تعمل السيارات الكهربائية على زيادة حصتها في السوق بشكل مطرد على حساب محرك الاحتراق الداخلي السيارات. ويتغذى النمو من خلال عدة عوامل. ولعل الأهم من ذلك هو أن أسعار السيارات الكهربائية بدأت في الانخفاض مع اشتداد المنافسة في هذه الصناعة. ويظهر لاعبون ونماذج جديدة، مما دفع العديد من صانعي السيارات الكهربائية إلى خفض أسعارهم. وفي الوقت نفسه، أوضحت الحكومات في جميع أنحاء العالم أنها تنظر إلى كهربة وسائل النقل كوسيلة حاسمة للحد من انبعاثات الكربون وتواصل تنفيذ لوائح جديدة للحد من استهلاك الوقود الأحفوري. بالإضافة إلى ذلك، تم اعتماد مجموعة واسعة من حزم التحفيز المالي، التي تستهدف الاستثمارات في البنية التحتية للشحن والجوانب الأخرى للتنقل الكهربائي لزيادة حصة السيارات الكهربائية على الطريق. بيرج انسايت.

لقد نما سوق شحن السيارات الكهربائية بشكل كبير خلال السنوات القليلة الماضية، على الرغم من الرياح الاقتصادية المعاكسة الأخيرة والتحديات المرتبطة بسلسلة التوريد. وبلغ إجمالي قاعدة نقاط الشحن المثبتة في أوروبا نحو 7.1 مليون نقطة شحن عام 2022، منها نحو 0.5 مليون نقطة شحن عامة و6.6 مليون نقطة شحن خاصة. تشمل نقاط الشحن الخاصة جميع نقاط الشحن المخصصة، باستثناء أجهزة الشحن العامة المحددة من قبل المرصد الأوروبي للوقود البديل (EAFO). نقاط الشحن الخاصة يمكن أن تكون نقاط شحن منزلية ونقاط شحن في مكان العمل ونقاط شحن أخرى غير متاحة أو متاحة جزئيًا للجمهور وفقًا لتعريف EAFO.

دور السيارات الكهربائية في حلول التنقل المستقبلية

يتكون السوق اليوم بشكل أساسي من ثلاثة أنواع من المركبات الكهربائية – السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية (BEVs)، والمركبات الكهربائية الهجينة (PHEVs) والمركبات الكهربائية الهجينة (HEVs). يمكن شحن البطاريات في السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية والمركبات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEV) باستخدام مصادر طاقة خارجية مثل المنافذ المنزلية أو محطات شحن السيارات الكهربائية المخصصة، بينما يتم شحن بطاريات السيارات الكهربائية الهجينة من خلال تشغيل السيارة. تعتبر محطات الشحن ضرورية لدعم أسطول السيارات الكهربائية الذي يتوسع بسرعة، مما يجعل الأسواق المعنية مترابطة بشكل كبير. إن اعتماد كلا الأمرين يحتاج إلى مواكبة لتقليل القلق بشأن النطاق وضمان تجربة قيادة سلسة.

نمت مبيعات السيارات الكهربائية الجديدة بسرعة في الأسواق الأوروبية لعدة سنوات. وفي عام 2022، زادت تسجيلات السيارات الكهربائية الجديدة في منطقة الاتحاد الأوروبي ورابطة التجارة الحرة الأوروبية والمملكة المتحدة بنسبة 30% لتصل إلى 1.6 مليون مركبة. علاوة على ذلك، تم تسجيل 920,000 ألف سيارة PHEV جديدة في عام 2022. واستمر هذا الاتجاه طوال النصف الأول من عام 2023 أيضًا، مع نمو المبيعات المجمعة للسيارات الكهربائية والمركبات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEV) بنسبة 28٪ مقارنة بالنصف الأول من عام 1.

النظام البيئي لشحن السيارات الكهربائية

يستضيف سوق شحن المركبات الكهربائية مجموعة متنوعة من أنواع اللاعبين المختلفة. العديد من موفري الأجهزة هم مصنعون متخصصون لمحطات شحن المركبات الكهربائية يركزون بشكل أو بآخر بشكل حصري على هذه المنتجات، حتى أن بعضهم يركز فقط على محطات الشحن التي تعمل بالتيار المتردد أو التيار المستمر. بالإضافة إلى الشركات المصنعة للمركبات الكهربائية وشواحن المركبات الكهربائية، يضم السوق لاعبين يقدمون حلول إدارة محطات الشحن وتشغيل محطات الشحن وخدمات التنقل الكهربائي. ويختلف نطاق الأعمال، حيث تقدم بعض الشركات حلولاً شاملة بما في ذلك الأجهزة والبرامج والخدمات، بينما تتخصص شركات أخرى في جزء معين من سلسلة القيمة.

فئتا الخدمة الرئيسيتان في صناعة شحن السيارات الكهربائية هما مشغلو نقاط الشحن (CPOs) ومقدمو خدمات التنقل الإلكتروني (eMSPs). يقوم مشغل نقطة الشحن (CPO) بإدارة شبكة واحدة أو عدة شبكات من محطات الشحن. لا يمتلك المشغل بالضرورة محطات الشحن ولكنه مسؤول عن صيانة وخدمة وإدارة محطات الشحن في الشبكة. على سبيل المثال، يمكن لتعاونية الإسكان تركيب محطات شحن والتعاقد مع CPO ليكون مسؤولاً عن الحفاظ على عمل أجهزة الشحن وتوزيع تكلفة الشحن بين مستخدمي محطات الشحن.

يعمل مقدمو خدمات التنقل الإلكتروني (eMSPs) بشكل رئيسي في قطاع الشحن العام ويتيحون لسائقي المركبات الكهربائية إمكانية الوصول إلى محطات الشحن في أماكنهم الشبكات المتصلة. ويتم تحقيق ذلك من خلال توفير وسائل المصادقة في محطات الشحن مثل حسابات العملاء وبطاقات أو علامات RFID وتطبيقات الشحن. في معظم الحالات، يعمل CPOs أيضًا كـ eMSPs ولكن هناك أمثلة لشركات تعمل فقط كـ CPO أو eMSP.

أساسيات شحن السيارات الكهربائية

يتم قياس معدل شحن السيارة الكهربائية بالكيلوواط (كيلوواط)، ويتم قياس قدرة بطارية السيارة الكهربائية على تخزين الطاقة بالكيلوواط/ساعة (كيلوواط/ساعة). هناك نوعان رئيسيان من شواحن السيارات الكهربائية – شواحن التيار المتردد وشواحن التيار المستمر – يتم تسميتها وفقًا لنوع التيار الكهربائي الذي يزودون به السيارة. في أوروبا، يُقال غالبًا أن الشاحن القادر على شحن أكثر من مركبة في وقت واحد يحتوي على نقاط شحن متعددة.

تعد أجهزة شحن التيار المتردد أبسط وتقوم بتغذية السيارة الكهربائية بطاقة التيار المتردد من الشبكة دون إجراء تحويلات كبيرة. يقوم شاحن موجود في السيارة بتحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة تيار مستمر يمكن تخزينها في البطارية. في هذه الحالة، عادةً ما يكون الشاحن الموجود على اللوحة هو العامل المحدد عندما يتعلق الأمر بالمعدل الذي يمكن به شحن البطارية.

تكون شواحن التيار المستمر بشكل عام أكبر حجمًا وأكثر تعقيدًا لأنها تقوم بتحويل طاقة التيار المتردد من الشبكة إلى طاقة تيار مباشر مباشرة، مما يتيح لعملية الشحن تجاوز الشاحن الموجود على متن السيارة وتغذية البطارية بالكهرباء مباشرة. في هذه الحالة، إما أن هيكل البطارية أو شاحن التيار المستمر هو الذي يحد من المعدل الذي يمكن به شحن البطارية.

تحسين الطاقة

يتم استخدام برنامج إدارة محطة الشحن لتحسين كفاءة الشحن وتجربة المستخدم. في الإعدادات الخاصة، يتيح برنامج الإدارة للسائقين التخطيط لجلسات الشحن وتسجيل استهلاك الطاقة وتتبع التكاليف. توفر الحلول أيضًا تنبيهات للتحذير في حالة حدوث أعطال بالإضافة إلى وظيفة مشاركة محطات الشحن وتحديد التكلفة للمستخدم المناسب.

جانب آخر مهم لإدارة محطة الشحن هو إدارة الطاقة. تسمح حلول إدارة الطاقة بمراقبة وإدارة استهلاك الشاحن الكهربائي وتكييفه مع قيود اتصال الشبكة المحلية. يمكن لميزات إدارة الحمل توزيع حمل الشحن بين نقاط الشحن وبقية الشبكة المحلية لتقليل مخاطر التحميل الزائد على الصمامات وانقطاع التيار الكهربائي.

تعمل حلول الاستجابة للطلب على ضبط استهلاك الطاقة من أجهزة الشحن للحد من إجهاد شبكة الطاقة. على سبيل المثال، يمكن جدولة الشحن ليتم تنفيذه خارج ساعات الذروة للشبكة عندما تكون الأسعار أقل. يمكن لأدوات إدارة الطاقة الحديثة أيضًا أن تأخذ في الاعتبار المساهمات من حلول توليد الطاقة وتخزينها محليًا، مثل البطاريات أو المركبات الكهربائية القادرة على الشحن ثنائي الاتجاه. أصبحت حالة الشحن الذكي ووظائف موازنة التحميل أقوى في ضوء تكاليف الطاقة المتزايدة.

تضمن تحديثات البرامج الثابتة الآمنة الأداء الأمثل

يؤكد الطلب على ميزات محطات الشحن الذكية والمريحة على ضرورة قيام الشركات المصنعة بتجهيز منتجاتها للمستقبل لضمان الأداء الأمثل. أحد العناصر الحاسمة في جهود الحماية المستقبلية هو تنفيذ تحديثات البرامج الثابتة الآمنة. يمكن أن تضمن تحديثات البرامج الثابتة توافق أجهزة الشحن مع موديلات السيارات الكهربائية الجديدة، بالإضافة إلى زيادة موثوقية أجهزة الشحن عن طريق تقليل وقت التوقف عن العمل. كما هو الحال مع أي جهاز متصل، تكون محطات الشحن عرضة لمخاطر الأمن السيبراني. يمكن للمصنعين معالجة نقاط الضعف في برنامج محطة الشحن من خلال تحديثات البرامج الثابتة والتأكد من بقائها آمنة ضد التهديدات المحتملة.

يوفر الاتصال الخلوي المرونة والاستقلالية

تتميز شواحن السيارات الكهربائية عادةً بنوع من الاتصال، مثل الشبكة الخلوية، واي فاي أو الاتصال الثابت. في بيئة خاصة، يوفر الاتصال الخلوي فوائد مميزة للخيارات الأخرى. إذا كان CPO مسؤولاً عن محطة الشحن، فإن توصيلها بالاتصال الخلوي يزيل القيود والشكوك المحتملة المتعلقة باستخدام شبكة خارجية. قد تكون تغطية شبكة Wi-Fi محدودة أو يمكن تعطيلها بسهولة في موقع التثبيت وقد تؤدي الاتصالات السلكية إلى تكبد تكاليف إضافية. قد لا يمنح العملاء أيضًا الأولوية لتحسين تغطية Wi-Fi نظرًا لأن عددًا قليلاً من الأجهزة الأخرى تحتاج إلى اتصال حيث يتم تثبيت شواحن السيارات الكهربائية. يتيح الاتصال الخلوي إمكانية تركيب أجهزة الشحن في الأماكن التي تكون فيها أكثر فائدة للسائق، وليس في الأماكن التي يتوفر فيها الاتصال. بالإضافة إلى ذلك، فهو يوفر اتصالاً أكثر موثوقية واستقلالية بالشاحن، مما يساعد على تحسين مستوى الخدمة.

سيستفيد شحن السيارة الكهربائية من توطين شريحة eSIM الإلكترونية

يعد الاتصال الخلوي عامل تمكين أساسيًا لإدارة محطة الشحن عن بعد، والتي يجب تحسينها بشكل أكبر من أجل التغطية والأداء والأمان لتتناسب مع متطلبات النشر. يمكن للتجوال التقليدي أن يلبي متطلبات التطبيقات ذات أحجام البيانات المنخفضة إلى المتوسطة ولكنه قد يفتقر إلى دعم الاتصال عبر شبكات متعددة في أي بلد معين. يعد الحصول على مصادر محلية لبطاقات SIM من مشغلي الهاتف المحمول المحليين أمرًا ممكنًا دائمًا، ولكن النموذج يصبح معقدًا بشكل متزايد عند التوسع في عدد متزايد من البلدان.

تعالج بطاقات eSIM أوجه القصور في حلول الاتصال الخلوي التقليدية من خلال تمكين الإدارة عبر الهواء لملفات تعريف المشغل المتعددة دون الحاجة إلى استبدال بطاقة SIM الفعلية نفسها. ومع انتقال اختيار المشغل وتخصيصه إلى مرحلة ما بعد[1]النشر، يمكن للمصنعين شراء مجموعات كبيرة من شرائح eSIM وتثبيتها في أجهزة الشحن الخاصة بهم دون تحديد المشغلين الذين سيستخدمون. باستخدام تقنية eSIM، يمكن لأجهزة الشحن مسح الشبكات تلقائيًا وتنزيل ملف تعريف المشغل الأكثر ملاءمة في موقع التثبيت عند تشغيله. وبالتالي، يمكن لتقنية eSIM تبسيط عمليات التصنيع والتركيب، ولكنها أيضًا تحمي الجهاز في المستقبل من التغييرات في تغطية الشبكة.

يوفر استخدام موفر اتصال خلوي واحد العديد من الفوائد التي تعمل على تبسيط العمليات وتقليل التعقيد. يعمل النظام الأساسي الموحد لإدارة الاتصال على التحكم المركزي في الأجهزة والخدمات، مما يسهل مراقبة الشبكة وإدارتها واستكشاف أخطائها وإصلاحها، ويوفر نقطة تكامل واحدة. مع مزود واحد، يكون من الأسهل أيضًا التأكد من التزام جميع الأجهزة بنفس بروتوكولات الأمان والمتطلبات التنظيمية، مما يقلل من مخاطر الانتهاكات التي يمكن أن تحدث بسبب عدم الاتساق تدابير أمنية

تعمل إمكانية التشغيل البيني على تقوية سلسلة قيمة شحن السيارات الكهربائية

يخلق تجزئة سوق شحن السيارات الكهربائية تحديات كبيرة تتعلق بقابلية التشغيل البيني بين مختلف المنتجات والحلول. من الوسائل المهمة للتخفيف من المشكلات الناشئة في سوق شحن المركبات الكهربائية المتنوعة هو بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP)، الذي يمنح الأجهزة من بائعين مختلفين لغة مشتركة للتواصل مع برامج إدارة محطات الشحن. وهذا يسمح للشركات بالتخصص في قطاعها من سلسلة القيمة، مثل شحن الأجهزة أو البرامج أو الخدمات. يفتح OCPP أيضًا السوق للاعبين مثل CPOs ويمكّنهم من استخدام الأجهزة التي تناسب مواقع التثبيت المختلفة وبرامج الإدارة التي تناسب عملياتهم. بالإضافة إلى ذلك، يعمل بروتوكول الاتصالات القياسي على تقليل الانغلاق التكنولوجي ويقلل من مخاطر اختيار موردين جدد لم يتم اختبارهم.

مستقبل شحن المركبات الكهربائية وأنظمة إدارة الطاقة المنزلية

من المرجح أن تستخدم أنظمة إدارة الطاقة المنزلية المستقبلية البطارية في السيارات الكهربائية كنسخة احتياطية إضافية أو حتى لاستبدال البطاريات المنزلية. "من السيارة إلى الشبكة (V2G) أو من السيارة إلى المنزل (V2H) هي أنظمة يمكن للمركبة من خلالها إرسال الطاقة من البطارية. يتطلب ذلك شاحن EV يتميز بشحن ثنائي الاتجاه. وقد يتطلب الأمر أيضًا ترقية النظام الكهربائي بالمنزل لتمكين الانفصال عن الشبكة. بدأ تقديم وظيفة الشحن ثنائي الاتجاه في أجهزة الشحن الجديدة. تحتوي السيارة الكهربائية النموذجية على بطارية تبلغ سعتها حوالي 67 كيلووات في الساعة. قد تحتوي نماذج السيارات الكهربائية المتطورة على بطاريات تزيد سعتها عن 100 كيلووات في الساعة. وبالمقارنة، فإن أنظمة تخزين البطاريات للتطبيقات السكنية عادة ما تكون بسعة 5-15 كيلووات في الساعة. نظرًا لحجمها، يمكن لبطارية السيارة الكهربائية تشغيل المنزل لعدة أيام في حالة انقطاع التيار الكهربائي، في حين أن بطارية المنزل النموذجية ستستمر لمدة يوم واحد فقط.

علق على هذا المقال عبر X: IoTNow_

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.iot-now.com/2024/03/28/143572-enhance-ev-charging-performance-with-cellular-connectivity/