يوصل السائق سيارته بشاحن 150 كيلوواط، فيرى 140 كيلوواط على الشاشة، وبعد عشرين دقيقة يجد أن السيارة تشحن بقدرة 40 كيلوواط فقط. لا يوجد عطل، فهذا هو منحنى الشحن: الطريقة التي تتغير بها قدرة الشحن طوال الجلسة كلما امتلأت البطارية وسخنت وحمت نفسها.
يساعد فهم المنحنى السائقين على تخطيط توقفاتهم، ويساعد المشغلين على وضع توقعات واقعية وتصميم الأسعار واختيار الأجهزة.
- تكون قدرة الشحن المستمر في أعلاها عند نسبة شحن منخفضة، وتنخفض كلما امتلأت البطارية، خاصة فوق نحو 70–80%.
- للحرارة أثر كبير، فالبطاريات الباردة أو الساخنة جدًا تقبل قدرة أقل.
- القدرة القصوى رقم تسويقي، والأهم هو متوسط القدرة في جلسة من 10% إلى 80%.
- يؤثر المنحنى لدى المشغلين في عدد السيارات المخدومة ووقت الانتظار وتقاسم القدرة وعدالة التسعير.
ما منحنى الشحن؟
يعرض منحنى الشحن قدرة الشحن (كيلوواط) مقابل نسبة شحن البطارية (%) أو الزمن. ولكل طراز منحناه الخاص الذي تحدده كيمياء الخلايا وتصميمها ونظام التبريد وبرمجيات المصنّع، لذلك قد تتصرف سيارتان على الشاحن نفسه بقدرة 150 كيلوواط بشكل مختلف تمامًا.
لماذا تنخفض القدرة كلما امتلأت البطارية؟
تُشحن بطاريات الليثيوم أيون عادة على مرحلتين رئيسيتين:
- التيار الثابت (CC): يدفع الشاحن تيارًا عاليًا بينما يرتفع جهد البطارية، فتكون القدرة عالية وثابتة تقريبًا أو متزايدة.
- الجهد الثابت (CV): عندما تقترب الخلايا من جهدها الأقصى يجب خفض التيار لتجنب الشحن الزائد، فتنخفض القدرة تدريجيًا حتى تمتلئ البطارية.
تستخدم السيارات الحديثة استراتيجيات أكثر تعقيدًا ومتدرجة، لكن المبدأ واحد: كلما امتلأت البطارية قلّ التيار الذي تستطيع قبوله بأمان، ولهذا قد تستغرق آخر 20% ما تستغرقه أول 60%.
العوامل التي تشكّل المنحنى
| العامل | الأثر |
|---|---|
| نسبة الشحن | أعلى قدرة عند الشحن المنخفض، وانخفاض فوق نحو 70–80% |
| حرارة البطارية | تُقيَّد البطاريات الباردة، وتُخفَّض قدرة الساخنة جدًا لحمايتها |
| التكييف المسبق | تدفئة البطارية قبل الوصول إلى الشاحن السريع ترفع القدرة |
| معمارية البطارية | أنظمة 800 فولت تحافظ على قدرة عالية بتيار أقل |
| عمر البطارية وحالتها | قد تُقيَّد البطاريات الأقدم بشكل أكثر تحفظًا |
| حدود الشاحن | التيار الأقصى أو تقاسم القدرة أو إدارة أحمال الموقع تقطع المنحنى |
القدرة القصوى مقابل القدرة المتوسطة
كثيرًا ما يعلن المصنعون القدرة القصوى للشحن، لكن الرقم الأكثر فائدة للسائقين والمشغلين هو متوسط القدرة في جلسة نموذجية من 10% إلى 80%. فالسيارة ذات الذروة العالية التي تنخفض بسرعة قد تشحن إجمالًا أبطأ من سيارة ذات منحنى أقل لكنه أكثر استواءً. ويعرض دليلنا كم يستغرق شحن السيارة الكهربائية أزمنة الجلسات المعتادة.
شحن AC: منحنى أكثر استواءً
في شحن AC يحدّ الشاحن المدمج القدرة، عادة عند 7.4 أو 11 كيلوواط، وهي أقل بكثير مما تستطيع البطارية قبوله، لذلك يبقى المنحنى مستويًا معظم الجلسة ولا ينخفض إلا قرب 100%. وهذا أحد أسباب كون شحن AC لطيفًا على البطارية ومناسبًا لفترات التوقف الطويلة.
ماذا يعني المنحنى للمشغلين؟
عدد السيارات المخدومة
السائقون الذين يشحنون حتى 100% على الشاحن السريع يشغلونه طويلًا بقدرة منخفضة، وتشجيع الجلسات التي تنتهي عند نحو 80% عبر المعلومات أو إشعارات التطبيق أو التسعير يزيد عدد السائقين الذين يخدمهم الشاحن.
رسوم الانتظار
لأن نهاية الجلسة تجري بقدرة منخفضة، من المهم التمييز بين الشحن البطيء والاحتلال دون شحن. ورسوم الانتظار العادلة لا تبدأ إلا عند انتهاء الشحن فعليًا، لا بمجرد انخفاض القدرة.
تقاسم القدرة
تتقاسم شواحن DC كثيرة ذات المخرجين القدرة بينهما، فعندما تنخفض قدرة سيارة تحصل الأخرى على المزيد. والمنحنى هو ما يجعل هذا التقاسم فعالًا، إذ نادرًا ما تحتاج سيارتان إلى القدرة القصوى في الوقت نفسه.
عدالة التسعير
التسعير لكل كيلوواط ساعة يحتسب كل كيلوواط ساعة بالسعر نفسه مهما كانت سرعة وصولها، فهو عادل للسيارات التي تشحن ببطء، بينما يعاقب التسعير الزمني أثناء الشحن السيارات ذات المنحنيات المنخفضة. ولهذا يُفضَّل التسعير بالكيلوواط ساعة، وهو إلزامي في الاتحاد الأوروبي للشحن الفوري بقدرة 50 كيلوواط فأكثر.
رؤية المنحنى في بياناتك
ترسل شواحن OCPP القدرة والطاقة وغالبًا نسبة الشحن على فترات منتظمة عبر MeterValues. ورسم القدرة مقابل نسبة الشحن لكل جلسة يكشف منحنى كل سيارة، ومقارنة الجلسات تُظهر الشواحن التي تقدم أقل من المتوقع. يشرح دليلنا إلى OCPP MeterValues القياسات الواجب إعدادها، ويوضح مقالنا عن الفرق بين kW وkWh الوحدات.
الأسئلة الشائعة
لماذا لا تصل سيارتي أبدًا إلى القدرة القصوى للشاحن؟
بطارية السيارة وبرمجياتها هي التي تقرر مقدار القدرة المقبولة، فإذا كانت ذروة السيارة أقل من قدرة الشاحن، أو كانت البطارية باردة أو ممتلئة جزئيًا، بقيت القدرة دون الحد الأقصى.
هل الأفضل الشحن حتى 80% على الشاحن السريع؟
لمعظم الرحلات نعم، فالقدرة تنخفض بشدة فوق 80%، والتوقف عندها يوفر الوقت ويحرر الشاحن، لكن إذا كان الشاحن التالي بعيدًا فقد يكون الشحن أكثر منطقيًا.
هل يبطئ الطقس البارد أو الحار الشحن؟
نعم، فالبطاريات الباردة تُقيَّد لحماية الخلايا، والحرارة الشديدة قد تخفض القدرة أيضًا، والتكييف المسبق للبطارية في الطريق إلى الشاحن يحسن السرعة بشكل ملحوظ.
هل منحنى الشحن واحد على كل الشواحن؟
منحنى السيارة يبقى متشابهًا إلى حد كبير، لكن الشواحن الأقل قدرة أو المقيدة بالتيار أو المتقاسمة للقدرة قد تقطعه مبكرًا.
حلّل القدرة والطاقة ونسبة الشحن لكل جلسة من أي شاحن OCPP، واكتشف المواقع ضعيفة الأداء. اكتشف برنامج Üreticy لـ OCPP أو تواصل معنا.