ما هي التقنية التي ابتكرتها "ناسا" من أجل شحن المركبات الكهربائية؟
كيف تعمل تقنية الشحن السريع التي ابتكرتها "ناسا"؟
طورت وكالة "ناسا" تقنية جديدة من أجل القدرة على شحن المركبات التي تعمل بالكهرباء في وقت قياسي يصل إلى خمس دقائق أو أقل، حيث جرى ابتكار هذه التقنية من أجل جميع المركبات الكهربائية في العالم وأيضا المركبات الكهربائية المستخدمة في البعثات إلى الفضاء والقمر والمريخ.
وشرحت وكالة "ناسا" أن عملية الشحن تتم عن طريق آلية "التبريد" وتخفيض الحرارة التي تنتج عن الموصلات الحاملة للتيار الكهربائي، حيث استطاع الباحثون والخبراء عبر تطوير استخدام تقنية (FBCE) أي تجربة غليان التدفق وتكثيفه التي تتبع للوكالة العالمية "ناسا" تقليل الحرارة المنتقلة عبر أسلاك صممها الباحثون في جامعة بوردو بشكل آمن وبنسبة كبيرة، حيث وفرت تلك الأسلاك والكوابل المتخصصة ما يقارب 4.6 أضعاف من التيار المستمد من الشواحن الأسرع للسيارات الكهربائية المتاحة في الأسواق.
إذن، خفض باحثو جامعة بيردو من كمية الحرارة المنتقلة عبر الكوابل وشغلوا وحدة بقوة 1400 أمبير من التيار، بالمقارنة مع التيار الذي يتم توصيله عن طريق أجهزة شحن متقدمة أخرى والذي يصل لحوالي 520 أمبير فقط. بهذه الطريقة أتيح شحن بطاريات السيارات الكهربائية بشكل أسرع وفي وقت لا يتخطى حاجز الخمس دقائق فقط.
التطبيق العملي لتقنية الشحن السريع لناسا
الجدير بالذكر أن "ناسا" كانت قد قررت إنشاء هذا النظام في البداية من أجل محطة الفضاء الدولية، وذلك من أجل المحافظة على حرارة ملائمة في الفضاء، وكان قد جرى تطبيقه ضمن حدود "الجاذبية الصغرى" بغرض اختباره أولا من أجل ضمان فاعليته ونجاحه في حال انتشر استخدامه في المهمات المستقبلية للفضاء.
ومن ثم أدرك الباحثين التابعين لـ"ناسا" أن باستطاعتهم العمل على إدخال التعديلات التقنية على هذه التقنية للتمكن من الاستفادة على نطاق أوسع لتشمل المركبات الكهربائية على الأرض إلى جانب المركبات الفضائية. حيث أنه بسبب الحرارة العالية المنطلقة من عمليات الشحن لبطاريات الليثيوم أيون في المركبات الكهربائية، لا تتمكن أجهزة الشحن من توفير سوى 30 أمبير تقريبا لأجهزة الشحن التي تستخدم في المنازل، وحوالي 350 أمبير في المحطات الخاصة بالشحن السريع، وبسبب ذلك فإن مدة الشحن لبطاريات السيارات الكهربائية تتراوح بين 20 دقيقة وبضع ساعات، وهذا يعتبر وقتا طويلا جدا مقارنة بعملية تعبئة المركبات العادية بالوقود.
ونشرت وكالة "ناسا" عدة تصريحات تتعلق بهذه التقنية المفيدة التي ابتكرها مهندسوها، وأفادت بأن تلك التكنولوجيا ستسهل من امتلاك الناس للسيارات التي تعمل بالكهرباء وستصبح المركبات الكهربائية أكثر انتشارا وفائدة، حيث أنه بتقليل الوقت اللازم لشحن البطاريات لتلك المركبات فقد أُزيلت العقبة الأكبر التي تحول دون انتشار السيارات الكهربائية عالميا.
وقد أشارت وسائل الإعلام والجهات المعنية إلى أن تلك التكنولوجيا الجديدة التي تعتمد تقنية التبريد ستكون موضع ترحيب كبير من قبل العديد من الولايات الأميركية مثل ولاية كاليفورنيا ونيويورك التي ستمنع تداول وبيع السيارات الحديثة التي تستعمل الوقود الأحفوري "البنزين" في غضون 13 سنة تقريبا أي بحلول سنة 2035.
كيف يتم شحن السيارات الكهربائية في الوقت الحالي؟
تصنف طرق شحن السيارات الكهربائية لثلاث مستويات تقسم تبعا لكمية الطاقة المخرجة أي سرعة الشحن التي تتوفر من أجل شحن السيارة. يتميز كل مستوى عن غيره بكونه يتخصص بنوع محدد من التوصيلات التي تصمم للطاقة المرتفعة أو المنخفضة، وأيضا للتيار المباشر أو التيار المتردد.
المستوى الأول
يتم تسميته بالشحن المنزلي. وتعتبر هذه الطريقة هي الرئيسية لشحن السيارة الكهربائية بالإضافة لكونها طريقة اقتصادية حيث لا تتطلب عملية الشحن سوى مصدر كهربائي خاص لشحن السيارة حصريا، فيتم توصيل السيارة بالمصدر الكهربائي في حال توفر وحدة شحن في المنزل سواء في الكراج أو موقف السيارة.
كما يمكن القيام بالشحن المنزلي بواسطة كابل (EVSE) عن طريق قابس منزلي ثلاثي محول قياسي J1722. وتستغرق عملية الشحن من المستوى الأول "الشحن المنزلي" من 8 إلى 12 ساعة في حال جرى وصلها بقابس -120 فولط وتمرير تيار متردد وبسرعة شحن تبلغ 1.4- 3 كيلوواط.
المستوى الثاني
يطلق عليه مصطلح الشحن العام. أي يتوفر شواحن لبطاريات السيارات الكهربائية ضمن المناطق السكنية في حال عدم توافر جميع مستلزمات الشحن المنزلي للسيارة. ويوجد الشحن العام في عدة أماكن مثل مواقف السيارات والأسواق والمراكز التجارية وبعض أماكن العمل.
تحتاج الشواحن العامة من أجل توفير الشحن للسيارات إلى قوابس 240 فولط خاصة بالتيار المتردد، حيث تقوم بشحن السيارة الكهربائية بسرعة 7-22 كيلوواط وتستغرق عملية الشحن وقتا يصل إلى ما يقارب 11 ساعة وتختلف المدة الزمنية تبعا لنوع السيارة وسعة البطارية.
المستوى الثالث
وهو الشحن السريع. يعتبر المستوى الثالث للشحن الطريقة الأفضل والأسرع على الرغم من قلة انتشاره وشيوعه مثل المستويات السابقة. تستطيع الحصول على الشحن السريع في المناطق السكنية التي تضج بالكثافة السكانية. ولكنه بخلاف الشحن العام لا يقبل كل أنواع السيارات الكهربائية، بالإضافة إلى أنه يحتاج لقوابس تيارات متردد أو مباشر لقوة عالية تصل إلى 480 فولت.
تستمر مدة الشحن للسيارات الكهربائية في المستوى الثالث لوقت قصير يتراوح بين 20 دقيقة وساعة واحدة. وذلك إذا جرى وصله بتوصيلة (CCS أو CHAdemo) بسرعة 43-100 كيلوواط.
شحن سيارات تيسلا
تعتبر الطريقة المثلى لشحن بطاريات السيارات الكهربائية من نوع "تيسلا" هي طريقة الشحن المنزلي، حيث يستطيع صاحب السيارة أن يصلها بالشاحن طوال الليل ليستيقظ ويستخدمها من جديد. وتوجد عدة خيارات من أجل الشحن المنزلي لسيارات "تيسلا" ومنها (well connector) وهو الخيار الأفضل والذي يوصى به، حيث يعتبر أفضل وصلات الشحن المنزلي فهو يتيح لصاحب السيارة إبقاء وصلة الشاحن المحمول في السيارة بالإضافة للتحديثات وميزة مشاركة الطاقة.
وتختلف سرعة الشحن بوصلة (well connector) تبعا لنوع السيارة الكهربائية. أما بالنسبة لوصلة الشاحن المحمول، فهو مجاني يأتي مع أغراض السيارة الكهربائية، ويعتبر حلا سريعا وسهلا للأشخاص الذين لا يقودون سياراتهم الكهربائية بشكل مستمر، بالنسبة لسرعة الشحن في شاحن "تيسلا" المحمول، فيحدد الحد الأعلى لطاقة الشحن عن طريق محول التيار.
التعليقات