مع بلوغ مبيعات السيارات الكهربائية مستويات قياسية في عام ٢٠٢٣، من المتوقع أن تشهد نموًا أكبر. بدعم من صانعي السياسات، ومقدمي خدمات الشحن، وشركات صناعة السيارات، يتسارع توسع السيارات الكهربائية. ولكن لا تزال هناك تحديات تتعلق بموثوقية الشحن والوصول إلى محطات الشحن، والتي أصبحت تُعيق هذا التوسع الواسع. سنتناول اليوم تحليل المشكلات والحلول في تقرير ChargerHelp السنوي للموثوقية.
كما ذكر العديد من الباحثين، لا تزال الرحلات الطويلة بالمركبات الكهربائية تُشكّل تحديًا بسبب مشاكل الشحن. سيُقدّم هذا التقرير بياناتٍ وتحليلاتٍ حول حالة البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية وهوياتها، والتي تُعدّ السبب الرئيسي لفشل الشحن. علاوةً على ذلك، ومن خلال الرؤى والتوصيات المذكورة هنا، يُمكن التغلب على هذه التحديات وتحسين موثوقيتها.
أبرز النتائج والتوصيات
- غالبًا ما تكون موثوقية الشحن الفعلية غير كافية مقارنة بالوقت التشغيلي المبلغ عنه.
- بعد تحليل 26% من محطات الشحن، اتضح أن مشاكل البرامج والمبالغة في تقدير حالة محطة الشحن تُضعف ثقة السائق، مما يؤثر سلبًا على تجربة شحن السيارات الكهربائية.
- من المرجح أن يكون لدى EVSE القديمة وEVSE ذات تاريخ البناء الأطول معدلات تعطل أعلى.
- بعد دراسة ٢٠ مُشغّل شبكة شحن، لوحظ وجود انقسام. ١٠-٢٠٪ من المحطات كانت معطلة، بينما حافظت أخرى على نتائج جيدة باستمرار. ذكرت منافذ DCFC أن أربع شبكات فقط لديها حصة كبيرة من المنافذ، ولكن معظمها كانت معطلة.
- هناك أسباب متعددة لتوقف الخدمة وفشل جلسات الشحن. كما أن حالة نظام الدفع مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بتوقف المحطة.
- إن معالجة المحطات التي تعاني من مشاكل من شأنها أن تقلل العبء على شركات التشغيل والصيانة وخدمات المركبات الكهربائية.
- إمكانية الوصول إلى البيانات المضمنة عبر OCPP يجب ضمانه.
- باستخدام بروتوكولات إعداد التقارير القياسية للبيانات، يمكنك قياس وقت التشغيل بشكل فعال.
- الحفاظ على التمويل المخصص للتشغيل والصيانة للحفاظ على البنية التحتية الخاصة بالمركبات الكهربائية وتجديدها.
- تنفيذ بروتوكولات استكشاف الأخطاء وإصلاحها القياسية مع تغطية الضمان الشاملة.
- تعزيز الممارسات الرائدة على مستوى الصناعة بالتزامن مع توسيع نطاق تدريب الفنيين وإصدار الشهادات لهم.
المشاكل والحلول في تقرير الموثوقية السنوي لشركة ChargerHelp
السؤال النهائي: هل يمكنني شحن سيارتي الكهربائية عندما وأينما أحتاج إليها؟
للإجابة على هذا السؤال وإيجاد الحلول المناسبة، فإن هذا التقييم للبنية التحتية للشحن في الولايات المتحدة سوف يلقي نظرة عن كثب وأكثر تفصيلاً على موثوقية EVSE.
النتائج أو المشاكل
الفئات الثلاث المترابطة من البصيرة التي تم استكشافها هي:
- التناقض بين وقت التشغيل الحقيقي ووقت التشغيل المبلغ عنه.
- كيف يؤثر عمر وشبكة وحالة EVSE على الموثوقية.
- العوامل المؤدية إلى التوقف عن العمل والتدابير اللازمة لتحسين التشغيل.
وفيما يلي النتائج الأساسية الستة التي توصل إليها التحليل.
- غالبًا ما يكون وقت التشغيل الحقيقي أقل من وقت التشغيل المبلغ عنه.
- يؤدي عدم دقة البرامج إلى تفاقم أوجه القصور في الموثوقية ويقلل من ثقة السائق.
- يرتبط عمر المعدات باختلاف فترات التوقف عن العمل والموثوقية جغرافيًا حسب الولاية.
- تختلف موثوقية الشحن بشكل كبير حسب الشبكة.
- هناك أسباب متعددة لتوقف الخدمة وفشل جلسات الشحن مع بعض المشاكل المهيمنة.
- إن معالجة المحطات التي تعاني من مشاكل قد يؤدي إلى تخفيف العبء على عمليات التشغيل والصيانة الخاصة بشركة EVSE.
النتيجة 1 - غالبًا ما يكون وقت التشغيل الحقيقي أقل من وقت التشغيل المبلغ عنه.
وقت التشغيل الحقيقي - يشير إلى التجربة الفعلية لسائقي المركبات الكهربائية أثناء شحن مركباتهم مقارنة بالحالة المبلغ عنها من المحطات أو الشبكات من خلال التطبيقات أو OCPP أو واجهات برمجة التطبيقات البرمجية.
أثناء التحليل، كان هناك تباين ملحوظ بين الرقمين (وقت التشغيل الحقيقي ووقت التشغيل المُبلغ عنه). خبراء من الشاحن تم فحص أكثر من 4,800 نقطة شحن. تم الإبلاغ عن أن حوالي 15.4% منهم لا يعملون من خلال كل من البرمجيات والفحص الشخصي. ومع ذلك، 26.3٪، تم توجيه عدد كبير جدًا من التهم تم الإبلاغ عن فشله. حول تم الإبلاغ عن أن 15% من المحطات متاحة عبر الإنترنت من خلال الاختبارات الشخصية والاختبارات البرمجية.
ووفقاً لوكالة الأبوينيبلغ متوسط زمن التشغيل الفعلي للمحطات عبر جميع الشبكات 84%، مقارنةً بـ 92% المُبلّغ عنها ذاتيًا من قِبل المحطات. يتراوح النطاق المُقدّر بين 72% و87%، بينما يتراوح النطاق المُبلّغ عنه ذاتيًا بين 79% و100%. بلغت نسبة محاولات الشحن الناجحة 84%، وتراوح نطاقها بين 69% و94% حسب الشبكة. بتطبيق زمن تشغيل فعلي، اقترب عدد منافذ L2 وDCFC المُعطّلة من 18% إلى 15%.
سبب - يبالغ البرنامج باستمرار في تقدير وقت تشغيل المحطة، والقدرة على شحن السيارة بشكل مستمر، وحالة النقطة الزمنية.
الحلول - تطبيق معامل الارتباط لفهم حالة البنية التحتية للشحن العام في الولايات المتحدة.
النتيجة الثانية - عدم دقة البرامج يؤدي إلى تفاقم أوجه القصور في الموثوقية، مما يقلل من ثقة السائق.
اكتشف الفنيون الميدانيون في ChargerHelp أن 16% من الحالة التشغيلية والمتصلة بالإنترنت التي تم عرضها لمحطات EVSE لم تكن صحيحة في الواقع. لقد أظهرت معلومات خاطئة. (انظر الشكل 4). ثم 10% من المحطات فشلت في اجتياز اختبار التهمةهذه هي المحطات التي كانت حالتها على الإنترنت والعمل متوافقة مع الطلب والاختبار العملي. أظهرت 26% من إجمالي محطات الشحن التي تمت دراستها أخطاء في البرامج ومحطات الشحن.
- إيجابية خاطئة – 1.9% من المحطات
- نتائج سلبية خاطئة - 10.5% من المحطات
- أخطاء الإشغال - 3.6% من المحطات
- فشل المحطة غير الموثق - 10.3٪ من المحطات
النتيجة 3 - عمر المعدات يرتبط بوقت التوقف وكيف تختلف الموثوقية جغرافيًا حسب الولاية
هناك علاقة مباشرة بين عمر البنية التحتية لمحطات EVSE ومعدلات انخفاضها. وكما هو متوقع، كانت المحطات القديمة أكثر انخفاضًا، مع تغيير ملحوظ بعد مرور أربع سنوات تقريبًا.
علاوة على ذلك، فإن الولايات التي تمتلك مثل هذه المحطات لديها نسب أعلى من المحطات المعطلة. وبحلول نهاية عام 2023، كان لدى الولايات المتحدة أكثر من 1000 منفذ شحن عام من نوع L2 وDCFC، وفقًا لبيانات AFDC الممتدة شرقًا وغربًا وجنوبًا والشرق الأوسط. (انظر الشكل 8). من بين هذه المحطات، 4.7% من الموانئ كانت خارج الخدمةتتراوح من أقل من 1% في داكوتا الشمالية وألاسكا إلى 10% في واشنطن العاصمة.
العوامل ذات الصلة:
- الانتماء السياسي السائد (ولاية حمراء أو أرجوانية أو زرقاء)
- عدد سكان الولاية
- سمعة الدولة (صديقة للسيارات الكهربائية/غير صديقة لها)
- حجم سوق السيارات الكهربائية
كشف اختبار جديد أن السيارات الكهربائية غير صالحة للاستخدام عمليًا في الشتاء. اكتشف السبب والكيفية.?
النتيجة رقم 4 - تختلف موثوقية الشحن بشكل كبير حسب الشبكة.
بتحليل بيانات 20 مشغل شبكة شحن تضم 500 منفذ شحن على الأقل، اتضح وجود عدد قليل جدًا من المحطات التي أُبلغ عن تعطلها. 10-20% من محطات المشغلين الآخرين أفادت بأنها خارج الخدمة باستمراروكان هذا هو السيناريو بحلول نهاية عام 2023.
لدى منافذ L2 معدلات تعطل أقل مُبلغ عنها تتراوح بين ٠٪ و١٠٪. على النقيض من ذلك، تم تسجيل معدلات انخفاض تتراوح بين 10% و70% لـ DCFC بواسطة الشبكات الرئيسيةوبالتالي، من الواضح أن التجربة السيئة لسائق السيارة الكهربائية لا ترتبط تحديدًا بمنفذ أو محطة شحن محددة. ووفقًا لبارين، من المرجح أن تُظهر بعض الشبكات حالة غير صحيحة للمحطة في التطبيق، بينما من المرجح أن تنتهي شبكات أخرى بمحاولات شحن فاشلة.
العوامل المؤثرة على موثوقية EVSE ووقت التوقف، بخلاف مشغل الشبكة.
- الشبكات ذات الأجهزة EVSE المتجانسة أحادية الشركة المصنعة للمعدات الأصلية
- شبكات ذات تركيبة غير متجانسة من عدد لا يحصى من الشركات المصنعة للمعدات الأصلية لأجهزة EVSE
- نموذج التشغيل
- مشغلي موماند-بوب
النتيجة 5 - إن أسباب التوقف عن العمل وفشل جلسات الشحن متعددة الأوجه، على الرغم من هيمنة بعض المشاكل.
كانت هناك علامات متعددة للضرر مثل مشاكل الموصلات والكابلات والشاشات والخزانات. كانت أجهزة السحب والشاشات أكثر العناصر التي تُلاحظ تلفًا (انظر الشكل 19). ترتبط ظروف نظام الدفع ارتباطًا إيجابيًا بمحطات العمل مقابل محطات التوقف. فمحطات العمل تعاني من مشاكل دفع قليلة أو معدومة، بينما تعاني محطات أخرى من أنظمة دفع معطلة أو بها مشاكل.
وفقًا لتحليل ChargerHelp، كانت المشكلات الأكثر شيوعًا هي فشل أو تلف المكونات الداخليةتليها أعطال الاتصالات والبرامج. تُشكل هاتان المشكلتان معًا أكثر من ثلثي المشاكل. بينما تُشكل المشاكل الكهربائية وأضرار الموقع معًا ما يقارب 2% من إجمالي المشاكل.
اكتشف ما إذا كان يمكنك توصيل سيارة كهربائية بمأخذ كهربائي عادي?
النتيجة 6 - معالجة المحطات التي تعاني من مشاكل يمكن أن تخفف العبء غير المتناسب على التشغيل والصيانة لمركبات النقل الكهربائية.
في تحليل ChargerHelp لأكثر من 32,000 مركبة كهربائية، وجد أن أمر العمل هو المشكلة في 66% من الحالات. فقط 2.5% من المحطات كانت بحاجة إلى 4 أوامر عمل أو أكثرمما يُسبب مشاكل لموارد التشغيل والصيانة، مما يُقلل من وقت تشغيل الشبكة وموثوقية المحطات.
وفقًا لبيانات بارين، في النصف الثاني من عام 2، عانى نصف محطات DCFC من انقطاع رئيسي واحد على الأقل للتيار الكهربائي استمر أسبوعًا كاملاً. علاوة على ذلك، عانى 2023% من المحطات من انقطاعات متكررة للتيار الكهربائي، بلغ مجموعها شهرًا كاملًا من التوقف خلال 1 أشهر. حوالي 10% من المحطات تعرضت لانقطاعات تتراوح بين 6 إلى 9 انقطاعات أسبوعيًا، مما يعني أنهم كانوا خارج الخدمة لمدة شهر أو أكثر. بناءً على ذلك، كان متوسط وقت الانقطاع 2.57 أسبوعًا، وكان المتوسط حوالي أسبوع واحد. ملاحظة: البيانات المذكورة هنا تتعلق بالأعطال والإصلاحات خلال النصف الثاني من عام ٢٠٢٣.
توصيات
في الولايات المتحدة، تُعزى موثوقية محطات شحن السيارات الكهربائية إلى كيفية بناء الصناعة للبنية التحتية في البداية. من المهم التأكد من أن محطات الشحن تعمل بكفاءة وفي حالة جيدة. إليك بعض التوصيات بناءً على تحليل ChargerHelp.
1. ضمان إمكانية الوصول إلى البيانات، بما في ذلك عبر OCPP
يمكن تحقيق ذلك من خلال تعزيز إمكانية الوصول إلى بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) ومعلومات التشخيص الأخرى ذات الصلة لموفري الشبكة ومشغلي المحطات. بهذا، سيصبح تشخيص المشكلات أكثر دقة، ولن تكون هناك حاجة لإجراء عمليات استكشاف أخطاء وإصلاحها بشكل مكثف.
2. قياس وقت التشغيل بفعالية باستخدام بروتوكولات إعداد التقارير القياسية للبيانات
على الرغم من أن الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة وضعت قاعدة جديدة بشأن مدة التشغيل، إلا أن هناك خلافات حول كيفية قياس موثوقية شحن المركبات الكهربائية. لذلك، من المهم تحديث مقياس مدة التشغيل ومطابقته مع تجربة الشحن الفعلية لسائقي المركبات الكهربائية. وبهذا، ستكون البيانات المُبلغ عنها أكثر دقة وموثوقية.
3. تخصيص التمويل المخصص للتشغيل والصيانة للحفاظ على البنية التحتية الخاصة بالمركبات الكهربائية وتجديدها.
في أمريكا، البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية قديمة وواسعة. ويتم تركيب محطات جديدة بوتيرة قياسية. ومع ذلك، من المهم تأمين التمويل اللازم للبنية التحتية لضمان موثوقية شبكات الشحن وتوافرها.
يمكن للمقاولين فهم العمل بشكل أفضل من خلال تشجيع إعداد طلبات عروض الأسعار لصيانة محطات شحن السيارات الكهربائية، مما يعزز الإدارة الفعالة للمحطات.
4. تنفيذ تغطية الضمان الشاملة المقترنة ببروتوكولات استكشاف الأخطاء وإصلاحها القياسية.
برامج ضمان قوية تضمن موثوقية محطات الشحن وكفاءتها. يجب أن تغطي الضمانات مجموعة واسعة من المشاكل المحتملة، من أعطال الأجهزة إلى مشاكل البرمجيات، وتشمل تكاليف العمالة وقطع الغيار. هذا يضمن حلاً فعالاً وسريعًا.
5. تعزيز الممارسات الرائدة على مستوى الصناعة مع توسيع نطاق تدريب الفنيين وإصدار الشهادات لهم.
ينبغي تحسين قنوات التواصل بين المصنّعين والفنيين. سيؤدي ذلك إلى تقليل أوقات الانتظار وإلغاء عمليات استكشاف الأخطاء وإصلاحها. ويمكن تحقيق ذلك من خلال إنشاء خطوط دعم مخصصة، وتسريع أوقات الاستجابة للدعم الفني في الموقع، وتحسين أدوات التشخيص عن بُعد.
حقائق يجب مراعاتها
أصبحت المركبات الكهربائية مصدرًا رئيسيًا للولايات المتحدة لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في قطاع النقل. ينجذب المستهلكون إلى أدائها وكفاءتها. مزايا التكلفة للسيارات الكهربائية على مركبات الاحتراق الداخلي. علاوة على ذلك، تعمل المركبات الكهربائية على أرقام قياسية جديدة في الولايات المتحدة من خلال تسجيل مبيعات تزيد عن مليون في عام 1.
يعتمد النجاح المُقبل على بنية تحتية موثوقة للشحن. وبناءً على ذلك، تتوفر منافذ شحن عامة للسيارات الكهربائية. تضاعفت في السنوات الثلاث الماضية في الولايات المتحدة وتجاوزت 175,000 ميناء بحلول أوائل أبريل 2024. وتتعاون المنظمات الكبرى معًا توسيع البنية التحتية للشحن ودعم ملايين المركبات الكهربائية الإضافية في السنوات القادمة. وتشمل هذه القوانين قانون خفض التضخم، وبرنامج البنية التحتية الوطنية للمركبات الكهربائية (NEVI) التابع للمكتب المشترك للطاقة والنقل (المكتب المشترك)، وقانون البنية التحتية الفيدرالي المشترك بين الحزبين.
تم توثيق أوجه القصور في تجربة شحن سائق السيارة الكهربائية (EVCS) مؤخرًا في القصص الإعلامية في الولايات المتحدة الأمريكية اليوم, Wall Street Journal و بلومبرغتؤثر هذه الأمور بشكل كبير على سمعة قطاع السيارات، وتُسبب إحباطًا لدى مالكي/سائقي السيارات الكهربائية الحاليين. علاوة على ذلك، يُقلل هذا من عدد الأشخاص المحتملين الذين كانوا مستعدين للتحول من محركات الاحتراق الداخلي إلى السيارات الكهربائية.
استطلاع Plug In America من مايو 2024 وجدت دراسة أن 40% من سائقي السيارات الكهربائية غير راضين عن موثوقية وتوافر شحن السيارات الكهربائية العام. وواجه حوالي 70% منهم شاحنًا معطلًا أو معطلاً خلال العام الماضي.
من الواضح أن كلاً من تصور الشحن وواقعه لا يُلبيان هدف برنامج NEVI المتمثل في وقت تشغيل 97%. علاوة على ذلك، أصبح قلق الشحن مصدر قلق كبير لسائقي السيارات الكهربائية الحاليين والمستقبليين، حتى أنه حل محل قلق المسافة بين الناس الذي كان يمنعهم من تغيير سياراتهم.
في الختام، تُضعف المشاكل والحلول الواردة في تقرير ChargerHelp السنوي للموثوقية، وموثوقية الشحن، ومشاكل البرامج، ثقة السائقين بشكل عام. 10-20% من المحطات معطلة، وشهدت منافذ DCFC معدلات أعطال عالية. يُضاف إلى ذلك قِدم نظام EVSE وتاريخ البناء الأطول، بالإضافة إلى ظروف نظام الدفع وأسباب أخرى، معدلات توقف عن العمل.
وبالتالي، فإن معالجة المحطات التي تعاني من مشاكل وضمان إمكانية الوصول إلى البيانات سيُحسّن الأداء. علاوة على ذلك، يلزم وضع بروتوكولات إبلاغ موحدة وتمويل خاص بالتشغيل والصيانة لكلٍّ من المحطات الجديدة والقديمة.
