ما هي الجوانب التي تشملها تصميم محطات شحن السيارات الكهربائية

كما مصمم في الخطوط الأمامية، أعمل على أعمدة شحن السيارات الكهربائية بشكل يومي. وسط تفاقم التغير المناخي العالمي ونمو الاقتصاد الصيني السريع، ازدهرت الوسائل الخضراء للتنقل مثل الدراجات والسيارات الكهربائية، ومع ذلك أصبحت مشكلة الشحن محور الاهتمام. وقد أدى الشحن الخطر عبر "الأسلاك المتوازية" إلى زيادة الطلب على الأعمدة المهنية. بعد المشاركة في تجديد أعمدة الشحن السكنية لشركة CNPC الأولى للإنشاءات، أشارك تجربتي العملية.

أ. السياق الصناعي
(1) المركبات الكهربائية: التطور التقني

اليوم، تستخدم جميع المركبات الكهربائية من الدراجات الثلاثية والدراجات الكهربائية إلى السيارات الكهربائية أعمدة الشحن بالتيار المتناوب. وقد غيرت التقدمات في تقنية البطاريات - كثافة الطاقة الأعلى من البحث والتطوير، البطاريات الليثيوم أيون والصلبة، الاختراقات في الشحن السريع - بالإضافة إلى تقنيات القيادة الذكية والتواصل بين السيارة والشبكة (التي تمكن القيادة الذاتية والتحكم في السرعة والمراقبة عن بُعد وغيرها) المركبات الكهربائية بشكل كبير.

(2) أعمدة الشحن: سوق مزدهر

تم تقسيم أعمدة الشحن إلى التيارات المتناوبة والمباشرة (وهي الأكثر شيوعًا)، وقد انفجر سوق أعمدة الشحن في الصين ليصل إلى 10.804 مليون وحدة بحلول يوليو 2024. يتم نشرها بشكل مركزي (للحظائر الكبيرة والنقل) أو بشكل موزع (للحظائر الصغيرة والمجتمعات). أنا أركز على الأعمدة ذات الطاقة المنخفضة الموزعة والتي تزود الطاقة للشاحن على متن السيارة (المحول إلى تيار مباشر).

ب. تصميم أعمدة الشحن: من المعايير إلى البناء المخصص
(1) المتطلبات العامة: السلامة والأداء والتركيب

يجب أن يأخذ التخطيط في الاعتبار البنية التحتية للطاقة والحريق والفيضانات. قم بتحديد مواقع الأعمدة بحيث يكون الوصول إلى الطاقة سهلًا وبعيدًا عن المخاطر وفي المناطق ذات الغبار المنخفض وغير المؤكسدة (أو في الجانب العليل إذا كان ضروريًا). تجنب الاهتزازات وتأكد من الوصول المروري، وحافظ على مسافة آمنة ≥40 سم من الهياكل للصيانة.

وظيفيًا، تتبع الواجهات معايير موحدة للتوافق العام. تحتاج إلى خيارات متعددة للطاقة، وكفاءة تحويل عالية، ومكافحة التداخل، والمراقبة عن بُعد، وتشخيص الأعطال (مع التنبيهات/تحميل المعلومات)، وأيضًا طرق دفع متنوعة (وي تشات/علي باي/بطاقات).

التركيب: تحتاج الأعمدة الأرضية إلى أساس بارتفاع 0.2 متر (≥0.05 متر أكبر من العمود) للمناطق بدون مظلات. الأعمدة الجدارية تعلق عموديًا على الجدران، بارتفاع قابل للتشغيل، يمكن استخدامها مع أو بدون مظلات.

(2) أعمدة الدراجات الكهربائية: مشروع شركة CNPC الأولى للإنشاءات

قبل التجديد، كان الشحن عبر "الأسلاك المتوازية" خطيرًا. صممنا أعمدة للدراجات الكهربائية، وإضافتها عند مداخل الوحدات (للمجتمعات بدون مظلات مثل حديقة تشونغ يو) أو في المظلات (مثل حديقة تشونغ يو هوا).

• توزيع الطاقة: تخدم الدوائر 6-8 أعمدة، باستخدام أسلاك WDZ-BYJ (F) - 0.8/1KV - 3×6 مم² ( محمية بأنبوب فولاذي إلى صناديق التوزيع، متصلة بدائرة احتياطية عليا). التأريض TN-S: الأعمدة الأرضية متصلة بشبكة الطاقة الرئيسية، الأعمدة الجدارية (والمساكن) متأرضة بواسطة فولاذ مسطح مجلفن 40×4. يدعم كل عمود دراجات كهربائية بقوة ≤1200W، مع مآخذ أحادية المرحلة في المظلات. الأسلاك (0.6/1kV النحاس الأساسية) والأسلاك (خالية من الهالوجين وممانعة للحريق) تستخدم قنوات PVC/أنابيب داخل المبنى، الدفن المباشر خارج المبنى (مع أنابيب فولاذية مجلفنة للدخول إلى المبنى، مغلقة لمنع دخول الماء). الأعمدة الأرضية توضع في المساحات المفتوحة عند مداخل الوحدات؛ الأعمدة الجدارية على جدران الوحدات (ارتفاع 0.7-1.1 متر، موحد لكل مجتمع، مسافة 1.2-1.5 متر).

• الاختيار: تحتوي كل مقبس على عداد طاقة ثابت بدقة 2.0% بـ 220V/10A/50Hz (تخزين بيانات فترة استحقاقين، محمي من الفقد والتلاعب). تسجل الأعمدة بداية ونهاية الشحن، الطاقة قبل وبعد (إعادة الضبط إلى الصفر بعد الشحن)، مع مدفوعات ببطاقة/رمز الاستجابة السريعة وحماية IP54+ (حماية الحمل/التقاطع القصير/تسرب التيار).

(3) أعمدة سيارات الكهربائية: تجديد موقف السيارات

تم إضافة أعمدة التيار المتناوب الموزعة (واحد لكل مكان سيارة) للإدارة السهلة، وتوضع في مواقع مريحة.

• توزيع الطاقة: تستخدم أعمدة 6.8kW/220V قواطع دوائر (حماية ضد التقاطع القصير والجهد الزائد، لا تستخدم قواطع دوائر مشتركة). تضمن الأسلاك/الأسلاك عالية الجودة التوافق مع الجهد. نظام تأريض كامل (مع التوصيلات المتساوية للجهد) يضمن السلامة.

• الواجهة: متوافقة مع المعايير، مقاومة للغبار والماء، مناسبة لجميع المركبات الكهربائية.

• دارة التحكم: تحكم دقيق في التيار والجهد (دون تلف، تبديل وضع ذكي، حماية ضد الشحن الزائد والتداخل).

• القياس/الفوترة: قياس دقيق، فوترة مرنة (تكيف مع الاحتياجات/الوقت)، مع إدارة البيانات للمستخدمين/المشغلين.

ج. حساب الحمل: مهم للتخطيط

بالنسبة للأعمدة الموزعة بالتيار المتناوب، حدد مواصفات الأعمدة، واحسب عبر المعادلات (1)/(2)، واستخدم معاملات الطلب في الجدول 1. هذا يضمن تصميم توزيع طاقة منطقي.

في المعادلات (1) و (2)، S_js يمثل السعة الحسابية للمعدات الشاحنة (بـ kVA)؛ P₁، P₂، و P₃ تمثل الطاقة الإجمالية المقدرة لأنواع مختلفة من معدات الشحن. عادةً ما يتم تقسيم الحمل وتبويبه وفقًا لأعمدة الشحن التيار المتناوب الأحادي المرحلة، وأعمدة الشحن التيار المتناوب ثلاثي المرحلة، والشواحن الخارجية وما إلى ذلك (بـ kW)؛ P₁، P₂، و P₃ تمثل كفاءة العمل لأنواع مختلفة من معدات الشحن، عادةً ما تكون 0.95؛ cosφ₁، cosφ₂، و cosφ₂ هي عوامل الطاقة لأنواع مختلفة من معدات الشحن، عادةً ما تكون أكبر من 0.9؛ Kt هو معامل التزامن، عادةً ما يكون 0.8-0.9؛ K هو معامل الطلب، كما هو موضح في الجدول 1.

الخاتمة

مع ارتفاع الوعي البيئي العام وتقدم تقنية المركبات الكهربائية، ستدخل المركبات الكهربائية، ذات المدى الأطول والتكلفة الأقل والفعالية الاقتصادية الأفضل، ملايين المنازل. أعمدة الشحن، وهي البنية التحتية الأساسية للمركبات الكهربائية، تجد قبولًا متزايدًا. ومن خلال التعاون بين الحكومة والشركات، فإن بناء أعمدة شحن ضخمة في الحظائر العامة والخاصة والمرائب والمجتمعات والمواقف أمر لا مفر منه. لذلك، فإن التصميم الموحد والاستخدام والإدارة العلمية لأعمدة الشحن أمر ضروري. يستعرض هذا المقال، باستخدام مشاريع حقيقية، التصميم الكهربائي لأعمدة شحن المركبات غير المحركة والمحركة، ويقدم مراجعًا للمشاريع المستقبلية المشابهة.