شحن المركبات الكهربائية وأهم قصص النقل الأخرى

IEEE الطيفغطت تغطية النقل لهذا العام الإنجازات في مجال السيارات الكهربائية والبطاريات والشحن والأتمتة والطيران والتكنولوجيا البحرية والمزيد. تابع القراء السباق لإعادة بناء صناعة المغناطيس في الولايات المتحدة، وإعادة التفكير في هندسة شحن المركبات الكهربائية، وإعادة اختراع برمجيات السيارات. وقاموا بتتبع سباق الصين نحو الشحن لمدة خمس دقائق، وظهور أجهزة الشحن المنزلية عالية الطاقة، والدفع نحو أتمتة المطارات. استكشفت قصصنا الأكثر قراءة أيضًا الجيل التالي من الملاحة، ووقود الشحن الخالي من الكربون، والسفن الكهربائية ذات الحجم القياسي، واختبارات الطريق المبكرة لبطاريات الحالة الصلبة. تابع القراءة للحصول على ملخصنا لقصص النقل المنشورة في عام 2025 والتي وجدها القراء أكثر إقناعًا.

سلك الأعمال

ركز مركز النقل الأكثر زيارة هذا العام على جهود الولايات المتحدة لإعادة بناء الإمدادات المحلية من مغناطيس النيوديميوم والحديد والبورون (NdFeB) – وهي مكونات مهمة للمركبات الكهربائية وتوربينات الرياح وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) والعديد من الأنظمة العسكرية. بدأت شركة MP Materials الإنتاج التجريبي في مصنعها الجديد في تكساس، مع خطط لزيادة الإنتاج إلى ما بين 1000 و3000 طن سنويًا وتوريدها لشركات مثل جنرال موتورز. مشاريع أمريكية أخرى من مغناطيسات e-VAC, نوفون, الولايات المتحدة الأمريكية الأرض النادرة، و رباعي تظهر أيضًا.

لكن هذه الجهود تتضاءل أمام صناعة المعادن الأرضية النادرة في الصين: إذ تنتج الصين 85 إلى 90 في المائة من مغناطيس ندفيب و97 في المائة من المعادن الأرضية النادرة الأساسية، حيث تنتج الشركات الصينية الفردية عشرات الآلاف من الأطنان – وهو ما يزيد بكثير عن جميع المصانع غير الصينية مجتمعة. وتتمتع الصين أيضًا بقدرة هائلة على التكرير والإنتاج غير مستخدمة، مما يبقي الأسعار العالمية منخفضة.

ومن الممكن أن توفر استراتيجية “من المنجم إلى المغناطيس” الفريدة التي تتبناها شركة MP Materials المعلومات الاستخباراتية ومرونة سلسلة التوريد، ولكن التنافس مع إعانات الدعم الصينية وحجمها سيكون بالغ الصعوبة. وقد تدفع وزارة الدفاع الأميركية علاوة على مغناطيسات “الأمة الصديقة”، ولكن شركات صناعة السيارات المهووسة بالتكلفة، مثل جنرال موتورز، قد تقاوم الأسعار المحلية المرتفعة.

جيم ويست / ريا / ريدوكس

تعد شبكة عامة قوية لشحن السيارات الكهربائية أمرًا ضروريًا لاعتماد السيارات الكهربائية على نطاق واسع، وخاصة للسائقين الذين لا يستطيعون الشحن بشكل موثوق في المنزل. ومع ذلك، فإن محطات الشحن السريع اليوم باهظة الثمن ومعقدة، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى ميزة واحدة: العزل الجلفاني، وهو حاجز الأمان القائم على المحولات الذي يحمي من الصدمات الكهربائية عند فشل التوصيلات الأرضية. تمثل أجهزة العزل هذه ما يقرب من 60 بالمائة من تكلفة أجهزة الشحن الإلكترونية ونحو نصف خسائر الطاقة، مما يجعل بناء وصيانة أجهزة الشحن السريعة مكلفة. مؤلفو هذا المقال – وهم من قدامى العاملين في شركة AC Propulsion، الذين أثرت تقنيتهم ​​المبكرة على سيارة تيسلا رودستر – يجادلون بأن العزل الجلفاني لم يعد ضروريًا.

يقترح المؤلفون نهجًا جديدًا يسمونه تحويل الطاقة المباشر (DPC): إزالة رابط العزل بالكامل واستبداله بما يلي: (1) نظام أرضي مزدوج مع كشف الاستمرارية الأرضية لمنع مخاطر الصدمات، و(2) منظم الجهد للتعامل مع عدم تطابق الجهد بين الشبكة وبطارية السيارة الكهربائية. إن إزالة العزل من شأنه أن يبسط أجهزة الشحن من أربع مراحل لتحويل الطاقة إلى مرحلة واحدة فقط (بالإضافة إلى منظم الجهد إذا لزم الأمر). يمكن أن يؤدي ذلك إلى خفض تكاليف أجهزة الشحن بأكثر من النصف، وتحسين الكفاءة بنسبة 2-3%، وتمكين محطات الشحن السريع الأرخص بكثير، والسماح لشواحن المركبات الكهربائية بأن تصبح قوية بما يكفي لشحن المستوى 3، وتسريع توسيع البنية التحتية للشحن العام. ويرى المؤلفون أن تبسيط أجهزة الشحن – والتخلص من الافتراضات القديمة حول العزلة الجلفانية – هو أسرع طريق لشبكة شحن سيارات كهربائية ميسورة التكلفة وموثوقة، وهو أمر بالغ الأهمية لاعتماد السيارات الكهربائية على نطاق واسع.

بي واي دي

بي واي دي أطلقت العنان لشحن السيارات الكهربائية من فئة ميجاوات في الصين، مما أدى إلى توفير الطاقة مدى 400 كيلومتر في خمس دقائق– ثلاثة أضعاف القوة (وبالتالي السرعة ثلاثة أضعاف) لأفضل الأجهزة الأمريكية اليوم. أ هان ل وصلت سيارة السيدان لفترة وجيزة إلى 1002 كيلووات على منصة BYD الجديدة بقدرة 1000 فولت، والتي تستخدم رقائق كربيد السيليكون بقوة 1500 فولت وبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم المعاد تصميمها لتمكين الشحن الآمن وفائق السرعة. إن نهج BYD المتكامل رأسياً – بناء السيارات والبطاريات وأجهزة الشحن – يتيح لها التوسع بسرعة والحفاظ على الأسعار منخفضة. وقد نشرت الشركة بالفعل 500 ميجاشارجر وتخطط لنشر 4000 شاحن آخر، مما يدفع الصين إلى الأمام كثيرًا في ظل منافسيها مثل هواوي و زكر السباق لمطابقة سرعات تصل إلى 1500 كيلوواط. وتنتج الصين 85 إلى 90% من مغناطيس ندفيب و97% من المعادن الأرضية النادرة الأساسية، حيث تنتج الشركات الصينية الفردية عشرات الآلاف من الأطنان – وهو ما يزيد بكثير عن جميع المصانع غير الصينية مجتمعة.

تشارج بوينت

مكيبيلو