هيكل شاحنة قلابة كهربائية ثقيلة من نوع بومبا

تصميم معياري ووحدات نمطية
لتلبية متطلبات التوافق بين مختلف أنواع الهياكل، مع نظام طاقة كبير، لتلبية احتياجات الطاقة في مختلف ظروف العمل

1. نظام التوجيه

على غرار المركبات التقليدية، يتحكم نظام التوجيه في المركبات الكهربائية باتجاهها. ويتضمن عادةً مكونات مثل عجلة القيادة، وعمود التوجيه، وجهاز التوجيه (مثل نظام التوجيه المعزز كهربائياً EPS)، وآلية جهاز التوجيه، وقضبان الربط. وتتميز أنظمة التوجيه في المركبات الكهربائية بدرجة أعلى من الكهرباء، حيث تستخدم غالباً مساعدة الطاقة الكهربائية لتحسين استجابة التوجيه وكفاءة استهلاك الطاقة.

2. نظام الفرامل

إلى جانب أنظمة الكبح التقليدية القائمة على الاحتكاك (الفرامل القرصية أو الأسطوانية الهيدروليكية)، تتضمن أنظمة كبح المركبات الكهربائية قدرات استعادة الطاقة. فمن خلال أنظمة الكبح التجديدي (مثل نظام استعادة طاقة الكبح، BSR)، تُحوّل الطاقة الحركية المتولدة أثناء التباطؤ أو الكبح إلى طاقة كهربائية تُعاد إلى حزمة البطارية، مما يُحسّن من كفاءة استخدام الطاقة. علاوة على ذلك، تُجهّز المركبات الكهربائية عادةً بأنظمة متطورة لمساعدة السائق (مثل نظام الثبات الإلكتروني ESP) لتعزيز سلامة القيادة.

3. نظام التعليق

يتألف نظام التعليق في السيارات الكهربائية من مكونات مثل النوابض، وممتصات الصدمات، وقضبان التوازن، وأذرع التحكم. ويهدف تصميمه إلى ضمان سلاسة القيادة، وثبات التوجيه، وراحة الركاب. ويمكن تحسين تصميم نظام التعليق بناءً على التوزيع الفريد لوزن السيارات الكهربائية (مثل موضع حزمة البطارية) لتحقيق توازن أحمال المحورين الأمامي والخلفي، وتقليل الكتلة غير المعلقة، وتحسين الأداء العام.

4. نظام القيادة الكهربائية

يشمل نظام القيادة الكهربائية ما يلي:

·وحدة التحكم الإلكترونية للطاقة (PEC): تدير معلمات تشغيل المحرك مثل الجهد والتيار والسرعة، وتسهل الاتصال بنظام إدارة البطارية (BMS) والأنظمة الأخرى الموجودة على متن المركبة.

المحرك الكهربائي: يحل محل محرك الاحتراق الداخلي كمصدر للطاقة، ويستخدم عادةً محركات متزامنة ذات مغناطيس دائم (PMSM) أو محركات تيار متردد غير متزامنة (ASM). يحول المحرك الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية لتحريك العجلات مباشرةً أو بشكل غير مباشر عبر ناقلات الحركة مثل المخفضات.

نظام النقل الميكانيكي: يشمل ناقلات حركة أحادية السرعة، ومخفضات السرعة، وتروس تفاضلية لتكييف عزم دوران المحرك مع العجلات، مما يحقق تحويلًا مناسبًا للسرعة وعزم الدوران. غالبًا ما تستخدم المركبات الكهربائية ناقلات حركة أحادية السرعة بسيطة وفعالة لتقليل استهلاك الطاقة وتعقيد النظام.

·العجلات الدافعة: تتلقى الطاقة مباشرة من المحرك لدفع المركبة.

5. نظام الطاقة الرئيسي (مصدر الكهرباء)

تُعدّ حزمة البطاريات مصدر الطاقة للسيارة الكهربائية، حيث تخزن الطاقة الكهربائية وتزود بها نظام القيادة الكهربائية حسب الحاجة. وعادةً ما توضع في الجزء السفلي أو في مناطق محددة من هيكل السيارة، مما يُحسّن توزيع مركز ثقل السيارة وتصميم المساحة الداخلية.

6. نظام إدارة الطاقة

يتولى هذا النظام مسؤولية مراقبة حالة البطارية، والتحكم في عمليات الشحن والتفريغ، وتحسين استراتيجيات توزيع الطاقة واستعادتها لضمان عمر البطارية ومدى القيادة. ويعمل نظام إدارة الطاقة بتعاون وثيق مع وحدة التحكم الإلكترونية للطاقة لضمان التشغيل الفعال والآمن لنظام القيادة الكهربائية بأكمله.

يعزز هذا النظام المتكامل كفاءة نقل الطاقة، ويقلل من وزن المركبة، ويسهل توزيع الطاقة بشكل متوازن، مما يزيد من استغلال المساحة. والجدير بالذكر أن التحكم في المحرك، مقارنةً بمحركات الاحتراق الداخلي التقليدية، يمثل تحديًا وتعقيدًا أكبر.

لمعالجة نقص الطاقة غير المتجددة وتلبية متطلبات حماية البيئة، يُعدّ تطوير السيارات الكهربائية ضرورة حتمية. وباعتبارها مكونًا أساسيًا في المركبات، ينبغي أن يتبنى تصميم هيكل السيارة الكهربائية مناهج مبتكرة، وأن يستفيد من أسس صناعة السيارات الحديثة، وأن يُقصر دورات التطوير، ويُخفض التكاليف. هذا النهج يُقلل من مخاطر التطوير ويُمكّن من الإنتاج على نطاق واسع.