معمل الشحن التفاعلي
جهاز محاكاة شحن السيارات الكهربائية
اختبار معايير الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر، وعلاقات كيلووات-فولت-أمبير، وتيار الكابل وقيم الشبكة حسب البلد في مساحة عمل واحدة.
9المعايير
20دول
تيار متردد/تيار مستمرالنوع 2 / CCS
2500كيلوواط كحد أقصى
AC
شحن منزلي AC
النوع 2 / J1772
الجهد230V / 400V
الحالي16A – 32A
ماكس باور22 kW
DC
شحن سريع DC
CCS2 · قوس 400 فولت.
الجهد200V – 500V
الحالي125A – 500A
ماكس باور250 kW
DC
شحن فائق DC
CCS2 · قوس 800 فولت.
الجهد500V – 1000V
الحالي50A – 500A
ماكس باور350 kW
DC
نظام شحن ميغاوات 1500 كيلووات
شحن ميجاوات
الجهد1000V – 1500V
الحالي100A – 1500A
ماكس باور1500 kW
DC
نظام شحن ميغاوات 2500 كيلووات
شاحنة / أسطول
الجهد1500V
الحالي1666A
ماكس باور2500 kW
ضوابط المحاكاة
طاقة المحطة (كيلوواط)
22
سعة البطارية (كيلوواط ساعة)
75
رسوم البدء (%)
20
الرسوم المستهدفة (%)
80
⚡ الصيغة الأساسية
P = V × I
الطاقة (وات) = الجهد (فولت) × التيار (أ)
22 000 W = 400V × 55A
3F AC: P = √3 × V × I × cosφ
• منخفض V → مرتفع I → كابل سميك
• ارتفاع V → منخفض I → كبل رفيع
• 800 فولت لديه فقدان حرارة أقل بنسبة 50% مقارنة بـ 400 فولت
حالة البطارية
20%
15.0 كيلووات ساعة
EST. وقت الشحن
--:--
المدى / الدقيقة
- كم/دقيقة
درجة حرارة البطارية
25 درجة مئوية
الكفاءة
95%
مقارنة الهندسة المعمارية
| المعلمة | نوع التيار المتردد 2 | تيار مستمر 400 فولت | تيار مستمر 800 فولت | ام سي اس 1.5 ميجاوات | ام سي اس 2.5 ميجاوات |
|---|---|---|---|---|---|
| الجهد | 230-400 فولت | 200-500 فولت | 500-1000 فولت | 1000-1500 فولت | 1500 فولت |
| ماكس الحالي | 32 أ (63 أ) | 500 أمبير | 500 أمبير | 1500 أمبير | 1666 أ |
| ماكس باور | 22-43 كيلو واط | 250 كيلو وات | 350 كيلو وات | 1500 كيلو وات | 2500 كيلو وات |
| 0 → 80% (75 كيلو واط ساعي) | ~ 4 ساعات | ~20 دقيقة | ~15 دقيقة | ~3 دقائق | ~ 2 دقيقة |
| كابل | قياسي | سميكة | متوسطة | مبرد بالسائل | التبريد النشط |
| المركبة المستهدفة | سيارة | سيارة | سيارة | شاحنة / حافلة | شاحنة / أسطول |
العلاقة بين الجهد والتيار عند القدرة الثابتة (P = V × I)
قوس 400 فولت.
350 كيلوواط →875أ مطلوب
قوس 800 فولت.
350 كيلوواط →437 أ (حرارة أقل بنسبة 50%)
1500 فولت ام سي اس
1500 كيلوواط →1000 أمبير (مبرد بالسائل)
كيلوواط – فولت – أمبير بمعيار الشحن
القيم الحقيقية المحسوبة بـ P = V × I لمستويات الطاقة لكل معيار. تحدد القيمة الحالية بشكل مباشر سمك الكابل ومتطلبات التبريد.
نوع التيار المتردد 1 (J1772)
الولايات المتحدة الأمريكية / اليابان
AC
| القوة | الجهد | الحالي | المرحلة | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|
| 1.4 kW | 120V | 12A | 1F | سكني نيما 5-15 |
| 1.9 kW | 120V | 16A | 1F | السكنية نيما 5-20 |
| 3.7 kW | 240V | 16A | 1F | نيما 6-20 (المستوى 2) |
| 7.2 kW | 240V | 30A | 1F | نيما 14-30 |
| 11.5 kW | 240V | 48A | 1F | المستوى 2 ماكس |
مكيف نوع 2 (مينيكيس)
أوروبا / تركيا
AC
| القوة | الجهد | الحالي | المرحلة | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|
| 3.7 kW | 230V | 16A | 1F | الشحن المنزلي (مرحلة واحدة) |
| 7.4 kW | 230V | 32A | 1F | عززت المنزل |
| 11 kW | 400V | 16A | 3F | 3 مراحل (عامة) |
| 22 kW | 400V | 32A | 3F | 3 مراحل ماكس |
| 43 kW | 400V | 63A | 3F | شحن سريع بالتيار المتردد (نادر) |
GB/T (الصين AC)
الصين
AC
| القوة | الجهد | الحالي | المرحلة | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|
| 3.5 kW | 220V | 16A | 1F | الشحن المنزلي القياسي |
| 7 kW | 220V | 32A | 1F | شحن منزلي سريع |
CCS1 (كومبو 1)
الولايات المتحدة الأمريكية / أمريكا الشمالية
DC
| القوة | الجهد | الحالي | المرحلة | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|
| 50 kW | 400V | 125A | DC | تيار مستمر قياسي سريع |
| 100 kW | 400V | 250A | DC | السرعة المتوسطة |
| 150 kW | 500V | 300A | DC | سريع |
| 350 kW | 800V | 437A | DC | فائق السرعة (800 فولت) |
| 500 kW | 1000V | 500A | DC | CCS1 ماكس |
CCS2 (كومبو 2)
أوروبا / تركيا
DC
| القوة | الجهد | الحالي | المرحلة | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|
| 50 kW | 400V | 125A | DC | العاصمة القياسية |
| 100 kW | 400V | 250A | DC | |
| 150 kW | 400V | 375A | DC | حد السيارة 400 فولت |
| 250 kW | 800V | 312A | DC | مركبة 800 فولت (أيونيك، تايكان) |
| 350 kW | 800V | 437A | DC | سي سي اس 2 ماكس (2024) |
تشاديمو
اليابان / العالمية
DC
| القوة | الجهد | الحالي | المرحلة | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|
| 50 kW | 500V | 100A | DC | الجيل 1 |
| 100 kW | 500V | 200A | DC | الجيل 2 |
| 200 kW | 500V | 400A | DC | |
| 400 kW | 1000V | 400A | DC | تشاديمو 3.0 |
NACS / شاحن تسلا
الولايات المتحدة الأمريكية / العالمية
DC
| القوة | الجهد | الحالي | المرحلة | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|
| 72 kW | 400V | 180A | DC | شاحن V2 |
| 150 kW | 400V | 375A | DC | V2 مخصص |
| 250 kW | 800V | 312A | DC | شاحن V3 |
| 500 kW | 1000V | 500A | DC | شاحن V4 الفائق (2024+) |
MCS - شحن ميجاوات
عالمي (للخدمة الشاقة)
DC MCS
| القوة | الجهد | الحالي | المرحلة | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|
| 700 kW | 1000V | 700A | DC | مستوى دخول MCS |
| 1000 kW | 1000V | 1000A | DC | 1 ميغاواط – شحن الشاحنات |
| 1500 kW | 1000V | 1500A | DC | مطلوب كابل مبرد بالسائل |
| 1500 kW | 1500V | 1000A | DC | متغير الجهد العالي |
| 2000 kW | 1500V | 1333A | DC | 2025+ الهدف |
| 2500 kW | 1500V | 1666A | DC | الهدف النهائي لـ MCS (ISO 15118-20) |
GB/T (الصين العاصمة)
الصين
DC
| القوة | الجهد | الحالي | المرحلة | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|
| 60 kW | 750V | 80A | DC | |
| 120 kW | 750V | 160A | DC | |
| 237 kW | 750V | 250A | DC | إخراج مزدوج |
| 480 kW | 1000V | 480A | DC | GB/T الجيل الجديد (2023+) |
الحساب السريع — الطاقة والجهد → التيار
النتيجة: الحالية
375
A
كيف يعمل الشحن بالتيار المستمر؟ ما هو الفرق من التيار المتردد؟
🔵 شحن التيار المتردد – التحويل داخل المركبة
🔌
الشبكة
230 فولت / 50 هرتز تيار متردد
↓
🏠
محطة EVSE
يمرر تيار متردد، بدون تحويل
↓
⚠️
مركبة OBC (شاحن على متن الطائرة)
محول التيار المتردد → تيار مستمر · حد 3.7-22 كيلو واط · يولد الحرارة!
↓
🔋
البطارية
يستقبل تيار مستمر (400 فولت / 800 فولت)
عنق الزجاجة: قدرة OBC تحد من سرعة الشحن. يمكن للمركبة التي تبلغ قدرتها 11 كيلووات OBC أن تستقبل 11 كيلووات فقط حتى في محطة بقدرة 22 كيلووات.
⚡ شحن التيار المستمر — تجاوز OBC، مباشرة إلى البطارية
🔌
الشبكة
400 فولت / تيار متردد ثلاثي الطور
↓
🏭
وحدات طاقة المحطة (PFC)
AC → DC · 50 كيلو واط – 2500 كيلو واط · يتواصل مع نظام إدارة المباني
↓
✅
تجاوز OBC
تم تجاوز المحول الموجود داخل السيارة
↓
🔋
البطارية
يستقبل مباشرة ضوابط DC · BMS الحالية في الوقت الحقيقي
ميزة: من خلال تجاوز OBC، يتم نقل الطاقة بشكل أعلى بكثير. الحد: جهد بطارية السيارة والحد الأقصى للتيار المقبول بواسطة BMS.
📈 منحنى الشحن CC-CV الذي يتم التحكم فيه بواسطة BMS
⚡ المرحلة الأولى: التيار المستمر (CC)
- بين 0% → 80% شركة نفط الجنوب
- ثابت التيار، الجهد يرتفع ببطء
- مثال: ثابت 437 أمبير، يرتفع 500 فولت → 800 فولت
- ذروة الطاقة → المرحلة الأسرع
🔋 المرحلة الثانية: الجهد المستمر (CV)
- بين 80% → 100% شركة نفط الجنوب
- ثابت الجهد، التيار يتناقص
- مثال: ثابت 800 فولت، 437 أمبير → 20 أمبير
- حماية البطارية ← يتباطأ الشحن
لماذا يتباطأ عند 80٪؟
يبدأ التشبع الكيميائي في خلايا البطارية. التيار العالي يمكن أن يسبب طلاء الليثيوم في الخلايا، مما يسبب ضررا دائما. BMS يقيد التيار لمنع ذلك.
🏗️ العمارة الداخلية لمحطة العاصمة
🔌
محول الإدخال
يخفض الجهد المتوسط 10 كيلو فولت – 35 كيلو فولت إلى 400 فولت. محول كبير مطلوب لـ MCS.
🔄
وحدات الطاقة PFC
كل وحدة 30-50 كيلو واط. تشغيل بالتوازي للوصول إلى الطاقة الإجمالية. 97%+ كفاءة.
🧠
الاتصالات BMS
كان باص / ISO 15118 / OCPP. تنقل المركبة أكثر من 100 حزمة بيانات في الثانية.
❄️
نظام التبريد
التبريد السائل إلزامي عند 500 كيلو واط+. تبريد الكابلات والوحدة عبارة عن دوائر منفصلة.
🔴MCS — نظام شحن ميجاوات
تم تصميم معيار MCS (ISO 15118-20) الذي طورته CharIN للمركبات الثقيلة. يوفر 5-10x قوة الشحن العادي بالتيار المستمر. يستخدم أنظمة الكابلات المبردة بالسائل الإلزامية.
ماكس الجهد
1500 V
ماكس الحالي
3000 A
الهدف النهائي
4500 kW
معيار
ISO 15118-20
مستويات القوة
700 kW
1000V × 700A
1000 kW
1000V × 1000A
1500 kW
1000V × 1500A
1500 kW
1500V × 1000A
2000 kW
1500V × 1333A
2500 kW ⭐
1500V × 1666A
⚙️ التحديات والحلول التقنية
🌡️
إدارة حرارة الكابلات
يسخن الكابل النحاسي بشكل ملحوظ عند 1000 أمبير+. تحتوي كابلات MCS على قنوات تبريد سائلة داخلية.
الحرارة ∝ I² × R (قانون جول) · 2x التيار = 4x الحرارة
💧
كابل مبرد بالسائل
يحتوي على قناتين سائلتين: خليط الماء والجلسرين يزيل الحرارة. قطر الكابل: ~35-50 ملم.
المعيار: IEC 62196 · قدرة التبريد: 10-20 كيلو واط
🔒
أمان
1500V DC يمكن أن يخلق أقواسًا قاتلة. تتم مراقبة العزل في الوقت الحقيقي، ويتم ضبط الجهد الكهربي قبل الاتصال.
HVIL · زمن الاستجابة <2 مللي ثانية · ISO 15118-20
🏭
الطلب على الشبكة
2.5 ميجاوات ≈ استهلاك متزامن لـ 2000 منزل. مطلوب اتصال الجهد المتوسط (10-35 كيلو فولت).
الحل: يوفر المخزن المؤقت للبطارية BESS دعمًا فوريًا للطاقة
📡
سرعة نظام إدارة المباني
عند 2500 كيلوواط، يجب على BMS تحديث التيار كل مللي ثانية. التأخير = تلف البطارية.
ISO 15118-20 <1 مللي ثانية · طبقة مادية PLC + Ethernet
⚡
الأمثلة الحالية
تسلا V4: 500 كيلووات · كيمبوور: 400 كيلووات · هيليوكس 1 ميجاوات: الشاحنات · إيه بي بي تيرا إتش بي: 2400 كيلووات
⏱️ مقارنة وقت الشحن (75 كيلووات ساعة، 20%←80%)
* يختلف حسب حدود نظام إدارة المباني (BMS) للمركبة، ودرجة حرارة البطارية، وSOC الحالي.
🌍 جهد الشبكة والتردد والطاقة المنزلية والصناعية حسب الدولة
نظام 110-127 فولت
نظام 220-230 فولت
مختلط / إقليمي
صناعي / 3 فاز: 380 – 415 فولت
| الدولة | الجهد | التكرار. | أمبيرات منزلية | صناعي / 3 مراحل | شحن السيارة الكهربائية | المقبس | ملحوظة |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 🇺🇸الولايات المتحدة الأمريكية | 120V | 60Hz | 15–20A | 208/240/480V 3F | 30–50A | النوع أ/ب | 240 فولت فقط للأجهزة الكبيرة (المجفف، الموقد، شحن السيارة الكهربائية) |
| 🇯🇵اليابان | 100V | 50/60Hz | 15–20A | 200V 3F | 30A | النوع أ | أدنى جهد للشبكة في العالم. غرب اليابان = 60 هرتز، الشرق = 50 هرتز |
| 🇨🇦كندا | 120V | 60Hz | 15A | 208/240/480V 3F | 30–50A | النوع أ/ب | نفس النظام المتبع في الولايات المتحدة الأمريكية |
| 🇲🇽المكسيك | 127V | 60Hz | 15A | 220/440V 3F | 30A | النوع أ/ب | تستخدم معظم أمريكا الوسطى 110-127 فولت |
| 🇹🇼تايوان | 110V | 60Hz | 15A | 220/380V 3F | 30A | النوع أ | نظام مماثل لليابان |
| 🇧🇷البرازيل | 127/220V | 60Hz | 15–16A | 220/380V 3F | 32A | رقم 14136 | يختلف حسب المنطقة. بعض المدن تستخدم 220 فولت |
| 🇹🇷تركيا | 230V | 50Hz | 16A | 400V 3F | 32A | النوع F (شوكو) | نظام الاتحاد الأوروبي القياسي |
| 🇩🇪ألمانيا | 230V | 50Hz | 16A | 400V 3F | 32A | النوع F (شوكو) | تعتبر التوصيلات المنزلية ثلاثية الطور 400 فولت شائعة |
| 🇫🇷فرنسا | 230V | 50Hz | 16–20A | 400V 3F | 32A | النوع ه | تحتوي مآخذ النوع E على مقبس دبوس مختلف |
| 🇬🇧المملكة المتحدة | 230V | 50Hz | 13A | 400V 3F | 32A | النوع ز (BS 1363) | تحتوي المقابس على منصهرات مدمجة (3A/5A/13A) |
| 🇳🇱هولندا | 230V | 50Hz | 16A | 400V 3F | 32A | اكتب F/E | البنية التحتية الأكثر كثافة لشحن السيارات الكهربائية في الاتحاد الأوروبي |
| 🇳🇴النرويج | 230V | 50Hz | 16–20A | 400V 3F | 32A | النوع ف | رقم 1 عالميًا في اعتماد المركبات الكهربائية للفرد |
| 🇨🇳الصين | 220V | 50Hz | 10–16A | 380V 3F | 32A | جيجا 2099 | يستخدم معيار الشحن GB/T |
| 🇦🇺أستراليا | 230V | 50Hz | 10A | 400V 3F | 32A | النوع الأول (AS/NZS) | أمبير مقبس منخفض؛ قواطع الدائرة 20A+ |
| 🇮🇳الهند | 230V | 50Hz | 6–16A | 415V 3F | 32A | النوع د/م | المقابس الكبيرة ذات 3 سنون شائعة |
| 🇸🇦المملكة العربية السعودية | 127/220V | 60Hz | 15A | 380/400V 3F | 30A | النوع أ/ب/ز | المناطق القديمة 127 فولت؛ المباني الجديدة 220 فولت |
| 🇦🇪الإمارات العربية المتحدة | 220V | 50Hz | 13A | 400V 3F | 32A | النوع ز (المملكة المتحدة) | الإرث الاستعماري البريطاني، يشبه قابس المملكة المتحدة |
| 🇰🇷كوريا الجنوبية | 220V | 60Hz | 16A | 380V 3F | 32A | النوع F (شوكو) | هيونداي/كيا رائدة في هندسة 800 فولت |
| 🇮🇱إسرائيل | 230V | 50Hz | 16A | 400V 3F | 32A | النوع ح (SI 32) | نوع المقبس فريد من نوعه لإسرائيل |
| 🇿🇦جنوب أفريقيا | 230V | 50Hz | 16A | 400V 3F | 32A | النوع م (بس 546) | BS546 مآخذ كبيرة ذات 3 سنون |
🇺🇸 نظام 110–127 فولت (أمريكا الشمالية)
جهد مخرج أمريكا الشمالية هو 120 فولت / 60 هرتز. دائرة منفصلة 240 فولت للأجهزة الكبيرة (NEMA 14-50). شحن المستوى 2 للمركبة الكهربائية: 240 فولت × 32 أمبير = 7.7 كيلووات.
120V × 15A = 1.8 kW (Level 1)
240V × 32A = 7.7 kW (Level 2)
240V × 50A = 12 kW (Level 2ماكس)
240V × 32A = 7.7 kW (Level 2)
240V × 50A = 12 kW (Level 2ماكس)
🇪🇺 نظام 220 – 230 فولت (أوروبا / تركيا)
المعيار الأوروبي هو 230 فولت / 50 هرتز (IEC 60038). مخرج أحادي الطور 16A = 3.7 كيلو واط. ثلاث مراحل: 400 فولت × 32 أمبير × √3 = 22 كيلو واط.
230V × 16A = 3.7 kW (منفذ منزلي)
400V × 16A × √3 = 11 kW (3-المرحلة)
400V × 32A × √3 = 22 kW (3 مراحل ماكس)
400V × 16A × √3 = 11 kW (3-المرحلة)
400V × 32A × √3 = 22 kW (3 مراحل ماكس)
⚡ لماذا يعتبر 230 فولت أكثر كفاءة؟
جهاز 1000 واط: 120 فولت → 8.3 أمبير، 230 فولت → 4.35 أمبير. يتناسب فقدان حرارة الكابل مع I²×R. نظام 230 فولت لديه فقدان حرارة أقل بنسبة 72%. لم تتمكن الولايات المتحدة من التحول من 110 فولت لأن تحويل البنية التحتية منذ ثمانينيات القرن التاسع عشر كان مكلفًا للغاية.
🇯🇵 اليابان: 100 فولت / 50 هرتز و60 هرتز (حسب المنطقة)
🇸🇦 السعودية: 127 فولت (قديم) / 220 فولت (جديد)
🇸🇦 السعودية: 127 فولت (قديم) / 220 فولت (جديد)
🔌 أنواع المقابس العالمية وموصلات شحن المركبات الكهربائية
النوع 1 (J1772)
أمريكا الشمالية، اليابان
AC
11.5 kW
النوع 2 (مينيكس)
أوروبا، تركيا
AC
43 kW
CCS1
أمريكا الشمالية
DC
350+ kW
CCS2
أوروبا، تركيا
DC
350+ kW
تشاديمو
اليابان
DC
400 kW
NACS / تسلا
الولايات المتحدة الأمريكية، طرح عالمي
AC+DC
500 kW
جيجابايت/تي (تيار متردد)
الصين
AC
7 kW
جيجابايت/تي (تيار مستمر)
الصين
DC
480 kW
MCS
العالمية الثقيلة
DC
2500 kW
المصادر والمعايير
شارين إي.في. - معيار MCS
IEC 61851 — معدات شحن المركبات الكهربائية
ISO 15118 — الاتصال من المركبة إلى الشبكة
IEC 60038 – معايير جهد الشبكة
NEMA - معايير أمريكا الشمالية
شارين إي.في. - معيار MCS
IEC 61851 — معدات شحن المركبات الكهربائية
ISO 15118 — الاتصال من المركبة إلى الشبكة
IEC 60038 – معايير جهد الشبكة
NEMA - معايير أمريكا الشمالية
الصيغ الأساسية
P = V × I (تيار مستمر / تيار متردد أحادي الطور)
P = √3 × V × I × cosφ (AC ثلاثي الطور)
فقدان الحرارة = I² × R
الكفاءة = P_out / P_in × 100
P = V × I (تيار مستمر / تيار متردد أحادي الطور)
P = √3 × V × I × cosφ (AC ثلاثي الطور)
فقدان الحرارة = I² × R
الكفاءة = P_out / P_in × 100
ملحوظة
هذه الصفحة تعليمية. تختلف سرعة الشحن الحقيقية حسب نظام إدارة المباني في السيارة، ودرجة حرارة البطارية، وSOC، والكابل، وسعة المحطة.
هذه الصفحة تعليمية. تختلف سرعة الشحن الحقيقية حسب نظام إدارة المباني في السيارة، ودرجة حرارة البطارية، وSOC، والكابل، وسعة المحطة.
حول محاكي شحن المركبات الكهربائية
تشرح هذه المحاكاة بشكل مرئي وتفاعلي العلاقة بين كيلووات، والجهد والأمبير في أنظمة شحن السيارات الكهربائية، والاختلافات الفنية بين شحن التيار المتردد والتيار المستمر، ونظام الشحن فائق السرعة بقدرة 1500-2500 كيلووات، ومعايير الشبكة حسب البلد. وتستند جميع البيانات على معايير الشحن الحقيقية (IEC 61851، ISO 15118، CharIN MCS).