زيادة الشحن اللاسلكي للمركبات الكهربائية بعد إنشاء فريق العمل
[ad_1]
كما تم الإعلان عنه في بداية شهر سبتمبر، أطلقت شركة Siemens AG وWiTricity Corporation وMAHLE فريق عمل لنقل الطاقة اللاسلكية تحت رعاية CharIN (مبادرة واجهة الشحن eV). الهدف من فريق العمل هو تعزيز الاعتماد العالمي وتوحيد حلول الشحن اللاسلكي للسيارات الكهربائية، وبالتالي تسهيل تجربة الشحن اللاسلكي السلسة. وفي الاجتماع الافتتاحي الذي عقد في مقر شركة سيمنز في ميونيخ، حضر ما يقرب من 150 ممثلاً عن 75 شركة عبر الإنترنت وشخصيًا.
منظمة شارين
CharIN هي منظمة غير ربحية ترحب بالمشاركة من أي شركة، في أي مكان حول العالم، تشارك في الأنشطة المتعلقة بالتنقل الإلكتروني. ومن بين أنشطتها توحيد وتعزيز نظام الشحن المشترك للمركبات الكهربائية. وعلى نطاق أوسع، فإن هدف CharIN هو ضمان قابلية التشغيل البيني والتوافق لحلول الشحن عبر مختلف الشركات المصنعة والمناطق. ومن خلال وضع معايير مشتركة، تهدف CharIN إلى تسهيل الاعتماد على نطاق واسع للمركبات الكهربائية وتمكين تجارب الشحن السلسة لمستخدمي المركبات الكهربائية.
فرقة العمل
توجد حاليًا فجوات في التقييس تمثل عقبات أمام مصنعي المعدات الأصلية للمركبات والنشر الوشيك للشحن اللاسلكي. تهدف فرقة عمل CharIN إلى سد هذه الفجوات بسرعة، مما يضمن التكامل والاستخدام الناجح لتكنولوجيا نقل الطاقة اللاسلكية (WPT) في مشهد التنقل الكهربائي المتطور. ويبين الشكل 1 انطلاقة فريق العمل مع ممثلي المنظمات الأعضاء في المبادرة.
ومن خلال التركيز على نظام شحن ثابت بقدرة 11 كيلووات، ستعمل فرقة العمل بنشاط على تنسيق معايير تكنولوجيا WPT لشحن المركبات. من خلال تحديد إجراءات الاختبار الصارمة ومعايير الاعتماد لقابلية التشغيل البيني، يسعى فريق العمل إلى التأكد من أن حلول الشحن اللاسلكي موثوقة وفعالة ومتوافقة عبر منصات متعددة. وبالإضافة إلى ذلك، ستركز فرقة العمل على تسهيل التعايش بين التكنولوجيات ذات الصلة بتقنية WPT من أجل إنشاء نظام إيكولوجي متماسك لمستقبل شحن السيارات الكهربائية.
تحديات الشحن اللاسلكي EV
اليوم، في مجال الشحن اللاسلكي للمركبات الكهربائية، هناك فجوات محددة في التقييس يهدف فريق العمل إلى معالجتها. ووفقاً لتوماس ويرز، رئيس قسم نقل الطاقة اللاسلكية في شركة سيمنز، فإن الثغرات الرئيسية هي كما يلي:
- لم يتم تعريف نظام تحديد المواقع.
- يحتاج معيار الاتصال ISO15118-20 إلى اتفاق حول كيفية استخدام المعلمات الاختيارية والخاصة بالبائع عبر جميع الموردين لدعم الاتصال القابل للتشغيل البيني بين البنية التحتية وجانب السيارة.
- تم تعريف المغناطيسات ولكنها تترك مجالًا كبيرًا للتفسير. إرشادات التصميم وإرشادات الاختبار مطلوبة لضمان إمكانية التشغيل البيني.
وكما أوضح Wuerz في مقابلة مع Power Electronics News، فقد قررت فرقة العمل التركيز على نظام شحن ثابت بقدرة 11 كيلووات لأنه يتوافق مع الحد الأقصى لمستوى الطاقة المحدد حاليًا في SAE J2954 (Power Class WPT3). الميزة الرئيسية هي أن هذا القدر من الطاقة متوفر في معظم الأسر في معظم البلدان. وبدون الحصول على إذن خاص من مزودي الشبكة، يكون توفر ما يتجاوز 11 كيلوواط محدودًا للغاية.
الشحن اللاسلكي هو نظام معقد يتكون من جزأين: السيارة والبنية التحتية. بالنسبة لنقل الطاقة، فإن الواجهة هي المغناطيسات، وبالنسبة للاتصالات فهي معيار ISO15118-20 عبر شبكة Wi-Fi.
وقال فورتز: “علينا أن نتأكد من أن كلا الجانبين، البنية التحتية والمركبة، يتحدثان نفس اللغة/اللهجة وأن المغناطيسات تنقل الطاقة بأقصى قدر من الكفاءة”.
نظرًا لدرجات الحرية العديدة (جهد البطارية 400 فولت/800 فولت، وحالة شحن البطارية، وحجم وشكل مغناطيسات السيارة، وحجم وشكل مغناطيسات التجميع الأرضي، وإزاحات x/y/z، والإمالة، والانعراج، والاتصال بالشبكة ، جهد التيار المستمر على الجانب الأرضي والمزيد)، فهذه مهمة تحسين متعددة الأبعاد.
وتهدف فرقة العمل إلى توضيح قضايا التعايش المتعلقة بالتكنولوجيات ذات الصلة بتقنية WPT. ويرجع ذلك إلى أن العديد من الأنظمة الموجودة على متن الطائرة وخارجها تعمل بتردد أساسي مماثل، أو أحد التوافقيات الخاصة به. يتم تخصيص نطاقات التردد للأماكن الداخلية والخارجية بشكل متنوع في مناطق عالمية مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يجب ألا تتداخل أجهزة الشحن اللاسلكية سلبًا مع أي من الأنظمة المتاحة (على سبيل المثال، أنظمة التشغيل بدون مفتاح، وأجهزة استشعار صندوق السيارة، ونطاق AM، وما إلى ذلك). ومن خلال الاختبار والتعامل مع الهيئات التنظيمية العالمية، يجب تجنب النزاعات.
وفقًا لـ Wuerz، فإن إحدى النقاط المفتوحة في المعيار هي توفر أماكن شحن مجاورة في مواقف السيارات الأكبر حجمًا. يجب أن تكون كل نقطة شحن لاسلكية قابلة للتحديد، ويجب أن يتم الاقتران بين السيارة ونقطة الشحن لاسلكيًا أيضًا. ويجب على فرقة العمل أيضًا معالجة هذا الموضوع. هناك موضوع آخر يتم اعتماده على نطاق واسع، خاصة في الأماكن العامة، وهو التثبيت المتدفق والمدفن.
وقال فورتز: “على الرغم من أن النظام الموجود على الأرض يعد جيدًا كحل لشاحن منزلي، إلا أننا نحتاج في الأماكن العامة إلى دفن المجموعة الأرضية لتحسين القيادة والتنظيف”.
وفيما يتعلق بتكامل تكنولوجيا الشحن اللاسلكي مع البنية التحتية الحالية للمركبات الكهربائية، تعتقد شركة سيمنز أن ذلك يعتمد على حالة الاستخدام (عامة أو خاصة أو شبه عامة). قد تساعد أجهزة الشحن الهجينة، أو أجهزة الشحن الموصلة مع خيار WPT، على مزيد من الاعتماد والتكامل.
يمكن أن يكون دمج تقنية الشحن اللاسلكي في منصات المركبات الكهربائية المختلفة أمرًا معقدًا ويطرح العديد من التحديات التقنية. ومع ذلك، كما يحدد Wuerz، فإن وجود مصنعي المعدات الأصلية والسيارات من المستوى 1 في فرقة العمل يسمح لفريق العمل بمعالجة جانب النظام بالكامل. في المركبات، تكون المساحة محدودة، وعادةً ما يشغل المحرك الكهربائي أو حاوية البطارية المساحة المفضلة لأجهزة الشحن اللاسلكية الموجودة على متن السيارة. يناقش فريق العمل مع مصنعي المعدات الأصلية التكامل الفعال أو الحلول التقنية البديلة لتقليل الحجم والوزن داخل السيارة مع الحفاظ على إمكانية التشغيل البيني.
وقال فورتز: “هذا جهد مشترك بين المجالات والشركات ولا يمكن معالجته من قبل شركة واحدة وحدها”. “يسمح فريق العمل بمناقشة مثل هذه المواضيع الأساسية بطريقة متوافقة وشفافة، والتي يمكن لجميع الأطراف الاستفادة منها.”
ومن خلال توفير إرشادات التصميم بناءً على عمليات محاكاة متعددة الأبعاد، تخطط فرقة العمل لتضييق مساحة التصميم الضخمة الحالية. ستضمن إرشادات اختبار المطابقة والعينات الذهبية كمرجع أن كل بائع يقع ضمن حدود معينة في تصميمه، وبالتالي ضمان إمكانية التشغيل البيني المطلوبة.
عند الحديث عن تكنولوجيا WPT، تعد السلامة والموثوقية من العوامل الحاسمة. كما يوضح Wuerz، فإن أجهزة الشحن اللاسلكية عبارة عن تركيبات كهربائية يجب أن تتبع القواعد العادية كما هو موضح في المعايير الكهربائية VDE أو UL. يحدد المعيار نظامين للسلامة:
- يجب أن يقوم نظام كشف الأجسام الغريبة باكتشاف الأجسام المعدنية وإيقاف تشغيل النظام لتجنب تسخينها في المجال المغناطيسي بسبب فقد التيار الدوامي.
- يجب أن تكتشف ميزة حماية الكائنات الحية اقتراب الحيوانات أو البشر من المجال المغناطيسي الموجود أسفل السيارة. سيتم تحويل النظام إلى حالة آمنة حتى يترك الجسم الحي المسافة بين المجموعة الأرضية ومجموعة السيارة.
وقال فورتز: “هنا، يعتبر معيار الشاحن اللاسلكي أكثر تقييدًا بكثير من القواعد الخاصة بموقد الحث على سبيل المثال”. “هناك، لا تنطبق تدابير السلامة حتى لو كان لدينا تعرض مغناطيسي مماثل.”
ومع ذلك، فإن حجم المجال المغناطيسي أقل مقارنة بـ MRT. حدود أجهزة الشحن اللاسلكية منخفضة جدًا. حتى أجهزة تنظيم ضربات القلب الأحادية والثنائية تم اختبارها ولم تظهر أي مشكلة على الإطلاق.
وفيما يتعلق بالمستقبل، يعتقد فورتز أن أجهزة الشحن اللاسلكية ليست مريحة فحسب، بل إنها ضرورية للقيادة الذاتية. علاوة على ذلك، في حالة ثنائية الاتجاه، تتيح أجهزة الشحن اللاسلكية الاستفادة بشكل أفضل من الطاقة المتجددة، مما يساعد على تقليل قمم التحميل وقمم التوليد. لا يتم استخدام غالبية المركبات الكهربائية معظم اليوم. يتم تنشيط هذا المورد غير المستخدم من خلال دمج أجهزة الشحن اللاسلكية ومركبة “متصلة دائمًا”.
وفيما يتعلق بتقدير الوقت الذي سيتم فيه سد فجوات التقييس ومواءمة معايير WPT، يشير فورتز إلى أن التقييس عملية طويلة. الهدف هو أن نكون قادرين على مواجهة التحديات التقنية بحلول الربع الأول من العام المقبل ووضع اللمسات النهائية على المعيار بحلول نهاية عام 2024، على الأقل بالنسبة لحالة الاستخدام المستهدفة البالغة 11 كيلووات.
[ad_2]
