كيف تعتبر المكونات الكهربائية ضرورية في صناعة السيارات

لقد تغيرت صناعة السيارات خلال العقود القليلة الماضية بسبب التقدم في مجالها المكونات الكهربائية . تنتج شركات المكونات الكهربائية هذه الآن جزءًا لا يتجزأ من كل شريحة من السيارات اليوم تقريبًا بدءًا من السلامة والقوة إلى الراحة والاقتصاد في استهلاك الوقود. في هذه المقالة، سنحدد طرقًا معينة لتحديد الاحتياجات الحرجة للكهرباء في مجال صناعة السيارات، وجوانب السيارات الحديثة التي تساعد في دعمها، وكيف تنظر شركات المكونات الكهربائية إلى مستقبل السيارات.

المكونات الكهربائية كجزء من أنظمة السيارات

تشغيل المركبات الحديثة  

تعتبر الأجزاء الكهربائية ضرورية لتشغيل وإدارة السيارات المعاصرة. تتطلب مركبات ICE أنظمة كهربائية للعمليات الأساسية التي تتضمن تشغيل المحرك والإضاءة والترفيه. ومع ذلك، مع ظهور السيارات الكهربائية أو EVs والمركبات الكهربائية الهجينة أو HEVs، تم إعطاء المكونات الكهربائية بعدًا أوسع.

مصادر الطاقة الرئيسية

وفي السيارات الكهربائية تعتبر المكونات الكهربائية هي المصدر الرئيسي للطاقة وليس محركات البنزين كما هو الحال في المركبات التقليدية، فهي تستخدم البطاريات والمحركات الكهربائية. تحتوي المركبات الكهربائية على أنظمة كهربائية معقدة في شحن البطاريات، وتحويل الطاقة، وتزويد الطاقة للأنظمة الأخرى في السيارة.

الأنظمة الهجينة

المركبات الهجينة، التي تستخدم محركات الاحتراق الداخلي والمحركات الكهربائية، تستخدم أيضًا مكونات كهربائية للتحكم في توزيع الطاقة بين الاثنين. في هذه المركبات، تقوم الأنظمة الكهربائية بعملية الكبح المتجدد، وتخزين الطاقة، والتحول من المحرك الكهربائي إلى المحرك الذي يعمل بالبنزين والعكس.

التحرك نحو الكهرباء

أحد أهم الاتجاهات في سوق السيارات الحالي هو التحول إلى استخدام الطاقة الكهربائية. وتقدر وكالة الطاقة الدولية أن هناك 10 ملايين سيارة كهربائية مستخدمة في عام 2020، ومن المرجح أن يرتفع هذا الرقم بشكل حاد. تدعو معظم الحكومات في جميع أنحاء العالم إلى تغيير مصادر الطاقة ويُنظر إلى السيارات الكهربائية على أنها رائدة في هذا التغيير.

تعزيز سلامة المركبات

يتم التركيز بشكل كبير على استخدام المكونات الكهربائية من أجل سلامة المركبات الحديثة. بدءًا من أنظمة المكابح المانعة للانغلاق (ABS) ووصولاً إلى أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS)، تساعد المكونات الكهربائية والإلكترونية في توفير ميزات السلامة التي تعتبر ضرورية لسلامة السائق والركاب أيضًا.  

أنظمة الفرامل المانعة للانغلاق (ABS)

إن نظام ABS عبارة عن خاصية أمان تساعد على منع انغلاق العجلات أثناء التوقف مما يعني أن سائق السيارة هو الذي يتحكم في السيارة. ويستخدم النظام استخدام أجهزة استشعار كهربائية للكشف عن سرعة العجلات ومن ثم معايرة قوة الكبح في هذه العملية.

التحكم الإلكتروني بالثبات (ESC)

يستخدم نظام ESC أجهزة استشعار كهربائية لتحديد فقدان التوجيه أو الجر ويمكنه استخدام الفرامل على كل عجلة لمساعدة السائق. وفقًا للإدارة الوطنية للسلامة المرورية على الطرق السريعة (NHTSA)، يمكن أن يساعد نظام ESC في تقليل حوادث السيارات الفردية المميتة بنسبة 49%.

أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS)

يعد نظام ADAS خطوة كبيرة في النهوض بسلامة السيارات ويعتمد بشكل كبير على الأجزاء الكهربائية. تعتمد هذه الأنظمة على أجهزة الاستشعار والكاميرات والرادار لتحليل البيئة المحيطة بالسيارة، وتقدم ميزات مثل التحذير من مغادرة المسار، والتحكم التكيفي في السرعة، وفرامل الطوارئ التلقائية. وفقًا لأبحاث السوق، من المتوقع أن يرتفع السوق العالمي لأجهزة مساعدة السائق من 24.1 مليار دولار في عام 2021 إلى 58.9 مليار دولار بحلول عام 2028، ويرجع ذلك أساسًا إلى الحاجة المتزايدة للمركبات الأكثر أمانًا من تلك الموجودة بالفعل في السوق.

تعزيز أداء السيارة واستهلاك الطاقة  

في السيارات ذات محرك الاحتراق الداخلي ذات الطراز القديم؛ الأجزاء الكهربائية تعزز الاقتصاد في استهلاك الوقود. على سبيل المثال، يؤدي استخدام المستشعرات والمشغلات الكهربائية في أنظمة حقن الوقود الإلكترونية إلى تحسين خليط الهواء والوقود وبالتالي احتراق أفضل وتقليل الانبعاثات. الولايات المتحدة تقول وزارة الطاقة أن أنظمة حقن الوقود يمكن أن تعزز الاقتصاد في استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 30 بالمائة مقارنة بأنظمة المكربن.

وحدات التحكم في ناقل الحركة

تتحكم العناصر الكهربائية أيضًا في عمليات نقل الحركة اليوم من خلال وحدات التحكم في ناقل الحركة (TCMs) التي تستخدم أجهزة استشعار إلكترونية لاكتشاف السرعة وموضع الخانق والحمل. وهذا يجعل نقل التروس أكثر دقة، وهذا يعني أداء وكفاءة أفضل في استخدام الوقود.

أنظمة إدارة الطاقة في المركبات الكهربائية

تعد إدارة الطاقة جانبًا مهمًا في السيارات الكهربائية لأنها تحدد أداء السيارة وكذلك النطاق الذي ستغطيه. تتحكم الأجزاء الكهربائية في هذه المركبات في أنظمة تبريد البطارية والكبح المتجدد، من بين أنظمة أخرى لضمان استخدام السيارة للطاقة على النحو الأمثل.

أنظمة إدارة البطارية (BMS)

يتم تنظيم شحن وتفريغ المركبات الكهربائية والهجينة من خلال نظام إدارة البطارية (BMS). فهو يتأكد من أن البطارية لا تتجاوز حدودًا معينة ويساعد أيضًا في زيادة متانة البطارية وهو أمر مهم جدًا لاستدامة المركبات الكهربائية على المدى الطويل.

تحسين راحة السائق والركاب

المعلومات والترفيه والاتصال

معظم السيارات اليوم ذكية ومجهزة بأنظمة ترفيه ومعلومات مختلفة تعتمد على الكهرباء. أصبحت أنظمة التحكم عن بعد - أو أي أنظمة تشتمل على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وتكامل الهواتف الذكية، وغيرها الكثير - الآن سمة أساسية لمعظم المركبات. ماكينزي،  ويكشف التقرير أن سوق اتصالات السيارات سينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 25%؛ يعد الاتصال داخل السيارة ساحة معركة تنافسية جديدة.  

أنظمة التحكم المتكاملة

تتصل الأجزاء الكهربائية لأنظمة المعلومات والترفيه بأنظمة التحكم في السيارات وتمكن السائقين من إدارة جوانب عديدة من السيارة، بما في ذلك التحكم في المناخ، من خلال واجهة واحدة. يتم تشغيل هذه الأنظمة بواسطة وحدات التحكم الدقيقة والمعالجات التي تسمح بالمعالجة السريعة للمعلومات والواجهات السلسة.  

أنظمة التحكم بالمناخ

تُستخدم أيضًا أجزاء كهربائية أخرى في أنظمة التحكم في المناخ الحالية المسؤولة عن التحكم في المناخ داخل السيارة. وتدمج أنظمة التحكم بالمناخ الحديثة ذلك من خلال وجود أجهزة استشعار تستخدم لقياس درجة الحرارة والرطوبة داخل السيارة للتحكم في أنظمة تكييف الهواء والتدفئة. تعمل هذه الأنظمة على توفير الراحة للركاب وفي نفس الوقت تستهلك أقل قدر من الطاقة وهذا يساهم في كفاءة السيارة.  إن التعاون مع شركة مكونات كهربائية موثوقة يمكن أن يضمن أن هذه المكونات المهمة ذات جودة عالية وأداء مثالي.

ثورة في صناعة السيارات

الأتمتة وآثارها

كما هو الحال مع معظم المركبات، فإن المكونات الكهربائية ليست مهمة فقط لوظائف السيارة ولكن أيضًا في خط التجميع. الأنظمة الكهربائية؛ يتيح استخدام خطوط التجميع الآلية للمصنعين إمكانية تجميع المركبات بوقت وجهد أقل وبدقة أكبر. على سبيل المثال، تستخدم الروبوتات وأنظمة اللحام الآلي أنظمة التحكم الكهربائية لتنفيذ عمليات معقدة بأقل تدخل بشري.  

مراقبة الجودة المتقدمة

يستفيد تصنيع السيارات من المكونات الكهربائية من خلال تطبيق مراقبة الجودة المحسنة. الأجزاء مثل أجهزة الاستشعار والكاميرات قادرة على تحديد العيوب في الإنتاج، وبالتالي حل المشاكل قبل الوصول إلى السوق. ويؤدي هذا إلى تحسين جودة المركبات المنتجة وتقليل عدد عمليات الاستدعاء التي قد تكون باهظة الثمن.

تصنيع المركبات الكهربائية

لقد غيرت السيارات الكهربائية أيضًا صناعة تصنيع السيارات بشكل كبير. ويختلف تصنيع المركبات الكهربائية عن المركبات التقليدية لأنها تحتوي على عدة أنظمة كهربائية مثل البطاريات والمحركات الكهربائية وإلكترونيات الطاقة. يضع صانعو السيارات أموالهم في مكانهم من خلال إنشاء مصانع متخصصة والتدريب على إنتاج المركبات الكهربائية بكميات كبيرة.

دور المكونات الكهربائية في مستقبل تكنولوجيا السيارات

السيارات ذاتية القيادة والمركبات الكهربائية

يرتبط مستقبل صناعة السيارات ارتباطًا وثيقًا بمستقبل السيارات ذاتية القيادة والعملية المستمرة للسيارات الكهربائية. ويعتمد كلا الاتجاهين بشكل كبير على استخدام السلع الكهربائية ليكون أكثر فعالية.

أنظمة القيادة الذاتية

تعتمد السيارات ذاتية القيادة على استخدام أجهزة الاستشعار والكاميرات والرادار وLIDAR للقيادة واتخاذ القرارات على الطريق. تستخدم هذه الأنظمة بنيات كهربائية معقدة لتحليل كميات كبيرة من البيانات خلال فترة زمنية قصيرة، وبالتالي تمكين السيارة من العمل بشكل مستقل.

اعتماد المركبات الكهربائية

ومع تزايد استخدام السيارات الكهربائية، لا بد أن ترتفع الحاجة إلى الأجزاء الكهربائية. وفقًا لـ BloombergNEF، ستكون مبيعات سيارات الركاب العالمية كهربائية بنسبة 58٪ بحلول عام 2040. وسيتطلب هذا التحول إدخال تحسينات على أنظمة البطاريات ومحولات الطاقة وأنظمة التحكم في الطاقة لتلبية طلب المستهلكين بنطاقات أكبر وفترات شحن أقصر.

خاتمة

قطع كهربائية هي جوهر الأنظمة الوظيفية للمركبات المعاصرة والتي تتراوح بين معدات السلامة والترفيه وتعزيز أداء السيارة. وبما أن شركة المكونات الكهربائية اليوم تتجه نحو السيارات الكهربائية والقيادة الذاتية، فإن جزء الأجزاء الكهربائية سيظل ذا صلة. سواء كان الأمر يتعلق بزيادة سلامة السيارة، أو تعزيز أدائها، أو تمكين التقنيات المستقبلية مثل السيارات الكهربائية أو السيارات ذاتية القيادة، فإن المكونات الكهربائية تعتبر بالغة الأهمية لمستقبل أعمال السيارات. نرحب بتقديم خدمة مخصصة للمكونات الكهربائية فورتونا موقع إلكتروني.