تفاوت‌ شارژرهای AC و DC در خودروهای برقی چیست؟

خودروهای الکتریکی با استفاده از برق به جای سوخت‌های فسیلی حرکت می‌کنند. این برق می‌تواند از از طریق دو نوع شارژر جریان متناوب (AC) یا جریان مستقیم (DC) به خودروها برسد.

در حالی که هر دو جریان AC و DC می توانند به رانندگان کمک کنند تا خودرو خود را روشن کنند و در جاده ها حرکت کنند، تفاوت هایی بین آنها وجود دارد و درک تفاوت‌های بین این دو نیز برای مالکان خودروهای الکتریکی مهم است، زیرا این امر بر نحوه شارژ و عملکرد خودرو تأثیر می‌گذارد. ما در این مقاله قصد داریم به بررسی کامل تفاوت‌ شارژرهای AC و DC در خودروهای برقی و نحوه عملکرد آن‌ها بپردازیم.

اکوسیستم شارژ خودروهای برقی (EV)

جهان به سرعت به سمت حمل و نقل الکتریکی حرکت می‌کند و به موازات آن، اکوسیستم شارژ خودروهای برقی (EV) نیز در حال تکامل است. در تئوری، این مفهوم ساده است: به جای پر کردن مخزن با سوخت در جایگاه‌های بنزین، خودروهای برقی برای شارژ باتری خود به ایستگاه‌های شارژ متصل می‌شوند.

با این حال، در دنیای واقعی، همه شارژرها یکسان نیستند. ایستگاه‌های شارژ EV در اشکال، اندازه‌ها و کاربردهای مختلفی وجود دارند. یکی از عوامل اصلی تمایز آنها، نوع جریانی است که از آن استفاده می‌کنند.

شارژر AC چیست؟

شارژر AC (جریان متناوب) نوعی شارژر است که برای شارژ خودروهای برقی با استفاده از برق متناوب از شبکه برق عمل می‌کند. برق متناوب نوعی جریان الکتریکی است که به طور متناوب جهت خود را تغییر می‌دهد، برخلاف برق مستقیم (DC) که در باتری‌ها ذخیره می‌شود.این نوع شارژر در مقایسه با شارژر DC (جریان مستقیم) رایج‌تر و کم‌هزینه‌تر است، اما سرعت شارژ کندتری دارد.

قوی ترین شارژرهای AC می توانند تا 43 کیلو وات را ارائه دهند، در حالی که برای مثال، باتری ماشین ام جی Marvel R Electric را می توان با حداکثر 11 کیلو وات AC شارژ کرد.

شارژر AC ابتدا برق متناوب (AC) را از شبکه برق دریافت می‌کند و آن را به برق مستقیم (DC) که برای باتری خودرو مناسب است، تبدیل می‌کند. این فرآیند توسط مبدلی انجام می‌شود که در داخل شارژر تعبیه شده است. سپس، برق DC تبدیل شده به باتری خودرو هدایت می‌شود و آن را شارژ می‌کند.

شارژرهای AC برای شارژهای روزمره خودروهای برقی در خانه، محل کار یا مکان‌های عمومی ایده‌آل هستند. آنها همچنین می‌توانند برای شارژ باتری‌های کمکی خودروهای هیبریدی و الکتریکی استفاده شوند.

اجزای اصلی شارژرهای AC چیست؟

اجزای اصلی یک شارژر AC عبارتند از:

کابل شارژ: این کابل، خودروی برقی را به منبع تغذیه متصل می‌کند. کابل‌های شارژ AC می‌توانند سطوح مختلفی از قدرت را ارائه دهند و معمولاً با یک کانکتور مخصوص برای اتصال به خودروی برقی و یک پلاگین برای اتصال به پریز برق مجهز هستند.
شارژر داخلی: این دستگاه در داخل خودروی برقی قرار دارد و برق AC را به برق DC تبدیل می‌کند که می‌تواند توسط باتری ذخیره شود. شارژر داخلی همچنین وظایف مختلفی مانند تنظیم فرآیند شارژ، نظارت بر سلامت باتری و ایمن نگه داشتن فرآیند را بر عهده دارد.
الکترونیک قدرت: این بخش از شارژر AC برای تبدیل ولتاژ و جریان برق AC ورودی به سطوح مورد نیاز برای شارژ باتری استفاده می‌شود. اجزای الکترونیک قدرت شامل ترانسفورماتورها، یکسو کننده‌ها، فیلترها و سوئیچ‌ها هستند.
رابط ارتباطی: این رابط به کاربر اجازه می‌دهد تا وضعیت شارژ را کنترل کند و در صورت لزوم تنظیماتی را انجام دهد. رابط‌های رایج شامل نمایشگرهای LED، دکمه‌ها و اتصالات داده هستند.
ایستگاه شارژ: این ایستگاه، نقطه اتصال فیزیکی بین شارژر AC و شبکه برق است. ایستگاه‌های شارژ می‌توانند به صورت دیواری نصب شده یا مستقل باشند و سطوح مختلفی از قدرت را ارائه دهند.

مزایای شارژ AC

دسترسی: شارژ AC به طور گسترده در دسترس است زیرا می توان آن را با استفاده از پریز برق استاندارد انجام داد. این بدان معناست که رانندگان EV می توانند در خانه، محل کار یا مکان های عمومی بدون نیاز به تجهیزات یا زیرساخت های تخصصی شارژ کنند.
ایمنی: شارژ AC به طور کلی ایمن تر از سایر روش های شارژ در نظر گرفته می شود زیرا انرژی را در شکل موج سینوسی ارائه می دهد که احتمال ایجاد شوک الکتریکی را کمتر از سایر اشکال موج دارد.
مقرون به صرفه بودن: شارژ AC در مقایسه با سایر روش های شارژ ارزان تر است زیرا به تجهیزات یا زیرساخت های تخصصی نیاز ندارد. این امر آن را به گزینه ای مقرون به صرفه تر برای اکثر رانندگان EV تبدیل می کند.

معایب شارژ AC

زمان شارژ کند: شارژرهای AC قدرت شارژ محدودی دارند و کندتر از ایستگاه های DC هستند. این می تواند برای رانندگان EV که نیاز به شارژ سریع در جاده دارند، مانند رانندگانی که برای سفرهای طولانی رانندگی می کنند، مشکل ساز باشد. زمان شارژ AC می تواند بسته به ظرفیت باتری از چند ساعت تا چند روز متغیر باشد.
بهره وری انرژی: شارژرهای AC به اندازه ایستگاه های شارژ فوق سریع از نظر انرژی کارآمد نیستند زیرا برای تبدیل ولتاژ به ترانسفورماتور نیاز دارند. این فرآیند تبدیل منجر به اتلاف انرژی می شود که می تواند برای رانندگانی که نگران مصرف انرژی هستند، یک نقطه ضعف باشد.

شارژر DC چیست؟

شارژر DC، که به آن شارژر سریع یا شارژ مستقیم نیز گفته می‌شود، نوعی سیستم شارژ است که برای شارژ سریع‌تر باتری‌های خودروهای برقی طراحی شده است. این شارژرها با تبدیل مستقیم برق متناوب (AC) شبکه به برق DC، این امر را میسر می‌کنند.

برخلاف شارژرهای AC که از شارژر داخلی خودرو برای تبدیل AC به DC قبل از رسیدن به باتری استفاده می‌کنند، شارژرهای DC این مرحله را دور زده و برق DC را مستقیماً به باتری می‌رسانند. این امر فرآیند شارژ را به طور قابل توجهی سریع‌تر می‌کند.

اجزای اصلی شارژرهای DC چیست؟

منبع تغذیه DC: این بخش برق AC را از شبکه برق یا باتری به برق DC تبدیل می کند که برای شارژ باتری دستگاه مورد نظر مناسب است. منبع تغذیه DC معمولاً از یک ترانسفورماتور، یکسو کننده، فیلتر و مدار کنترل تشکیل شده است.
کنترل کننده شارژ: این بخش فرآیند شارژ را تنظیم می کند و اطمینان می دهد که باتری به طور ایمن و کارآمد شارژ می شود. کنترل کننده شارژ معمولاً شامل مدارهایی برای نظارت بر ولتاژ و جریان باتری، تنظیم جریان شارژ و خاموش کردن شارژ در صورت رسیدن باتری به شارژ کامل است.
کابل شارژ: این کابل شارژر DC را به دستگاهی که باید شارژ شود وصل می کند. کابل های شارژ DC می توانند سطوح مختلفی از قدرت را ارائه دهند و معمولاً با یک کانکتور مخصوص برای اتصال به دستگاه و یک پلاگین برای اتصال به شارژر DC مجهز هستند.
محفظه: این محفظه اجزای داخلی شارژر DC را از عوامل محیطی محافظت می کند.

مزایای شارژ DC

سرعت: شارژ DC سریع‌ترین روش شارژ موجود برای EV ها است. با توجه به ظرفیت باتری، می‌تواند یک EV را در کمتر از 20 تا 30 دقیقه شارژ کند. این امر آن را برای رانندگانی که به دنبال شارژ سریع در طول سفر هستند ایده‌آل می‌کند.

معایب شارژ DC

دسترسی: در حال حاضر، ایستگاه‌های شارژ سریع DC به طور گسترده در دسترس نیستند و ممکن است در برخی مناطق به سختی یافت شوند. علاوه بر این، همه ایستگاه‌های شارژ عمومی به تجهیزات شارژ سریع مجهز نیستند. رانندگان EV ها باید از برنامه‌هایی برای یافتن شارژرهای DC در نزدیکی خود استفاده کنند.
هزینه: شارژ در ایستگاه‌های شارژ DC می‌تواند گران باشد، به خصوص در مقایسه با شارژ AC. قیمت‌ها بسته به مکان و نوع شارژر متفاوت است. برخی از ایستگاه‌ها ممکن است برای 30 دقیقه اول شارژ رایگان ارائه دهند، در حالی که برخی دیگر هزینه ثابتی را دریافت می‌کنند.
تاثیر بر باتری: شارژ سریع مکرر می‌تواند اثرات نامطلوبی بر عمر باتری EV داشته باشد. شارژ سریع باعث می‌شود باتری سریع‌تر گرم شود، که می‌تواند به مرور زمان به آن آسیب برساند.

تفاوت‌ شارژرهای AC و DC در خودروهای الکتریکی چیست؟

محل تبدیل نیرو:

شارژرهای AC: برق متناوب (AC) را از شبکه دریافت می کنند و آن را به direct current (DC) تبدیل می کنند که باتری می تواند از آن استفاده کند. این تبدیل در داخل شارژر داخلی خودرو انجام می شود.
شارژرهای DC: برق متناوب (AC) را از شبکه دریافت می کنند، اما تبدیل به direct current (DC) در داخل خود شارژر انجام می شود. این امر به آنها اجازه می دهد تا مستقیماً به باتری خودرو برق DC را تامین کنند.

شارژ در خانه:

شارژرهای AC: برای نصب در خانه مناسب هستند. آنها ارزان تر، کوچک تر و با نیاز به برق کمتری نسبت به شارژرهای DC هستند.
شارژرهای DC: به دلیل هزینه بالا، فضای بزرگ تر و نیاز به برق بیشتر، برای نصب در خانه مناسب نیستند.

شارژ سیار:

شارژرهای AC: می توانند سیار باشند، زیرا کوچک و سبک هستند. این موضوع آنها را برای استفاده در سفر مناسب می کند.
شارژرهای DC: به دلیل وزن بالا و نیاز به برق بالا، سیار نیستند.

سرعت شارژ:

شارژرهای DC: به طور قابل توجهی سریعتر از شارژرهای AC هستند. این به دلیل این است که نیاز به تبدیل AC به DC در داخل خودرو را از بین می برند.
شارژرهای AC: سرعت شارژ کندتری دارند.

منحنی شارژ:

شارژرهای DC: در ابتدای فرآیند شارژ، سریع شارژ می کنند و با نزدیک شدن به ظرفیت کامل باتری، سرعت آنها کاهش می یابد.
شارژرهای AC: با سرعت ثابتی شارژ می کنند.

سلامت باتری:

شارژرهای DC: استفاده مداوم از آنها می تواند باعث کاهش طول عمر باتری شود. این به دلیل گرمای زیاد ایجاد شده در حین شارژ سریع است.
شارژرهای AC: تاثیر کمتری بر سلامت باتری دارند.

هزینه:

شارژرهای AC: ارزان تر از شارژرهای DC هستند، هم از نظر قیمت خود شارژر و هم از نظر هزینه نصب.
شارژرهای DC: گران تر از شارژرهای AC هستند.

جمع بندی

انتخاب بین شارژر AC و DC به نیازها و بودجه شما بستگی دارد. اگر به دنبال سریعترین روش شارژ هستید و هزینه برایتان مهم نیست، شارژر DC بهترین انتخاب است. با این حال، اگر به دنبال یک راه حل ارزان تر هستید و می توانید زمان بیشتر برای شارژ صرف کنید، شارژر AC انتخاب مناسبی است.

ناگفته نماند که حتی کندترین ایستگاه شارژ AC اختصاصی یک EV با اندازه متوسط را در طول شب پر می کند، بنابراین احتمالاً برای سفرهای روزانه خود نیازی به استفاده از شارژ DC ندارید. جایی که شارژ DC می درخشد برای شارژ سریع در سفرهای طولانی است. بسته به ظرفیت شارژ خودرو و توان خروجی ایستگاه، یک شارژر DC می‌تواند خودروی الکتریکی شما را در کمتر از یک ساعت شارژ کند و به شما امکان می‌دهد به سرعت سفر خود را از سر بگیرید.