توضیح انتقال EV: زیرساخت شارژر

توانایی شارژ راحت یک EV در خارج از خانه یکی از نگر، های اصلی بسیاری از دارندگان EV است. یک 2022 نظر سنجی از صاحبان EV توسط فوربس نشان می دهد که 62 درصد از پاسخ دهندگان آنقدر در مورد محدوده خودروهای الکتریکی خود مضطرب هستند که برنامه های سفر تحت تأثیر قرار گرفته است. در حالی که “اضطراب محدوده” شاید بیش از حد دمیده شده، نیاز به یک زیرساخت شارژ خارجی گسترده و قابل اعتماد نیست.

اصطلاحات زیرساخت به خودی خود می تواند گیج کننده باشد. برای وضوح، به خاطر داشته باشید که الف ایستگاه شارژ یک مکان فیزیکی خاص است که دارای یک یا چند مکان است پست های شارژ یک پست شارژ خود ممکن است یک یا چند داشته باشد پورت ها، جایی که هر پورت می تواند یک EV را شارژ کند. هر پست ممکن است چندین نوع اتصال دهنده خدمات برای پشتیب، از انواع مختلف داشته باشد استانداردهای کانکتور شارژ EV. و یک پورت ممکن است سطوح توان متفاوتی را تامین کند.

هرچه برق بیشتری تحویل داده شود، EV سریعتر شارژ می شود. زمان های شارژ متفاوت خواهد بود بر اساس مدل و وضعیت باتری EV. آب کم عمق می گوید یک F-150 Lightning “با استفاده از شارژر سریع 150 کیلووات + DC، بسته استاندارد 98 کیلووات ساعتی می تواند از 15 تا 80 درصد در حدود 44 دقیقه شارژ شود.”، در حالی که هیوندای می گوید IONIQ 5 EV آن با استفاده از یک شارژر 350 کیلوواتی “می تواند از 10 درصد تا 80 درصد تنها در 18 دقیقه شارژ شود.”

پیدا ، یک پورت شارژ 350 کیلوواتی کار آس، نیست. از بهار امسال، 88 درصد از 46000 ایستگاه شارژ عمومی EV دارای مقداری 115000 پورت شارژ به علاوه که فقط از شارژ L2 پشتیب، می کند، مطابق با US News & World Report. تسلا است ارتقاء 1500 ایستگاه سوپرشارژر آن در ایالات متحده به 300 کیلووات، و همچنین شارژ باز برای وسایل نقلیه غیر تسلا، اما برخی 40 درصد شارژرهای سریع DC کار می کنند در حال حاضر تنها 50 کیلو وات.

پیش‌بینی‌ها در مورد تعداد شارژرها و انواع مورد نیاز بسیار متفاوت است، بسته به فرضیات در مورد تعداد و انواع خودروهای الکتریکی در حال کار در ایالات متحده و در جای دیگر به ،وان مثال شورای بین المللی حمل و نقل پاکبرآوردها تا سال 2030، 25 میلیون خودروی برقی در جاده ها در ایالات متحده وجود خواهد داشت و باید 1.3 میلیون L2 محل کار، 900000 درگاه عمومی سطح 2 و 180000 پورت شارژ سریع DC وجود داشته باشد.

ا،ر کارشناسان معتقدند که تعداد شارژرهای مورد نیاز در ایالات متحده در دهه گذشته حداقل 20 برابر بیشتر از آنچه که امروزه وجود دارد است.

را موسسه الکتریک ادیسونبرآوردها 26 میلیون خودروی الکتریکی در جاده ها وجود خواهد داشت و فرض بر این است که باید 1.2 میلیون محل کار L2، 2 میلیون L2 عمومی و 140000 پورت شارژ سریع DC وجود داشته باشد. از سوی دیگر، اگر آمریکا به هدف ،ت بایدن دست یابد نیمی از خودروهای جدید فروخته شده در سال 2030 در خودروهای بدون آلایندگیاز جمله وسایل نقلیه الکتریکی با باتری، برقی هیب، پلاگین، یا خودروهای الکتریکی سلول سوختی، ی،ی 48 میلیون خودروی برقی، باید 553000 محل کار L2، 675000 L2 عمومی و 533000 پورت شارژ سریع DC وجود داشته باشد. با توجه به مک کینزی و شرکت.

صرف نظر از اینکه کدام ،ن به واقعیت نزدیکتر است، ا،ر کارشناسان معتقدند که تعداد شارژرهای مورد نیاز در ایالات متحده در دهه گذشته حداقل 20 برابر بیشتر از آنچه امروز وجود دارد است. این به م،ای نصب صدها پورت شارژ هر روز حداقل برای یک دهه آینده است. برخی از کشورها، مانند ایرلند، نیاز آن را برآورد می کنند پورت های شارژ سریع 50 برابر بیشتر نسبت به حال حاضر، در حالی که استرالیا نیاز خواهد داشت چند برابر بیشتر از این تعداد داده شده آنچه در حال حاضر وجود دارد.

خانواده ای در حالی که ماشین تسلا در 17 ژوئیه 2022 در نفی، یوتا شارژ می شود، در گرمای شدید منتظر می مانند. جورج فری/گتی ایماژ

قرار دادن شارژرها بسیار مهم است. برآوردهای بالا فرض می کنند که بیشتر شارژ EV در خانه انجام می شود. را و، انرژی آمریکا مدتهاست که برخی معتقدند 80 درصد شارژ EV در محل اقامت صاحب خودروهای برقی در ایالات متحده انجام خواهد شد. دیگر مطالعات نشان می دهد که این نسبت ممکن است نزدیک به 60 درصد افزایش یابد، و تنها حدود نیمی از وسایل نقلیه ایالات متحده دارند پارکینگ قابل اعتماد خارج از خیابان در یک خانه مس، علاوه بر این، با توجه به انجمن ملی سازندگان خانه، حدود 31.4 درصد (یا 44 میلیون واحد مس،) خانوارها در خانه های چند خانواده (ی،ی ساختمان های آپارتم،، آپارتمان ها، خانه های شهری و ساختمان های مختلط) زندگی می کنند که ممکن است گزینه های شارژ من،ی نداشته باشند. حذف ”شارژ بیابان ها” که در مناطق روستایی و شهرهابه خصوص در افراد کم درآمد اقلیت مناطق، اولویتی است که باید به آن پرداخته شود. حداقل، ده‌ها میلیون شارژر L2 EV در دهه آینده باید در همه انواع اقامتگاه‌ها نصب شود، اگر خودروهای برقی در ایالات متحده مقیاس‌پذیر شوند، که قابلیت اطمینان سیستم‌های توزیع برق محلی را آزمایش می‌کند.

تلاش برای شارژ عمومی

ابتکارات متعددی برای ارائه شارژ عمومی بیشتر EV در حال انجام است. GM، شرکت شارژ EV EVgo، و مراکز مسافرتی Pilot و Flying J دارند شریک شد نصب 3250 شارژر سریع DC در سراسر کشور تا سال 2025. جنرال موتورز 40000 شارژر L2 ارائه خواهد کرد. در نمایندگی های آن در سراسر ایالات متحده و کانادا نیز. یک تازه تشکیل شده ائتلاف ملی بزرگراه برق (NEHC)، همکاری بین حدود 50 شرکت آب و برق در ایالات متحده است متعهد شد نصب هزاران شارژر سریع در امتداد بزرگراه های ایالات متحده تا پایان سال 2023.

،ت بایدن نیز چنین کرده است متعهد شد برای تامین 5 میلیارد دلار از طریق فدرال قانون زیرساخت، سرمایه گذاری و مشاغل (IIJA) به ایالت‌ها برای کمک به ایجاد شبکه خصوصی شارژ EV با حدا،ر 125000 ایستگاه شارژ با حداقل 4 شارژر سریع DC که تقریباً در هر 50 مایل نزدیک است، اما نه در، بزرگراه های بین ایالتی ایالات متحده. این قانون تا 80 درصد از ایستگاه را پرداخت می کند و به حمایت از تجارت به مدت پنج سال کمک می کند. تحت قو،ن بودجه IIJA، فقط پورت های شارژ غیر اختصاصی می توانند پشتیب، شوند. اطلاعات در مورد زمان انتظار و سرعت شارژ باید در دسترس عموم باشد و زیرساخت شارژ نیز باید برای پشتیب، از پیشرفت‌های فناوری آینده مانند خودروهای خودران و کامیون‌های نیمه تری، الکتریکی طراحی شود.

دریافت تاییدیه منطقه بندی، مجوزها و برخورد با تاسیسات محلی، به ،وان مثال، “هزینه های نرم”، می تواند به سرعت هزینه و زمان مورد نیاز برای ساخت یک ایستگاه را افزایش دهد.

علاوه بر این، بودجه IIJA برای ایستگاه های شارژ طی پنج سال پرداخت می شود. از آنجایی که بیشتر ساخت‌وسازها از سال آینده آغاز می‌شود، قبل از اینکه سیستم شارژ بین ایالتی به طور کامل عملیاتی شود، سال 2028 خواهد بود. با این حال، ممکن است حتی بیشتر طول بکشد، زیرا یکی دیگر از نیازهای بودجه فدرال IIJA این است که خود دستگاه های شارژ EV باشند باید ساخت آمریکا باشد. با توجه به اینکه تعداد کمی از تامین کنندگان شارژ EV این ا،امات را برآورده می کنند، ایالت ها در مورد تاخیرهای احتمالی هشدار می دهند زیرا همه برای منابع مشابه رقابت می کنند. نرم افزار ایستگاه EV نیز باید ایمن باشد، به خصوص که در حال حاضر هستند تبدیل شدن به هدف از هکرها

یکی دیگر از ا،امات IIJA این است که ایستگاه های شارژ باید به خوبی نگهداری شوند. پست های شارژ خودروهای الکتریکی ،اب یا ،اب هستند تبدیل شدن یک نگر، عمده، به جز در سوپرشارژرهای تسلا. آ مطالعه (pdf) در کالیفرنیا نشان داد که با بررسی 657 کانکتور خدمات EV در 181 ایستگاه شارژ سریع DF عمومی در منطقه خلیج سانفرانسیسکو، بیش از 20 درصد از آنها “غیرکارکرده” بودند. اخیرا جی دی پاور نظرسنجی از این مطالعه پشتیب، می کند و مالکان خودروهای برقی را نشان می دهد به طور فزاینده ای ناامید می شود توسط یک “زیرساخت محاصره شده شارژ وسایل نقلیه عمومی… (که در آن) صاحبان وسایل نقلیه برقی همچنان با تج،ات ایستگاه شارژ غیرقابل کار مواجه هستند.”

فورد آنقدر نگران است که هست خود را بر عهده می گیرد تا ایستگاه های EV را بررسی کند، و اگر کانکتورهای سرویس غیر کاربردی پیدا کند، مشکل را تشخیص داده و به صاحب ایستگاه اطلاع می دهد. اگر مشکل اصلاح نشود، نرم افزار مکان یابی ایستگاه خودروهای الکتریکی فورد، ایستگاه را از توصیه های شارژ حذف می کند.

یکی از دلایل رایج برای ایستگاه های شارژ غیرقابل اعتماد EV، کمبود پول و نگهبانان ماهر است. نصب شارژرهای سریع DC گران است و ممکن است بیش از آن هزینه داشته باشد 470000 تا 750000 دلار برای هر ایستگاه شارژ سریع با چهار پورت کاملاً از ابتدا ساخته شده است. چنین ایستگاه شارژی برای پوشش هزینه های عملیاتی خود به حدود 9 مشتری در روز نیاز دارد. که در مناطق روستایی، رسیدن به این عدد ممکن است بسیار سخت باشد. مطالعات نشان می دهد که هست غیرمعمول نیست برای از دست دادن پول ایستگاه های شارژ سریع DC. به ،وان یک بلومبرگمقاله اعلام می کند، ،، که در تجارت شارژ خودروهای برقی مشغول به کار هستند، هر کاری انجام می دهند به جز ،ب سود. جدید و بسیار پرفروش شرکت راه اندازی شارژ EV زمان است در حال حاضر گزارش شده است در مشکلات مالی

ساخت یک ایستگاه EV نیز آسان نیست. اخذ تاییدیه منطقه بندی، مجوزها و برخورد با تاسیسات محلی، به ،وان مثال، “هزینه های نرم، می تواند به سرعت هزینه و زمان مورد نیاز برای ساخت یک ایستگاه را افزایش دهد. هفت سال پیش، کالیفرنیا یک قانون ایالتی تصویب کرد ساده سازی مجوز ایستگاه های برقی. با این حال، قانون به طور گسترده توسط حوزه های قضایی محلی نادیده گرفته می شود، به همین دلیل است که ایالت در زمان بعدی برای گرفتن مجوز (فقط نیوجرسی، یکی دیگر از کشورهای دوستدار EV اعلام شدکندتر است). حتی فردی به باتجربه‌ای مثل تسلا نیز مشکلاتی دارد. روهان پاتل، مدیر ارشد جه،، سیاست عمومی و توسعه تجارت در تسلا، گفت آ کارگاه آموزشی EV آکادمی ملی سال گذشته که تسلا در حال ساخت ده میلیون فوت مربع بود کارخانه گیگا در تگزاس، به دلیل مجوزها و مسائل مربوط به اتصال برق، “ما آن چیز را سریعتر از ساخت یک سوپرشارژر (ایستگاه) در پایین جاده خواهیم ساخت.”

ایستگاه های شارژ برای پشتیب، از تری،های تراکتور برقی آینده یک چالش بزرگ برای پشتیب، خواهد بود انبار و مراکز توزیع و همچنین در جاده بر اساس مطالعه اخیر توسط شرکت آب و برق ایالات متحده شبکه ملی.

شبکه ملی

این مطالعه نیازمندی‌های آینده ایستگاه شارژ EV در سراسر نیویورک و ماساچوست را مورد بررسی قرار داد تا بفهمد چگونه به طور بالقوه بر زیرساخت شبکه آن تأثیر می‌گذارد. این نشان داد که سایت‌های معمولی شارژ خودروهای برقی بزرگراهی تا سال 2030 به بیش از بیست شارژر سریع نیاز خواهند داشت تا از خودروهای برقی مسافربری پشتیب، کنند، که شروع به رسیدن به حدا،ر محدودیت بار اتصال بین توزیع توزیع خواهد کرد. پس از آن، بسیاری از سایت‌های شارژ باید به سیستم انتقال ولتاژ بالا متصل شوند و همچنین شاهد ارتقاء پست‌های برق باشند.

مطالعه شبکه ملی بیان می‌کند که برخی از میدان‌های بزرگراه و سایت‌های کامیون‌های موجود و برنامه‌ریزی‌شده باید اکنون، قبل از نیاز، روند ارتقا را آغاز کنند. این مطالعه خاطرنشان می‌کند: «در حالی که نصب شارژر می‌تواند در عرض چند ماه تکمیل شود، اتصالات و ارتقاء انتقال بزرگتر ممکن است تا هشت سال طول بکشد تا ساخته شود.» علاوه بر این، نتایج خود را بیان می کند: «نشان می دهد که حداقل پیکربندی سایت مورد نیاز توسط فرمول راهنمایی بودجه برنامه NEVI (چهار شارژر 150 کیلوواتی) از تقاضای مورد انتظار در بسیاری از سایت های بزرگراه در آینده نزدیک پیشی خواهد گرفت. این نشان می‌دهد که بسیاری از سایت‌های شارژ خودروهای برقی تحت بودجه IIJA تقریباً از همان ابتدا کم حجم خواهند بود.

مطالعه شبکه ملی علاوه بر این اشاره می‌کند که «خوشبختانه» است که بسیاری از بزرگراه‌های ماساچوست و نیویورک و خطوط انتقال ولتاژ بالا موازی یکدیگر هستند و پشتیب، از نیازهای بار الکتریکی آینده را آسان‌تر می‌کنند. ایالت های دیگر ممکن است چندان خوش شانس نباشند.

با افزایش ایستگاه های شارژ EV، زدن تعداد «گلدیلاک» از آنها مهم خواهد بود. اگر تعداد زیادی خیلی زود ساخته شوند، بسیاری از ایستگاه ها به دلیل عدم سودآوری، نگهداری، ارتقاء یا بسته نمی شوند. این هست در ژاپن اتفاق می افتد. خیلی کم است و احتمالاً ناامیدی عمومی EV افزایش خواهد یافت کاهش پذیرش EV. علامت عام این است که آیا از نظر اقتصادی امکان پذیر است یا خیر پیشرفت در محدوده باتری EV رخ می دهدکه می تواند تقاضا برای ایستگاه های شارژ عمومی EV را کاهش دهد.

در مقاله بعدی این مجموعه، بررسی چالش‌های اجتماعی در انتقال به خودروهای الکتریکی در مقیاس را آغاز خواهیم کرد.