يُعدّ قلق المدى أكبر عقبة تُعيق ازدهار سوق السيارات الكهربائية، ويُعزى التحليل الدقيق لقلق المدى إلى "قصر مدة التحمل" و"بطء الشحن". في الوقت الحالي، بالإضافة إلى عمر البطارية، من الصعب تحقيق تقدم كبير، لذا تُركّز شركات السيارات المختلفة حاليًا على "الشحن السريع" و"الشحن الفائق". لذا،جهد عالي 800 فولتظهرت المنصة إلى الوجود.
بالنسبة للمستهلكين العاديين، تُعتبر منصة الجهد العالي 800 فولت التي تُروّج لها شركات السيارات مجرد مصطلح تقني، ولكن كتقنية مهمة في المستقبل، فهي مرتبطة أيضًا بتجربة المستهلك في السيارة، ويجب أن يكون لدينا فهم عام لهذه التقنية الجديدة. لذلك، ستُجري هذه الورقة تحليلًا مُعمّقًا لمنصة الضغط العالي 800 فولت من جوانب مختلفة، مثل المبدأ، والطلب، والتطوير، والتطبيق.
لماذا تحتاج إلى منصة 800 فولت؟
خلال العامين الماضيين، ومع الزيادة التدريجية في عدد المركبات الكهربائية، ارتفع عدد محطات الشحن بالتزامن مع ذلك، إلا أن نسبة المحطات لم تنخفض. وبحلول نهاية عام 2020، ستبلغ نسبة السيارات إلى المحطات 2.9:1 (عدد المركبات 4.92 مليون مركبة، وعدد محطات الشحن 1.681 مليون). وفي عام 2021، ستبلغ نسبة السيارات إلى المحطات 3:1، وهي نسبة ستزداد دون انخفاض. ونتيجة لذلك، سيتجاوز وقت الانتظار وقت الشحن.
ثم في حالة عدم قدرة عدد أكوام الشحن على مواكبة الطلب، من أجل تقليل وقت احتلال أكوام الشحن، فإن تقنية الشحن السريع ضرورية للغاية.
يمكن فهم زيادة سرعة الشحن ببساطة على أنها زيادة في طاقة الشحن، أي أن P = U·I في P (P: طاقة الشحن، U: جهد الشحن، I: تيار الشحن). لذلك، لزيادة طاقة الشحن، يجب الحفاظ على أحد الجهد أو التيار دون تغيير، لأن زيادة الجهد أو التيار تُحسّن من طاقة الشحن. يهدف طرح منصة الجهد العالي إلى تحسين كفاءة شحن السيارة وتحقيق إعادة شحن سريعة.
منصة 800 فولتيُعد الشحن السريع الخيار السائد للسيارات الكهربائية. بالنسبة لبطاريات الطاقة، يهدف الشحن السريع أساسًا إلى زيادة تيار شحن الخلية، والمعروف أيضًا بنسبة الشحن. حاليًا، تخطط العديد من شركات السيارات لمدى قيادة يصل إلى 1000 كيلومتر، ولكن تقنية البطاريات الحالية، حتى مع تطويرها لبطاريات الحالة الصلبة، تتطلب أيضًا حزمة بطارية طاقة تزيد عن 100 كيلوواط/ساعة، مما سيؤدي إلى زيادة عدد الخلايا. مع استمرار استخدام منصة 400 فولت الشائعة، سيزداد عدد الخلايا المتوازية، مما يؤدي إلى زيادة تيار الناقل. هذا يُمثل تحديًا كبيرًا لمواصفات الأسلاك النحاسية وأنبوب التسخين.
لذلك، من الضروري تغيير بنية خلايا البطارية المتصلة بالتسلسل والمتوازية في حزمة البطارية، وتقليلها وزيادة تسلسلها، لزيادة تيار الشحن مع الحفاظ على تيار المنصة ضمن نطاق مستوى معقول. ومع ذلك، مع زيادة عدد السلاسل، سيرتفع جهد طرف حزمة البطارية. الجهد المطلوب لحزمة بطارية 100 كيلوواط/ساعة لتحقيق الشحن السريع 4C هو حوالي 800 فولت. وللتوافق مع وظيفة الشحن السريع في جميع مستويات الطرازات، يُعدّ هيكل 800 فولت الكهربائي الخيار الأمثل.
وقت النشر: ١٨ سبتمبر ٢٠٢٣