة الشحن؟
1. تخطيط السعة باستخدام "أيام الذروة" بدلاً من "متوسط الأيام"
يجب على شركات المساعدة على الطريق مراعاة ما يلي عند اختيار المعدات:
* كم عدد المهام المتوقع تنفيذها يوميا؛
* ما هي كمية كيلوواط ساعة التي يتم تسليمها لكل مهمة في المتوسط؛
* نسبة سيارات الركاب إلى المركبات الكبيرة؛
* ما إذا كان من الممكن إعادة شحن المعدات بين المهام؛
* ما إذا كان يجب حجز الحد الأدنى من الطاقة لمهمة الطوارئ القادمة.
يمكن حساب السعة اليومية باستخدام الصيغة التالية:
السعة المقدرة ≥ [تسليم المركبات يوميًا ÷ كفاءة الإخراج + استهلاك الطاقة الإضافي اليومي] × العامل الاحتياطي ÷ نسبة SOC المتوفرة
بافتراض أن شركة المساعدة على الطريق تؤدي 6 مهام يوميًا، مما يوفر متوسط 20 كيلووات في الساعة للمركبات لكل مهمة:
* تسليمات المركبات اليومية: 120 كيلووات في الساعة؛
* كفاءة إخراج التيار المستمر الإجمالية: 92%؛
* استهلاك الطاقة الإضافية لكل مهمة: 0.5 كيلووات في الساعة؛
* عامل احتياطي الذروة: 1.15؛
* نسبة SOC المتوفرة: 90%.
النتيجة المحسوبة هي تقريبًا: [120 ÷ 0.92 + 3] × 1.15 ÷ 0.90 ≈ 170.5 كيلووات ساعة
في ظل عدم إمكانية إعادة الشحن في منتصف المهمة، يتطلب هيكل المهمة هذا الحد الأدنى من سعة تخزين الطاقة المقدرة بحوالي 171 كيلووات في الساعة. يجب أن يأخذ الاختيار الفعلي أيضًا في الاعتبار تكوين المنتج ودرجة الحرارة المحيطة وهامش تدهور القدرة.
| نموذج التشغيل | حجم المهام اليومية | متوسط التوصيل لكل رحلة | الطلب اليومي على المركبات | السعة المقدرة المرجعية |
| المساعدة الحضرية منخفضة التردد | 3 رحلات | 12 كيلو واط ساعة | 36 كيلو واط ساعة | 50-70 كيلو واط ساعة |
| المساعدة المنتظمة على الطريق | 6 رحلات | 20 كيلو واط ساعة | 120 كيلو واط ساعة | 160-200 كيلوواط ساعة |
| المساعدة على الطرق السريعة | 8 رحلات | 25 كيلو واط ساعة | 200 كيلو واط ساعة | 260-320 كيلو واط ساعة |
| مساعدة المركبات التجارية | 4 رحلات | 60 كيلو واط ساعة | 240 كيلو واط ساعة | 300-380 كيلوواط ساعة |
| مهام الذروة المختلطة | 8 رحلات | 35 كيلو واط ساعة | 280 كيلو واط ساعة | 360-450 كيلوواط ساعة |
السعات الواردة في الجدول هي نطاقات مخططة محسوبة بناءً على افتراضات موحدة ولا تمثل نماذج المنتجات الثابتة لشركة Door Energy أو المعلمات المقدرة.
2. يجب حساب الشحن الذاتي للجهاز بشكل منفصل
تحتوي منتجات تخزين الطاقة والشحن الخاصة بشركة Door Energy على مسارين رئيسيين لإعادة الشحن:
* الاتصال بمحطة شحن DC متوافقة: في ظل ظروف الإدخال المطابقة، يمكن إعادة شحن الجهاز من 0% إلى 100% خلال ساعة واحدة تقريبًا؛
* التوصيل بصندوق توزيع تيار متردد متوافق: في ظل ظروف الإدخال المطابقة، يمكن إعادة شحن الجهاز بالكامل خلال ساعتين تقريبًا.
تشير عبارة "ساعة واحدة تقريبًا" و"ساعتان تقريبًا" هنا إلى إعادة شحن جهاز تخزين الطاقة المحمول نفسه، وليس شحن السيارة التي يتم إنقاذها بالكامل.
يعتمد وقت إعادة الشحن الفعلي على:
* سعة تخزين طاقة الجهاز؛
* الطاقة المقدرة في محطة الإدخال؛
* حالة الشحن الحالية (SOC)؛
* درجة حرارة البطارية.
* كفاءة تحويل المدخلات.
* ما إذا كان مصدر الطاقة يمكنه توفير الطاقة المقدرة بشكل مستمر؛
* التحكم في الطاقة بواسطة BMS خلال مراحل SOC العالية.
فيما يلي متوسط طاقة الإدخال النظري المحسوب على أساس كفاءة الإدخال بنسبة 95%.
| أمثلة على سعة تخزين الطاقة | متوسط المدخلات المطلوبة لإعادة الشحن خلال ساعة واحدة | متوسط المدخلات المطلوبة لإعادة الشحن خلال ساعتين |
| 100 كيلو واط ساعة | تقريبا. 105 كيلو واط | تقريبا. 53 كيلو واط |
| 160 كيلو واط ساعة | تقريبا. 168 كيلوواط | تقريبا. 84 كيلو واط |
| 250 كيلو واط ساعة | تقريبا. 263 كيلوواط | تقريبا. 132 كيلو واط |
| 350 كيلو واط ساعة | تقريبا. 368 كيلوواط | تقريبا. 184 كيلوواط |
ولذلك، عند تخطيط المعدات، يجب على العملاء أيضًا التحقق مما إذا كانت القاعدة أو محطة الخدمة لديها ظروف طاقة الإدخال المقابلة. كلما زادت سعة تخزين الطاقة، زاد الوقت اللازم لاستعادة المعدات إلى الطاقة الكاملة إذا لم تتم زيادة طاقة الإدخال وفقًا لذلك.
3. إنشاء الحد الأدنى للإرسال SOC
إذا كان مركز الإرسال لا يزال يرسل شاحنة كهربائية كبيرة عندما يكون لدى المعدات 20 كيلووات في الساعة فقط، فمن المرجح أن تفشل مهمة الإنقاذ.
يوصى بتعيين الحد الأدنى للإرسال SOC بناءً على مستوى المهمة.
| نوع المهمة | مستوى البطارية المتوفر الموصى به قبل المغادرة |
| مساعدة سيارات الركاب في المناطق الحضرية للمسافات القصيرة | 20-30 كيلو واط ساعة أو أكثر |
| مساعدة سيارات الركاب على الطرق السريعة | 35-50 كيلو واط ساعة أو أكثر |
| مساعدة المركبات التجارية الخفيفة | 60-100 كيلو واط ساعة أو أكثر |
| مساعدة المركبات الكهربائية الكبيرة | قم بإعداد 1.2-1.5 مرة من حجم التسليم المتوقع |
| مهام المنطقة النائية | متطلبات المهمة + رحلة العودة واحتياطيات الطوارئ |
من خلال OCPP، يمكن للمشغلين عرض حالة المعدات وعملية الشحن وبيانات المهمة. وبناءً على ذلك، يمكن لنظام الإرسال أن يقرر ما إذا كان سيتم إرسال مركبة بناءً على مركز عمليات الأمان المتبقي ومسافة المهمة ونوع المركبة.
سابعا. الأسئلة المتداولة: المشكلات الشائعة المتعلقة بتخزين الأجهزة المحمولة وتحصيل رسوم المساعدة على الطريق
س1: ما مقدار طاقة البطارية المطلوبة عادةً للحصول على خدمة المساعدة على الطريق بمركبة كهربائية واحدة؟
ج1: بالنسبة للمساعدة في سيارات الركاب لمسافات قصيرة، عادةً ما تكون خطة البدء من 6 إلى 20 كيلووات في الساعة كافية؛ قد تتطلب سيارات الدفع الرباعي والمركبات التجارية الخفيفة ما بين 20 إلى 50 كيلووات في الساعة؛ قد تتطلب السيارات الكهربائية الكبيرة ما بين 50 إلى 150 كيلووات في الساعة أو أكثر. وينبغي حساب النتيجة النهائية على أساس المسافة المستهدفة، واستهلاك طاقة السيارة، والطقس، وهامش الأمان.
السؤال الثاني: هل يعتبر شاحن Door Energy Mobile EV محطة شحن عادية؟
ج2: منتج Door Energy المذكور في هذه المقالة ليس محطة شحن ثابتة، ولكنه جهاز متنقل متكامل لتخزين الطاقة وشحنها. يقوم الجهاز أولاً بتخزين الطاقة الكهربائية داخليًا، ثم يقوم بتجديد طاقة السيارة الكهربائية في الموقع عبر مخرج التيار المستمر. يمكنه أيضًا تشغيل بعض الأحمال الهندسية وأحمال الطوارئ عبر مخرج التيار المتردد.
س3: هل من الضروري شحن السيارة بنسبة 100% أثناء خدمة المساعدة على الطريق؟
ج3: عادة لا. الهدف الرئيسي من المساعدة على الطريق هو إيصال السيارة إلى أقرب محطة شحن ثابتة أو منطقة خدمة أو قاعدة أسطول. إن تجديد الطاقة اللازمة للنقل الآمن فقط يمكن أن يؤدي إلى تقليل الوقت في الموقع وزيادة عبء العمل اليومي.
س 4: هل يعني الحد الأقصى 420 كيلو واط أنه يمكن شحن السيارة بقدرة 420 كيلو واط بشكل مستمر؟
ج4: لا.420 كيلو واط هي القدرة القصوى لإخراج التيار المستمر لجهاز Door Energy. يتم تحديد الطاقة الفعلية من خلال سعة شحن السيارة، وSOC، ودرجة حرارة البطارية، والواجهة، والكابلات، ونظام إدارة المباني، وعادةً لا يمكن الحفاظ على الطاقة القصوى طوال عملية الشحن بأكملها.
س 5: لماذا لا يمكن أن تكون القدرة المقدرة للمعدات مساوية مباشرة لقوة الإنقاذ؟
ج5: يحتاج الجهاز إلى الحفاظ على نافذة SOC آمنة، وهناك أيضًا مشكلات في استهلاك الطاقة تتعلق بتحويل التيار المباشر، والتحكم في درجة الحرارة، والاتصالات، وأنظمة التحكم. ولذلك، فإن القدرة المقدرة بـ 100 كيلووات في الساعة لا تعني عادةً أنه يمكن توصيل 100 كيلووات في الساعة بالكامل إلى السيارة.
س6: كيف يمكنني الاختيار بين CCS1 وCCS2؟
ج6: يستهدف CCS1 بشكل أساسي سوق أمريكا الشمالية، بينما يتم استخدام CCS2 على نطاق واسع في أوروبا والأسواق الأخرى التي تتبنى هذا المعيار. يجب على شركات المساعدة على الطريق تحديد التكوين استنادًا إلى بلد الخدمة وعدد المركبات المحلية ومعايير الواجهة.
س7: هل يمكن للمعدات إعادة شحن مركبات متعددة في وقت واحد؟
ج7: يعتمد هذا على واجهة الإخراج المحددة وتكوين النظام. حتى مع وجود واجهات متعددة، يجب حساب إجمالي طاقة الخرج والطاقة لكل واجهة وقدرة المعدات المتبقية واستراتيجية توزيع الطاقة بين المركبات المتعددة.
س8: ما مقدار السعة الإضافية المطلوبة في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة؟
ج8: بشكل عام، يوصى بزيادة السعة المخططة بنسبة 15% إلى 35% لدرجات الحرارة المنخفضة؛ قد تكون هناك حاجة إلى سعة أعلى في الظروف شديدة البرودة. ومع ذلك، تختلف قدرات الإدارة الحرارية للمركبات المختلفة بشكل كبير، وتُنصح شركات الإنقاذ بإنشاء عوامل التصحيح الخاصة بها باستخدام بيانات المهمة الشتوية المحلية.
س9: كم من الوقت يستغرق شحن الجهاز بالكامل؟
ج9: مع مطابقة مصدر طاقة الإدخال وتكوين المعدات، يستغرق الشحن من 0% إلى 100% حوالي ساعة واحدة باستخدام محطة شحن التيار المستمر؛ باستخدام صندوق توزيع تيار متردد متوافق، يبلغ الوقت المقدر حوالي ساعتين. يعتمد الوقت الفعلي على السعة، وطاقة الإدخال، ودرجة الحرارة، وSOC.
س10: إلى جانب المساعدة على الطريق بالمركبة الكهربائية، ما هي السيناريوهات الأخرى التي يمكن استخدام المعدات فيها؟
ج10: من خلال التكوين المناسب، يمكن لجهاز الشحن والتخزين Door Energy أيضًا تشغيل الأحمال مثل الحفارات الكهربائية ومضخات المياه والإضاءة عبر مخرج التيار المتردد، وهو مناسب لمواقع البناء والصناعة الخارجية والاستجابة لحالات الطوارئ والمناطق المؤقتة التي لا تحتوي على شبكة كهرباء.
خاتمة
عندما تختار شركات المساعدة على الطريق شاحن سيارة كهربائية متنقل، فإن الحساب الحقيقي الذي يتعين عليهم إجراؤه ليس "ما إذا كان بإمكانه شحن السيارة بالكامل"، ولكن ما إذا كان جهاز تخزين الطاقة يمكنه توفير قوة قيادة آمنة كافية للمركبة المستهدفة خلال الوقت المحدد وإكمال المهمة المتوقعة بشكل مستمر طوال اليوم.
تحدد القدرة عدد عمليات الإنقاذ التي يمكن إكمالها، وتحدد القوة المدة التي تتطلبها كل عملية إنقاذ. بالإضافة إلى ذلك، فإن نافذة SOC المتوفرة وكفاءة خرج التيار المباشر واستهلاك الطاقة الإضافية وإمكانية شحن السيارة وتأثيرات درجات الحرارة المنخفضة وظروف الشحن الخاصة بالجهاز ستغير أيضًا نتيجة الاختيار النهائية.
بالنسبة لإنقاذ سيارات الركاب لمسافات قصيرة، قد تتطلب المهمة الواحدة فقط 10 إلى 20 كيلووات في الساعة؛ بالنسبة للسيارات الكهربائية الكبيرة، أو الطرق النائية، أو سيناريوهات الأحمال العالية، قد يصل الطلب على مهمة واحدة إلى 50 إلى 150 كيلووات في الساعة أو أكثر. ولذلك، يجب على شركات المساعدة على الطريق إنشاء نماذج للسعة بناءً على أنواع المركبات الفعلية، وذروة عبء العمل اليومي، ونوافذ الشحن.
تدعم معدات تخزين الطاقة والشحن المتنقلة المتكاملة من Door Energy ما يصل إلى 420 كيلووات من خرج التيار المستمر ويمكن تهيئتها باستخدام OCPP أو CCS1 أو CCS2. وفي الوقت نفسه، فإن تصميمها المعياري يسهل تحديد موقع الخطأ، واستبدال الوحدة، والصيانة على المدى الطويل. بالنسبة للمشغلين الذين يحتاجون إلى تغطية احتياجات المساعدة على الطريق، والمركبات الكبيرة، واحتياجات الطاقة الصناعية الخارجية، فإن قيمة هذا النوع من المعدات لا تكمن فقط في توفير واجهات الشحن، ولكن الأهم من ذلك، في جلب الطاقة المخزنة بمرونة إلى المناطق التي لا تستطيع فيها شبكة الطاقة الثابتة توفير التغطية في الوقت المناسب.
