إذا لاحظتَ يومًا أن شحن سيارتك الكهربائية أصبح أبطأ بكثير بعد وصولها إلى 80%، فأنت لست وحدك. هذا التباطؤ سمة شائعة في معظم السيارات الكهربائية، وليس عيبًا. في الواقع، إنه نظام ذكي مصمم لحماية بطاريتك وإطالة عمرها. في هذه المقالة، سنشرح سبب انخفاض سرعة الشحن بعد 80%، وكيف يعمل، وما يمكنك فعله لتحقيق أقصى استفادة من تجربة شحن سيارتك الكهربائية. دعونا نتعمق في الجانب العلمي وراء منحنى الشحن، ونفهم سبب أهمية 80%، ونستكشف العوامل المؤثرة الأخرى، ونتعلم نصائح عملية لشحن أذكى وأسرع.
باختصار: يتباطأ الشحن بعد 80%، ويرجع ذلك أساسًا إلى بروتوكولات حماية البطارية مثل حدود الجهد، وارتفاع المقاومة الداخلية، والتحكم الحراري. يُلاحظ هذا التباطؤ بشكل خاص أثناء الشحن السريع بالتيار المستمر. من خلال فهم منحنى الشحن وتبني العادات المثلى – مثل الشحن إلى 80%، واستخدام التهيئة المسبقة، وتحديث البرامج باستمرار – يمكنك إطالة عمر البطارية وتقليل أوقات الشحن.
فهم منحنى شحن السيارات الكهربائية (لماذا تنخفض السرعة)
كيمياء البطارية والمقاومة الداخلية
مع زيادة حالة الشحن (SOC)، تزداد المقاومة الداخلية لبطارية أيونات الليثيوم. يؤدي هذا إلى زيادة الحرارة وارتفاع الجهد داخل البطارية. ولمنع التلف، يُخفّض نظام إدارة البطارية (BMS) طاقة الشحن.
عند مستويات SOC العالية، تُصبح البطارية أكثر حساسية للشحن الزائد. ولتقليل الجهد ومنع التلف، يُبطئ نظام إدارة البطارية (BMS) تيار البطارية الداخل بمجرد وصولها إلى حوالي 80%.
تُظهر مواد كيميائية مختلفة، مثل NMC وLFP، تحمّلًا متفاوتًا للشحن السريع، مما يؤثر على عتبة الشحن المثالية.
حدود الجهد ومرحلة التشبع
مع اقتراب الشحن من نهايته، تدخل البطارية مرحلة الجهد الثابت. خلال هذه المرحلة، يُحدد نظام إدارة البطارية (BMS) الجهد بدقة ويُقلل التيار. تُعرف هذه المرحلة بمرحلة التشبع، ولهذا السبب غالبًا ما تستغرق آخر 20% من الشحن وقتًا أطول من أول 70%.
على سبيل المثال، يُمكن شحن سيارة هيونداي أيونيك 5 بسرعة من 10% إلى 80% في أقل من 20 دقيقة، ولكن قد يستغرق الأمر أكثر من 20 دقيقة أخرى للوصول إلى 100%.
كما هو موضح في الرسم البياني أدناه، يزداد وقت الشحن بشكل حاد بعد وصول الشحن إلى 80%.
[الشكل 1: مخطط تخطيطي لمنحنى طاقة الشحن السريع لبطارية ليثيوم أيون نموذجية (الرسم التخطيطي هو للإشارة فقط، ويختلف المنحنى المحدد حسب طراز السيارة)]
الشحن بالتيار المتردد مقابل الشحن بالتيار المستمر – لماذا يتأثر الشحن السريع أكثر؟
لفهم سبب تباطؤ الشحن تمامًا بعد 80%، من الضروري التمييز بين طريقتي الشحن بالتيار المتردد (AC) والتيار المستمر (DC)، حيث يكون التباطؤ أكثر وضوحًا أثناء الشحن السريع بالتيار المستمر.
يُستخدم الشحن بالتيار المتردد عادةً في المنازل أو أماكن العمل (المستوى 1 أو المستوى 2)، ويوصل الكهرباء تدريجيًا. يُحوّل الشاحن المدمج في السيارة التيار المتردد إلى تيار مستمر لتخزينه في البطارية. ونظرًا لانخفاض خرج الطاقة (عادةً ما يتراوح بين 3.7 و22 كيلوواط)، تكون سرعة الشحن محدودة منذ البداية، وبالتالي، يكون انخفاض الطاقة فوق 80% أقل حدة، وغالبًا ما يكون غير ملحوظ لمعظم السائقين.
من ناحية أخرى، يُزوّد الشحن السريع بالتيار المستمر البطارية بتيار عالي الجهد مباشرةً، متجاوزًا الشاحن المدمج. مع مستويات طاقة تتراوح من 50 كيلوواط إلى أكثر من 350 كيلوواط، صُمم هذا الشحن لشحن السيارة الكهربائية بسرعة من 10% إلى 80% في أقل من 30 دقيقة. مع ذلك، مع اقتراب البطارية من حالة شحن عالية (SOC)، يجب على النظام إبطاء سرعته لمنع الحمل الحراري الزائد والجهد الزائد – ومن هنا يأتي “الانخفاض الملحوظ في الشحن” بعد 80%.
ببساطة:
– في الشحن بالتيار المتردد، يحدث تباطؤ قريب من 100%، ولكنه طفيف وأقل تأثرًا بالوقت.
– في الشحن بالتيار المستمر، يُوصل النظام تيارًا عاليًا مبكرًا، ثم يُخفّض السرعة عمدًا إلى ما يزيد عن 80% لحماية البطارية – مما يجعله السيناريو الرئيسي الذي يلاحظ فيه المستخدمون هذا التباطؤ.
لماذا يُعد الشحن بنسبة 80% “النقطة المثالية”؟
إن فهم سبب اعتبار نسبة 80% مثالية يُرسي الأساس لتحقيق أقصى قدر من كفاءة الشحن السريع، سواءً من حيث الوقت أو عمر البطارية.
ملاحظة: ذكرنا سابقًا أن نسبة “80%” هي قيمة مرجعية عامة، ولكن نقطة البداية المثالية (التي قد تكون 75% أو 85%) تختلف قليلًا تبعًا لتركيبة البطارية، وتصميم حزمة البطارية (مثل NMC مقابل LFP)، واستراتيجية نظام إدارة البطارية (BMS) لمختلف الطرازات. يُرجى مراجعة دليل سيارتك للاطلاع على التوصيات المحددة.
تعظيم كفاءة الشحن السريع
يوفر نطاق الشحن من ١٠ إلى ٨٠٪ أفضل كفاءة للشحن السريع. فهو يمنحك أقصى مدى في أقصر وقت. بعد ٨٠٪، ستنتظر لفترة أطول وتقطع أميالاً إضافية أقل.
بالنسبة للسائقين اليوميين أو المسافرين لمسافات طويلة، يُعد التوقف عند ٨٠٪ والاستمرار إلى الشاحن التالي أسرع طريقة للوصول إلى وجهتك.
حماية صحة البطارية
الشحن السريع المتكرر حتى 100% قد يُضعف صحة البطارية بمرور الوقت. لهذا السبب، يُوصي مُعظم مُصنّعي السيارات الكهربائية، مثل تيسلا وهيونداي، بشحن 80% للاستخدام اليومي.
الشحن حتى 100% من حين لآخر (مثل الرحلات الطويلة) لا بأس به. لكن الحفاظ على مستوى أقل من 80% يُساعد على إطالة عمر البطارية بشكل ملحوظ.
عوامل أخرى تؤثر على سرعة الشحن
حدود أجهزة الشاحن والمركبة
تعتمد سرعة شحن سيارتك الكهربائية أيضًا على محطة الشحن ومعداتها. إذا كان الشاحن يتشارك الطاقة مع مركبات أخرى، فقد تنخفض سرعة الشحن. كما أن لبطارية سيارتك والشاحن المدمج حدودًا قصوى للطاقة.
[الشكل ٢: رسم تخطيطي لتأثير طاقة كومة الشحن ومعدات المركبة على سرعة الشحن]
يوضح هذا المنحنى المقارن بوضوح كيفية تصرف طرازات السيارات الكهربائية المختلفة مع ارتفاع مستوى شحن البطارية.
درجة الحرارة والظروف البيئية
قد يؤدي الطقس البارد أو الحار إلى إبطاء نظام إدارة البطارية (BMS) لطاقة الشحن. في الشتاء، تحتاج البطاريات إلى التسخين قبل الشحن بأقصى سرعة. قد تنخفض سرعة الشحن بنسبة 20-30% في المناخات الباردة.
تلعب درجة الحرارة أيضًا دورًا مهمًا، كما هو موضح في الرسم البياني الذي يقارن بين المناخات العادية والباردة.
[الشكل 3: مخطط تخطيطي لتأثير درجة الحرارة على سرعة شحن بطاريات الليثيوم أيون]
مشاكل البرامج والمعدات
في بعض الأحيان، قد يؤدي تقادم البرامج الثابتة، أو مشاكل الاتصال بين الشاحن والسيارة، أو تلف الكابلات إلى بطء الشحن. تساعد التحديثات المنتظمة على تجنب مشاكل التوافق.
بعد فهم هذه المؤشرات، يمكننا تحسين تجربة الشحن من خلال الاستراتيجيات الاستباقية التالية.
تغلب على التباطؤ: نصائح عملية لشحن أسرع للسيارات الكهربائية
حتى مع أفضل الممارسات المتبعة حاليًا، لا تزال نسبة الـ 20% المتبقية من الشحن تُشكل عائقًا تقنيًا. لحسن الحظ، بدأت ابتكارات متطورة في الظهور لتجاوز هذا الحد.
إتقان روتين الشحن الخاص بك: عادات يومية للسرعة والصحة
اضبط حد الشحن على ٨٠٪ للاستخدام اليومي. وفر ١٠٠٪ من الشحن لرحلاتك البرية. استخدم تطبيق سيارتك لشحن البطارية مسبقًا قبل الوصول إلى محطة الشحن.
اختيار القوة الدافعة: كيف يؤثر اختيار الشاحن على السرعة
اختر دائمًا شواحن تيار مستمر عالية القدرة (≥150 كيلوواط) مزودة بوحدات طاقة مخصصة عند توفرها. تجنب الشواحن المشتركة (حيث يتم توزيع الطاقة بين المركبات) أو الوحدات القديمة التي قد لا توفر طاقة ثابتة.
تحديثات البرامج والبرامج الثابتة
يُعد توافق البرامج بين المركبة ومحطة الشحن أمرًا بالغ الأهمية لبروتوكولات التفاوض (مثل ISO 15118 أو OCPP). قد يؤدي استخدام برامج ثابتة قديمة إلى تقييد الوصول إلى سرعات الشحن القصوى أو التسبب في أعطال في الجلسة. تأكد من تحديث كلٍّ من المركبة الكهربائية وبرنامج الشحن لتجنب الاختناقات.
في حين أن العادات المذكورة أعلاه قد تزيد من كفاءة شحن مركبتك الكهربائية الحالية، إلا أن المستقبل يحمل المزيد من الإنجازات الواعدة.
مستقبل شحن السيارات الكهربائية: التغلب على مشكلة الـ 80%
من المتوقع أن تُسهم التطورات الجديدة في تكنولوجيا المركبات الكهربائية في تقليل أوقات الشحن بشكل كبير، لا سيما في مرحلة الشحن البطيء من 80% إلى 100% من حالة الشحن (SOC). تُركز هذه الابتكارات على تحسين أداء البطارية وسلامتها والتحكم الحراري لتمكين شحن أسرع وأكثر كفاءة. ولمعالجة مشكلة الشحن من 80% إلى 100%، ظهرت التقنيات التالية.
منصات كهربائية 800 فولت
بزيادة جهد النظام إلى 800 فولت، يمكن للسيارات الكهربائية دعم طاقة شحن أعلى مع توليد حرارة أقل وهدر أقل للطاقة. هذا يُمكّن من شحن فائق السرعة، مما يسمح للسيارات بالوصول إلى 80% من الشحن في أوقات أقصر بكثير مقارنةً بأنظمة 400 فولت التقليدية.
بطاريات الحالة الصلبة
تُوفّر بطاريات الحالة الصلبة، التي تستبدل الإلكتروليتات السائلة بمواد صلبة، كثافة طاقة أعلى وأمانًا مُحسّنًا. كما تدعم معدلات شحن أسرع واستقرارًا حراريًا أفضل، خاصةً عند مستويات SOC عالية، مما يُقلّل من أوقات الشحن الطويلة المُستخدمة في بطاريات أيونات الليثيوم الحالية.
أنظمة الإدارة الحرارية المتقدمة
يُعدّ التحكم الحراري الفعّال أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على صحة البطارية أثناء الشحن السريع. تُحافظ تقنيات التبريد الحديثة وطرق تبديد الحرارة الذكية على درجات حرارة البطاريات ضمن نطاقات مثالية، مما يسمح بشحن متواصل بتيار عالٍ حتى سعتها الكاملة دون أي تدهور.
بروتوكولات إدارة البطارية والشحن الذكية
تستخدم أنظمة إدارة البطاريات الحديثة خوارزميات تكيفية تُحسّن الجهد والتيار والتبريد آنيًا. يُحسّن هذا التعديل الديناميكي سرعة الشحن مع الحفاظ على عمر البطارية، مما يُقلل بشكل أكبر من تباطؤ الشحن عند الوصول إلى أقصى سعة.
الأسئلة الشائعة
س: هل تتباطأ جميع السيارات الكهربائية بعد 80%؟
ج: تتباطأ معظم السيارات الكهربائية التي تعمل ببطاريات الليثيوم أيون بعد 80%، لكن بطاريات الليثيوم أيون تحافظ على معدلات شحن أعلى حتى حوالي 90%. تحقق من نوع البطارية في إعدادات سيارتك.
س: هل من الآمن شحن البطارية حتى 100%؟
ج: أحيانًا، نعم. لكن إجبار البطارية على الشحن بشكل متكرر يزيد من تآكلها، ولا يُنصح به للاستخدام اليومي.
س: هل يُفيد تسخين البطارية مُسبقًا؟
ج: نعم! في الطقس البارد، يُمكن أن يُحسّن التسخين المُسبق للبطارية كفاءة الشحن بنسبة تصل إلى 30%. خاصةً في فصل الشتاء، عند استخدام الشحن السريع بالتيار المستمر، يكون التحسن واضحًا.
س: هل يحدث هذا التباطؤ مع الشحن البطيء (التيار المتردد) في المنزل أيضًا؟
ج: الانخفاض الكبير في الطاقة المُلاحظ عند الشحن السريع بالتيار المستمر فوق 80% هو في الأساس سمة من سمات الشحن عالي الطاقة. مع الشحن البطيء بالتيار المتردد (المستوى 1/2) في المنزل، تكون مستويات الطاقة أقل بكثير، لذا فإن التباطؤ النسبي عند 100% يكون أقل وضوحًا وأقل تأثيرًا على الوقت. مع ذلك، فإن التوصية بالحد من الشحن اليومي إلى 80% للحفاظ على صحة البطارية لا تزال تنطبق على الشحن بالتيار المتردد.
خاتمة
يُمثل إبطاء الشحن المتعمد لما يزيد عن 80% من حالة الشحن آليةً مُصممةً بعناية لحماية البطارية، مصممةً أساسًا لتحقيق التوازن بين كفاءة الشحن وطول عمر البطارية. من خلال اعتماد حدود شحن يومية بنسبة 80%، والاستخدام الاستراتيجي لميزات التكييف المسبق، واختيار محطات شحن عالية الطاقة، فإنك لا تقلل فقط من وقت توقف الشحن، بل تُطيل أيضًا عمر خدمة بطاريتك بشكل كبير — مما يؤثر بشكل مباشر على قيمة إعادة بيع سيارتك. في حين أن التقنيات الناشئة مثل بطاريات الحالة الصلبة ومنصات 800 فولت تَعِد بتخفيف اختناق إعادة الشحن بنسبة 80-100%، تظل عادات الشحن الذكية هي الاستراتيجية الأمثل لتجربة القيادة الكهربائية اليوم.
