مع التبني العالمي السريع للسيارات الكهربائية، يركز هذا الدليل على الجوانب المعقدة والمتطورةنظام الشحن في أمريكا الشماليةندمج المواصفات الفنية الحالية ورؤى النشر الهندسي المهمة المستمدة من هيئات الصناعة (SAE وCharIN) ومصادر البيانات الموثوقة (DOE وNREL)، مع التركيز على وثائق معايير SAE J1772 وISO 15118. يفحص التحليل بدقة المواصفات الفنية وحدود التوافق والاتجاهات المستقبلية، بهدف تقديم تحليل أصلي من منظور توافق البروتوكولات.
جدول المحتويات
1. ما هو شحن CCS؟
نظام الشحن المشترك (CCS)هو معيار شحن للسيارات الكهربائية متعدد الاستخدامات المستخدم على نطاق واسع في أوروبا وسابقًامعيار الشحن السريع السائد في أمريكا الشمالية. يدعم كلاالتيار المترددوالتيار المستمر (DC)الشحن عبر موصل واحد، مما يوفر مرونة كبيرة للمستخدمين. يجمع موصل CCS بين دبابيس شحن التيار المتردد القياسية (مثل J1772 في أمريكا الشمالية أو النوع 2 في أوروبا) مع دبوسي شحن تيار مستمر إضافيين، مما يتيح شحن التيار المتردد البطيء والشحن السريع عالي السرعة عبر المنفذ نفسه.
مزايا التقاط وتخزين الكربون:
• شحن متعدد الوظائف:يدعم الشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر، وهو مناسب للشحن المنزلي والعام.
• الشحن السريع:يمكن للشحن السريع DC أن يشحن البطارية عادةً إلى 80% في أقل من 30 دقيقة، مما يقلل وقت الشحن بشكل كبير.
• اعتماد واسع النطاق:تم اعتمادها من قبل شركات صناعة السيارات الكبرى وتم دمجها في عدد متزايد من محطات الشحن العامة.
وباعتبارها المعيار الإلزامي في الاتحاد الأوروبي، يظل CCS2 موصل الشحن السريع للتيار المستمر السائد.وفقا لبيانات المرصد الأوروبي للوقود البديل (EAFO) (الربع الرابع من عام 2024)، الغالبية العظمى (تقريبًامن 85% إلى 90%) تستخدم نقاط الشحن العامة اتصالات من النوع 2 (التيار المتردد) أو CCS (التيار المستمر). [مصدر ACEA]. البيانات منوزارة الطاقة الأمريكية (DOE)يشير إلى أن نظام CCS يظل هو المعيار المثبت لأسطول المركبات الحالية غير التابعة لشركة Tesla في أمريكا الشمالية، حتى في خضم انتقال NACS [مصدر وزارة الطاقة - برنامج دعم المزارعين المعتمدين].
2. ما هي المركبات التي تدعم شحن CCS؟
احتجاز وتخزين الكربونيبقىمعيار الشحن السريع المهيمنعالميًا، وخاصةً في أوروبا. في أمريكا الشمالية، تدعم معظم السيارات الكهربائية غير المُصنّعة من تسلا (موديلات ما قبل عام ٢٠٢٥) نظام CCS1، على الرغم من أن العديد من المصنّعين أعلنوا عن انتقالهم إلى منافذ NACS بدءًا من عام ٢٠٢٥.
المركبات المدعومة تشمل:
•فولكس فاجن ID.4
• سلسلة BMW i4 و iX
• فورد موستانج ماك-إي
• هيونداي أيونيك 5
• كيا EV6
تتوافق هذه المركبات مع معظم شبكات الشحن عالية السرعة، مما يوفر تجربة مريحة للسفر لمسافات طويلة.
3. تحول المشهد في أمريكا الشمالية: CCS1 مقابل SAE J3400 (NACS)
يتم تعريف السوق في أمريكا الشمالية حاليًا بالمنافسة بينسي سي إس 1(المعيار الإقليمي CCS) ونظام الشحن لأمريكا الشمالية (NACS)، والتي تم توحيدها من قبل جمعية مهندسي السيارات (SAE) باعتبارهاSAE J3400.
تقدم هذه المقالة تحليلاً متعمقًا لمشهد الشحن الحالي في أمريكا الشمالية، مع التركيز على المواصفات الفنية وتحديات النشر على الأرضمن CCS1، J1772، والمعيار الصاعد SAE J3400 (NACS).نحن ندمج الرؤى المستمدة من مشغلي شبكات الشحن الرئيسية ووثائق هندسة السياراتلمقارنة أنواع الشحن والتوافق المادي والاتجاهات طويلة الأمد.
| ميزة | CCS1 (نظام الشحن المشترك) | NACS / SAE J3400 (نظام الشحن في أمريكا الشمالية) |
|---|---|---|
| تصميم الموصل | موصل أكبر وأكثر ضخامة يجمع بين دبابيس J1772 مع دبوسين DC. | تصميم أصغر وأخف وزنًا وأكثر راحة من الناحية العملية؛ مجموعة دبابيس واحدة لكل من التيار المتردد والمستمر. |
| المنطقة المهيمنة | أوروبا (CCS2) وأمريكا الشمالية سابقًا. | أمريكا الشمالية (تم ضبطها لتصبح المعيار الافتراضي). |
| النظرة المستقبلية | ستظل ضرورية لأسطول السيارات الكهربائية غير التابعة لشركة Tesla الحالي ومن خلال المحولات. | تعتمد شركات صناعة السيارات الكبرى على هذه التقنية في الموديلات الجديدة بدءًا من2025/2026. |
توحيد معايير موصل NACSSAE J3400توفر خريطة طريق واضحة للصناعة، وتضمن قابلية التشغيل البيني وشهادة السلامة لتبنيها على نطاق واسع في جميع أنحاء أمريكا الشمالية.
4. ما هو شحن J1772؟
SAE J1772هو المعيارالتيار المترددموصل الشحن في أمريكا الشمالية، يستخدم في المقام الأول لـالمستوى 1 (120 فولت)والمستوى 2 (240 فولت)الشحن. تم تطويره من قبل جمعيةمهندسو السيارات (SAE)،وهو متوافق مع جميع السيارات الكهربائية تقريبًا والمركبات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEVs) المباعة في أمريكا الشمالية.
مميزات J1772:
• شحن التيار المتردد فقط:مناسب للشحن البطيء في المنزل أو أماكن العمل.
• التوافق الواسع:مدعوم من قبل جميع السيارات الكهربائية والسيارات الهجينة القابلة للشحن تقريبًا في أمريكا الشمالية.
• الاستخدام المنزلي والعام:يستخدم عادة في إعدادات الشحن المنزلية ومحطات الشحن العامة للتيار المتردد.
وتشير تقديرات الصناعة إلى أنأكثر من 80-90%تتميز وحدات الشحن المنزلي من المستوى 2 المباعة في أمريكا الشمالية بموصل J1772، مما يجعله معيارًا عالميًا للتيار المتردد. يمكن لمالكي سيارات تسلا شحن سياراتهم في معظم محطات التيار المتردد العامة باستخدام محول J1772. بالإضافة إلى ذلك، يُسلط تقرير صادر عن شركة Electric Mobility Canada الضوء على الاعتماد الواسع النطاق لمالكي سيارات نيسان ليف وشيفروليه بولت الكهربائية على موصل J1772 للشحن اليومي.
5. ما هي المركبات التي تدعم الشحن J1772؟
معظمالسيارات الكهربائيةوالسيارات الهجينة القابلة للشحنفي أمريكا الشمالية مجهزة بـموصلات J1772، مما يجعله المعيار الأكثر توافقًا على نطاق واسع للشحن من المستوى 1 والمستوى 2.
المركبات المدعومة تشمل:
• موديلات تسلا (مع محول)
• نيسان ليف
• شيفروليه بولت EV
• تويوتا بريوس برايم (PHEV)
التوافق الواسع لمعيار J1772 يجعله أحد أكثر معايير الشحن شيوعًا في أمريكا الشمالية. بصفته معيارًا عالميًا من المستوى 2 (AC)، فإن جميع السيارات الكهربائية والهجينة القابلة للشحن (PHEV) غير التابعة لشركة تسلا، والمُنتجة لسوق أمريكا الشمالية (قبل انتقال NACS، مثل طرز ما قبل 2025/2026)، مُجهزة بمنفذ J1772، مما يجعله معيارًا عمليًا متوافقًا بنسبة 100% لشحن التيار المتردد. يتيح استخدام تسلا لمحولات J1772 لسياراتها الشحن في جميع محطات التيار المتردد العامة تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر دراسة أجرتها شركة Electric Mobility Canada أن مالكي سيارات نيسان ليف وشيفروليه بولت الكهربائية يُقدّرون بشدة توافق J1772 وسهولة استخدامه.
6. الاختلافات الرئيسية بين CCS و J1772
عند اختيار معيار الشحن، ينبغي على المستخدمين مراعاةسرعة الشحن،التوافقوحالات الاستخدام. فيما يلي الاختلافات الرئيسية:
| مقارنة | نظام الشحن المشترك (CCS) | J1772 (SAE J1772) |
| نوع الشحن | يدعم التيار المتردد (المستوى 2) والشحن السريع DC (المستوى 3) | شحن التيار المتردد فقط(المستوى 1 والمستوى 2) |
| سرعة الشحن | الشحن السريع بالتيار المستمر عادةً من 50 كيلو وات إلى 350 كيلو وات (أقل من 30 دقيقة إلى 80%) | شحن المستوى 2 حتى 19.2 كيلو وات (4-8 ساعات للشحن الكامل) |
| تصميم الموصل | موصل أكبر حجمًا وأكثر ضخامة يجمع بين دبابيس J1772 AC مع دبوسين مخصصين للتيار المستمر. | موصل شحن تيار متردد مضغوط للمستوى 1/2 فقط. |
| بروتوكول الاتصال | ISO 15118 (حامل خطوط الطاقة – PLC)للحصول على ميزات متقدمة (على سبيل المثال، التوصيل والشحن) | SAE J1772 (إشارة الطيار)للتحكم الأساسي في الشحنة والترابط الآمن. |
| تكلفة الأجهزة | (وحدة DCFC): من 10,000 دولار أمريكي إلى أكثر من 40,000 دولار أمريكي (للوحدة التي تتراوح قدرتها بين 50 و150 كيلو وات، باستثناء الهندسة المدنية) | وحدات المنزل من المستوى 2: عادةً300 – 1000 دولار أمريكيلوحدة الأجهزة. |
| حالات الاستخدام | الشحن المنزلي، والسفر لمسافات طويلة، والشحن العام عالي السرعة. | الشحن البطيء في المنزل أو مكان العمل (موقف سيارات ليلي/يومي). |
أ. سرعة الشحن:
يدعم CCS وNACS الشحن السريع للتيار المستمر، والذي يتراوح غالبًا من 50 كيلو وات إلى350 كيلو واط(اعتمادًا على بنية المحطة والمركبة). يقتصر J1772 على شحن التيار المتردد من المستوى 2، مع أقصى خرج نموذجي يبلغ19.2 كيلو واط.
ب. تكلفة التركيب وتعقيده:في حين أن تركيب J1772 (المستوى 2) يُضاهي توصيل جهاز كبير (300-1000 دولار أمريكي للأجهزة)، فإن نشر DCFC (CCS/NACS) في الموقع يُمثل مشروعًا هندسيًا بالغ الأهمية. غالبًا ما تُهيمن على تكاليف المشروع الإجمالية (أكثر من 100,000 دولار أمريكي) تكاليف تحديثات شبكة المرافق، وتكاليف المحولات، والتصاريح المتخصصة - وهي عوامل تتجاوز بكثير تكلفة الأجهزة التي تتراوح بين 10,000 و40,000 دولار أمريكي.[تحليل تكلفة المختبر الوطني للطاقة المتجددة].
ج. تصميم الموصل
احتجاز وتخزين الكربون:يجمع دبابيس J1772 AC مع دبابيس DC إضافية، مما يجعله أكبر قليلاً من موصل J1772 القياسي ولكنه يسمح بمرونة أكبر.
ج1772:موصل أكثر إحكاما يدعم شحن التيار المتردد حصريًا.
د. التوافق
احتجاز وتخزين الكربون:متوافق مع السيارات الكهربائية المصممة للشحن بالتيار المتردد والتيار المستمر، ومفيد بشكل خاص للرحلات الطويلة التي تتطلب توقفات شحن سريعة.
ج1772:متوافق عالميًا مع جميع السيارات الكهربائية والسيارات الهجينة القابلة للشحن في أمريكا الشمالية للشحن بالتيار المتردد، ويُستخدم على نطاق واسع في محطات الشحن المنزلية وأجهزة الشحن العامة بالتيار المتردد.
هـ. التطبيق
احتجاز وتخزين الكربون:مثالي للشحن المنزلي والشحن عالي السرعة أثناء التنقل، ومناسب للسيارات الكهربائية التي تتطلب خيارات شحن سريعة.
ج1772:مناسب في المقام الأول للشحن في المنزل أو مكان العمل، وهو الأفضل للشحن أثناء الليل أو في الإعدادات التي لا تكون فيها السرعة عاملاً حاسماً.
و. توافقية البروتوكول: SAE J3400 وISO 15118
يعتمد معيار CCS على معيار ISO 15118 (وتحديدًا 15118-2/20 لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) عبر خط التحكم التجريبي) لتمكين ميزات آمنة مثل التوصيل والشحن (P&C). والأهم من ذلك، أن معيار SAE J3400 مُحددٌ صراحةً ليكون متوافقًا كهربائيًا مع بروتوكول ISO 15118 عبر وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC). هذا يعني أن المركبات المجهزة بنظام NACS يمكنها دعم ميزات التوصيل والشحن (P&C) وV2G (من المركبة إلى الشبكة)، شريطة تحديث الواجهة الخلفية والبرامج الثابتة لمحطة الشحن لتطبيق بروتوكول ISO 15118 بالكامل لموصل J3400. يُعد هذا التوافق التشغيلي أساسيًا لانتقال سلس.
[ملاحظة المساعدة البصرية] انظر الشكل 1 لتوصيلات موصلات J1772 مقابل CCS1
7. الأسئلة الشائعة
1. هل يمكن للمركبات J1772 فقط (AC) الشحن في محطة CCS؟
لا، ليس مُخصصًا للشحن السريع بالتيار المستمر مباشرةً. بينما يُمثل منفذ J1772 النصف العلوي من منفذ CCS، فإن محطات الشحن السريع العامة بالتيار المستمر تُوفر فقط مدفع CCS (DC) كاملًا. لا يُمكن للمركبات التي تعمل فقط بـ J1772 استخدام دبابيس التيار المستمر عالية الطاقة.
2. هل تتوفر شواحن CCS على نطاق واسع في محطات الشحن العامة؟
نعم.شواحن CCS (CCS1/CCS2) شائعة عالميًا. في أمريكا الشمالية، الشبكة واسعة، والعديد من المحطات تُضيف موصلات NACS إلى جانب CCS1 لضمان التوافق المستقبلي.
3. هل تدعم سيارات تسلا CCS أو J1772؟
تستخدم سيارات تسلا موصل NACS بشكل أصلي. ويمكن شحنها في محطات J1772 (التيار المتردد) باستخدام محول، كما يمكنها الوصول إلى شبكة الشحن السريع CCS DC باستخدام محول CCS من الشركة المصنعة.
4.أيهما أسرع: CCS أم J1772؟
CCS وNACS (J3400) أسرع بشكل ملحوظ من J1772.يرجع ذلك إلى أن CCS وNACS يدعمان الشحن السريع DC من المستوى 3، في حين أن J1772 يقتصر على الشحن البطيء AC من المستوى 1/2.
5.ما هي قوة الشحن لشاحن J1772؟
تدعم شواحن J1772 عادةً الشحن من المستوى 1 (120 فولت، 1.4-1.9 كيلو وات) والمستوى 2 (240 فولت، 3.3-19.2 كيلو وات).
6.ما هي أقصى طاقة شحن لشاحن CCS؟
تدعم شواحن CCS عادةً مستويات طاقة تتراوح من 50 كيلو وات إلى 350 كيلو وات، اعتمادًا على محطة الشحن والمركبة.
7. ما هي التكلفة النموذجية للأجهزة الخاصة بشواحن J1772 وCCS/NACS؟
تتراوح تكلفة وحدات J1772 المستوى 2 عادةً بين 300 و1000 دولار أمريكي (باستثناء الأسلاك الكهربائية المنزلية). أما وحدات DCFC (CCS/NACS) (50-150 كيلوواط) فتتراوح تكلفتها عادةً بين 10,000 و40,000 دولار أمريكي فأكثر (للوحدة المادية فقط). ملاحظة: غالبًا ما تتجاوز التكلفة الإجمالية لمشروع DCFC 100,000 دولار أمريكي.
8.هل سيتم التخلص تدريجيا من CCS1 في أمريكا الشمالية؟
يمر نظام CCS1 بمرحلة انتقالية. في حين أن معظم شركات صناعة السيارات قد التزمت بمنافذ NACS بدءًا من عامي 2025 و2026، سيظل نظام CCS1 أساسيًا لملايين السيارات الكهربائية الحالية غير التابعة لشركة تسلا لسنوات. تتجه شبكات الشحن نحو محطات ثنائية المنافذ (CCS1 + NACS).
8.الاتجاهات المستقبلية وتوصيات المستخدمين
مع استمرار نمو سوق المركبات الكهربائية، أصبح مشهد الشحن مقسمًا بشكل واضح حسب المنطقة وحالة الاستخدام:
•المعيار العالمي: سي سي إس 2تظل تقنية المعلومات والاتصالات هي المعيار غير المعتمد من شركة تسلا في جميع أنحاء أوروبا وغيرها من الأسواق العالمية الكبرى.
•أمريكا الشمالية: SAE J3400 (NACS)يُصبح معيار الشحن السريع لسيارات الركاب سريعًا المعيارَ السائد، بدعم من جميع شركات صناعة السيارات الكبرى تقريبًا. وسيظل معيار CCS1 بالغ الأهمية خلال فترة الانتقال.
•الشحن المنزلي: SAE J1772(المستوى 2) سوف يستمر في الهيمنة على سوق المنازل وأماكن العمل منخفضة التكلفة وبطيئة الشحن بسبب عالميته وبساطته.
بالنسبة للمستهلكين، يعتمد الاختيار على الموقع. في أوروبا، التوافق مع نظام CCS2 إلزامي. في أمريكا الشمالية، اختيار سيارة مزودة بـNACS الأصلي (J3400)هي أفضل طريقة لتأمين استثمارك في المستقبل، بينما يتعين على مالكي السيارات غير التابعة لشركة تسلا الحاليين الاعتماد علىسي سي إس 1شبكة ومحولات للوصول إلى الشاحن الفائق. الاتجاه هو نحومحطات شحن ثنائية المنفذلخدمة أسطول CCS الحالي وأسطول NACS المستقبلي.
وقت النشر: ٣١ أكتوبر ٢٠٢٤