در خودروهای برقی، پمپ بنزین دیگر تنها نقطه تامین انرژی نیست؛ پریز خانه، والباکس و ایستگاه شارژ، شکل تازهای از سوختگیری را می سازند.
از پریز خانه تا شارژ سریع و وضعیت زیرساخت شارژ در ایران
با افزایش تعداد خودروهای برقی در بازار ایران، مسئله شارژ این خودروها به یکی از مهمترین پرسشهای خریداران تبدیل شده است. برای رانندهای که سالها به بنزین زدن در چند دقیقه عادت کرده، مواجهه با مفاهیمی مانند شارژ AC، شارژ سریع DCو سوکتهای CCS2 و GB/T در نگاه اول چندان ساده نیست.
برخلاف خودروهای بنزینی که تقریباً با یک استاندارد سوختگیری میشوند، در خودروهای برقی سرعت شارژ میتواند از چند ساعت تا کمتر از یک ساعت تغییر کند. همین موضوع باعث شده زیرساخت شارژ به بخش مهمی از تجربه مالکیت خودروهای برقی تبدیل شود.
فصل صفر قسمت پنجم : عمر مفید خودروهای برقی چقدر است و چگونه میتوان طول عمر آن را افزایش داد؟
هنگام شارژ یک خودروی برقی چه اتفاقی میافتد؟
سادهترین تعریف این است که انرژی الکتریکی شبکه وارد باتری فشار قوی خودرو میشود و برای استفاده بعدی در آن ذخیره میشود. اما مسیر ورود این انرژی در همه روشهای شارژ یکسان نیست.
در شارژ با جریان متناوب یا AC، برق ابتدا وارد خودرو میشود و قطعهای به نام «شارژر داخلی» یا On-board Charger وظیفه تبدیل جریان متناوب شبکه به جریان مستقیم مناسب باتری را بر عهده دارد. به همین دلیل یکی از عوامل تعیینکننده در سرعت شارژ AC، توان همین شارژر داخلی خودرو است. برای مثال اگر یک خودرو تنها امکان دریافت ۷ کیلووات برق AC را داشته باشد، اتصال آن به یک شارژر AC با توان ۲۲ کیلووات باعث نمیشود خودرو با توان ۲۲ کیلووات شارژ شود.
در شارژ سریع DC شرایط متفاوت است. تبدیل جریان در خود ایستگاه شارژ انجام میشود و جریان مستقیم با ولتاژ و شدت مناسب، تحت کنترل سامانه مدیریت باتری، مستقیماً در اختیار باتری قرار میگیرد. به همین دلیل شارژرهای DC میتوانند توان بسیار بیشتری نسبت به شارژرهای معمولی AC ارائه دهند.
شارژ با پریز برق؛ سادهترین و ارزانترین راه
برای بسیاری از مالکان خودروهای برقی، اولین راهکار استفاده از شارژر پرتابل و برق شهری است. این شارژرها معمولاً همراه خودرو یا بهعنوان یکی از لوازم جانبی عرضه میشوند و در یک سمت به پریز برق و در سمت دیگر به خودرو متصل میشوند.
مهمترین مزیت این روش، سادگی آن است. مالک خودرو در صورت داشتن محل پارک مناسب و دسترسی ایمن به برق، برای هر بار شارژ نیازی به مراجعه به ایستگاه عمومی ندارد. خودرو شب در پارکینگ متوقف میشود و صبح بخشی یا تمام انرژی مصرفشده روز قبل دوباره در باتری قرار گرفته است. برای کسی که روزانه مسافت زیادی طی نمیکند، همین روش در بسیاری از مواقع پاسخگوی نیاز خواهد بود.
اما سرعت پایین، مهمترین نقطه ضعف شارژ از برق معمولی است. البته در استفاده روزمره معمولاً قرار نیست باتری هر شب از صفر تا صد درصد شارژ شود؛ مالک تنها انرژی مصرفشده همان روز را جایگزین میکند.
مسئله مهمتر، وضعیت سیمکشی ساختمان است. یک خودروی برقی برای چند ساعت متوالی جریان نسبتاً بالایی از شبکه دریافت میکند و پریز یا سیمکشی فرسودهای که سالها برای وسایل عادی استفاده شده، الزاماً برای چنین بار مداومی مناسب نیست. بنابراین استفاده از اتصال ارت استاندارد، مدار مناسب، تجهیزات حفاظتی و پریز سالم اهمیت زیادی دارد. مزیت اصلی این روش هزینه پایین و امکان شارژ در محل سکونت است؛ در مقابل، سرعت کم و وابستگی به کیفیت تأسیسات برق ساختمان مهمترین محدودیت آن محسوب میشود.
والباکس؛ راهحل منطقی برای شارژ خانگی
اگر قرار باشد یک خودروی برقی بهطور دائمی مورد استفاده قرار گیرد، نصب Wallbox یا شارژر دیواری AC راهحل حرفهایتری است. والباکسها برای تأمین مستمر برق خودرو طراحی شدهاند و بسته به مدل، شبکه برق ساختمان و توان قابل پذیرش خودرو، در توانهای مختلف عرضه میشوند.
والباکس علاوه بر سرعت بیشتر، معمولاً امکاناتی مانند برنامهریزی زمان شارژ، کنترل جریان، ارتباط با اپلیکیشن یا مدیریت مصرف برق را نیز ارائه میدهد. به همین دلیل برای پارکینگ منزل، محل کار، هتل، مرکز خرید یا پارکینگ عمومی که خودرو چند ساعت در آن متوقف میماند، شارژ AC یکی از منطقیترین گزینههاست.
هزینه نصب و نیاز به زیرساخت برق مناسب از معایب والباکس است، اما در مقابل سرعت قابل قبول، ایمنی بالاتر و امکان شارژ شبانه بدون مراجعه به جایگاه عمومی، آن را به بهترین گزینه برای بخش بزرگی از استفاده روزمره تبدیل میکند.
شارژ سریع DC؛ جایگزین نزدیکتر به تجربه پمپ بنزین
جایی که زمان اهمیت بیشتری پیدا میکند، شارژر سریع DC وارد میدان میشود. این شارژرها معمولاً در ایستگاههای عمومی، مسیرهای بینشهری، مراکز خدماتی یا هابهای شارژ نصب میشوند .برخلاف شارژ AC، در این روش محدودیت شارژر داخلی خودرو کنار میرود و ایستگاه DC مستقیماً با سامانه مدیریت باتری خودرو ارتباط برقرار میکند. خودرو لحظه به لحظه میزان ولتاژ، جریان و توان قابل دریافت را مشخص میکند و شارژر نیز انرژی را بر اساس این درخواست تأمین میکند.
به همین دلیل عبارت «شارژر ۱۲۰ کیلوواتی» به این معنی نیست که هر خودرویی از ابتدا تا انتهای فرایند با توان ثابت ۱۲۰ کیلووات شارژ میشود. اگر حداکثر توان شارژ DC خودرو ۶۰ کیلووات باشد، همان ۶۰ کیلووات سقف دریافت خواهد بود.باتریهای لیتیومیونی یک منحنی شارژ دارند. معمولاً در سطح شارژ پایین میتوان توان بیشتری دریافت کرد و هرچه باتری به پر شدن نزدیک میشود، سامانه مدیریت باتری برای کنترل دما و حفاظت از سلولها توان را کاهش میدهد. به همین دلیل شارژ از ۸۰ تا ۱۰۰ درصد ممکن است به شکل محسوسی کندتر از مراحل ابتدایی باشد.
سرعت بالا مهمترین مزیت شارژ DC است. قیمت بالاتر تجهیزات، فشار بیشتر بر شبکه برق، نیاز به زیرساخت قدرتمند و هزینه بیشتر احداث ایستگاه نیز از نقاط ضعف آن به شمار میرود.
سوکتهای شارژ؛ CCS2، GB/T و Type 2 چه تفاوتی دارند؟
یکی دیگر از موضوعاتی که مالکان خودروهای برقی در ایران باید جدی بگیرند، نوع درگاه شارژ خودرو است. برخلاف باک بنزین، هنوز یک استاندارد واحد برای همه خودروهای برقی جهان وجود ندارد.
Type ۲ یکی از استانداردهای متداول شارژ AC در اروپا است و CCS2 با اضافه کردن اتصالات مخصوص جریان مستقیم، امکان شارژ سریع DC را نیز فراهم میکند. سیستم CCS بهعنوان یکی از استانداردهای بینالمللی شارژ AC و DC توسعه یافته است.
در سوی دیگر، بسیاری از خودروهای ساخت چین از استاندارد GB/T استفاده میکنند. با توجه به سهم قابل توجه خودروهای چینی در بازار برقی ایران، پشتیبانی از GB/T در کشور اهمیت زیادی دارد.
در ایران چه نوع شارژرهایی در دسترس است؟
زیرساخت شارژ خودروهای برقی در ایران هنوز در ابتدای مسیر توسعه قرار دارد، اما دیگر نمیتوان گفت کشور فاقد شبکه شارژ عمومی است. طی چند سال گذشته ایستگاههای AC و DC در تهران و برخی شهرها و محورهای دیگر به بهرهبرداری رسیدهاند و روز به روز در حال افزایش اند.
در تهران، نخستین مجموعه گستردهتر ایستگاههای عمومی در سال ۱۴۰۲ با راهاندازی ۱۵ ایستگاه در نقاطی مانند پارکینگهای طالقانی، حافظ، سعدی و اندیشه، بوستان نهجالبلاغه، بوستان آب و آتش، میدان آزادی و نمایشگاه بینالمللی معرفی شد. این مجموعه شامل شارژرهای AC و DC بود.
در محورهای بینشهری نیز نمونههایی ایجاد شده است. برای مثال ایستگاه محدوده ولیآباد در جاده چالوس با شارژر سریع ۶۰ کیلوواتی و دو استاندارد CCS و GB/T به بهرهبرداری رسیده و برای استفاده عمومی در نظر گرفته شده است.
در کنار ایستگاههای عمومی خودروهای سواری، توسعه ناوگان برقی تهران باعث ایجاد هابهای بزرگتر شارژ نیز شده است. اسفند ۱۴۰۴ ایستگاه کیانشهر با ظرفیت مجموع ۵ مگاوات و ۲۰ شارژر ۲۴۰ کیلوواتی افتتاح شد. این مجموعه در درجه نخست برای پشتیبانی از اتوبوسها، تاکسیها و ناوگان شهری طراحی شده و امکان شارژ تعداد زیادی وسیله نقلیه را بهصورت همزمان فراهم میکند.
این پروژهها نشان میدهند توان ساخت و نصب شارژرهای AC و DC با توان نسبتاً بالا در کشور وجود دارد، اما چالش اصلی همچنان «تراکم و گستردگی شبکه» است. وجود چند ایستگاه قدرتمند در یک کلانشهر با شبکهای که بتوان بدون برنامهریزی قبلی در تمام مسیرهای شهری و بینشهری به آن اتکا کرد، تفاوت زیادی دارد.
کدام فناوریها هنوز در ایران عمومی نشدهاند؟
در کنار شارژ AC و DC کابلی، صنعت خودرو روشهای دیگری را نیز دنبال میکند که هنوز نمیتوان آنها را بخشی از زیرساخت عمومی و فراگیر خودروهای سواری در ایران دانست.
یکی از جالب ترین این فناوریها تعویض باتری یا Battery Swapping است. در این روش به جای منتظر ماندن برای شارژ، باتری تخلیهشده از خودرو خارج و یک باتری شارژشده جایگزین آن میشود. مزیت اصلی، کاهش چشمگیر زمان توقف است؛ اما استانداردسازی باتری بین خودروها، مالکیت باتری، هزینه احداث ایستگاه و نگهداری تعداد زیادی پک باتری از چالشهای جدی آن محسوب میشود. در برنامههای رسمی ایران برای خودروهای سواری هنوز شبکه عمومی گستردهای مشابه برخی بازارهای آسیایی شکل نگرفته است.
روش دیگر شارژ بیسیم یا القایی است. در این فناوری خودرو روی یک صفحه مخصوص پارک میکند و انتقال انرژی بدون اتصال کابل انجام میشود. راحتی استفاده و حذف کابل مزیت مهم آن است، اما هزینه بالا، پیچیدگی زیرساخت و ملاحظات مربوط به بازده و استانداردسازی، باعث شده هنوز حتی در بسیاری از کشورهای پیشرفته نیز فناوری غالب بازار نباشد. در ایران نیز فعلاً شارژ کابلی AC و DC پایه اصلی زیرساخت عمومی را تشکیل میدهد.
جمعبندی
برای استفاده روزمره، شارژ AC خانگی و والباکس کمهزینهترین و منطقیترین گزینه است. برای سفر و توقفهای کوتاه، شارژ سریع DC اهمیت پیدا میکند و شارژرهای فوق سریع زمانی ارزش واقعی خود را نشان میدهند که خودرو نیز توان دریافت چنین قدرتی را داشته باشد.
در ایران اکنون شارژرهای AC و DC با استانداردهای CCS2 و GB/T در تعدادی از نقاط تهران، شیراز و برخی مسیرهای بینشهری در دسترس هستند و هابهای پرقدرتتری نیز برای ناوگان تاکسی و اتوبوس برقی ایجاد شدهاند. با این حال فاصله زیادی تا زمانی باقی مانده که راننده یک خودروی برقی بتواند مانند راننده یک خودروی بنزینی، بدون بررسی قبلی مسیر و محل ایستگاهها در سراسر کشور سفر کند.
فناوریهایی مانند تعویض باتری خودروهای سواری، شارژ بیسیم و شارژ مگاواتی نیز فعلاً بخشی از شبکه عمومی و فراگیر کشور نیستند. در نهایت، آینده خودروهای برقی تنها با افزایش ظرفیت باتری ساخته نمیشود. هرچه شبکه شارژ گستردهتر، قابل اعتمادتر و سازگارتر با خودروهای موجود در بازار باشد، نیاز به باتریهای بسیار بزرگ و نگرانی درباره تمام شدن شارژ نیز کمتر خواهد شد. زیرساخت شارژ همان نقشی را برای خودروهای برقی دارد که طی دههها شبکه جایگاههای سوخت برای خودروهای احتراقی پیدا کرده است؛ با این تفاوت که در عصر برقی، بخشی از این «جایگاه سوخت» میتواند همان پریز یا والباکسی باشد که چند متر با محل پارک خودرو فاصله دارد.
