اتجاه تطوير أنظمة القيادة الكهربائية في عام 2026

تدخل صناعة السيارات الكهربائية العالمية (EV) إلى مرحلة جديدة من التطوير عالي الجودة، ويخضع نظام القيادة الكهربائية، باعتباره "قلب الطاقة" للمركبات الكهربائية، إلى ترقية شاملة مدفوعة بالابتكار التكنولوجي. من بينها،وحدة التحكم في السيارة الكهربائية تطورت (VCU) من وحدة تحكم وظيفية تقليدية إلى مركز القيادة الأساسي لنظام القيادة الكهربائية، لتصبح نقطة الارتكاز الرئيسية التي تشكل اتجاه تطوير أنظمة القيادة الكهربائية في عام 2026.
ستستكشف هذه المدونة بعمق كيف تقود وحدة التحكم في السيارة في السيارة الكهربائية ابتكار أنظمة القيادة الكهربائية، وتفسر اتجاهات التطوير الأساسية لأنظمة القيادة الكهربائية في عام 2026، وتحلل اتجاه الترقية الفنية لـ VCU، وتناقش تأثيرات التطبيق العملي ومسارات التطور المستقبلية، مما يساعد القراء على فهم الحدود التكنولوجية لصناعة السيارات الكهربائية بشكل كامل.

I. المقدمة: نقطة الترقية الأساسية لأنظمة القيادة الكهربائية - وحدة التحكم في المركبات الكهربائية

إذا نظرنا إلى الوراء في تطور أنظمة القيادة الكهربائية، فإن التطور من وحدات التحكم الإلكترونية المتفرقة (ECUs) إلى وحدات التحكم بالمجال المتكاملة قد تركز على تحسين الكفاءة، وخفض التكاليف، وتعزيز الأداء. وبحلول عام 2026، دخل هذا التطور مرحلة حرجة تهيمن عليها وحدة التحكم في السيارة الكهربائية.

باعتباره "العقل" لنظام القيادة الكهربائية، فإنوحدة التحكم في السيارة في EVمسؤول عن تنسيق وإدارة المكونات الأساسية مثل محركات القيادة، وأجهزة التحكم في المحركات، وتجميعات أدوات التوصيل الكهروميكانيكية. فهو يحدد بشكل مباشر الكفاءة والسلامة والذكاء الشامل لنظام القيادة الكهربائية. استنادًا إلى الأساس الفني لعام 2025 - مثل المستوى المتقدم الدولي لوحدات التحكم في المحركات المستندة إلى Si وتصنيع وحدات التحكم في أجهزة الطاقة ذات فجوة النطاق الواسعة - ستعمل وحدة VCU في عام 2026 على دمج الخوارزميات الذكية وقدرات التحكم عبر المجالات، مما يعزز نظام القيادة الكهربائية للقفز من "التحقيق الوظيفي" إلى "تحسين الأداء".

ثانيا. اتجاهات تكنولوجيا المكونات الأساسية لأنظمة القيادة الكهربائية لعام 2026 (مدفوعة بـ VCU)

2.1 محرك القيادة: ترقية الجهد العالي والكفاءة العالية وتآزر VCU

في عام 2026، وصل الأداء الرئيسي لمحركات الدفع إلى مستوى دولي متقدم، حيث تحرك نحو اتجاهات الجهد العالي والسرعة العالية، وتم تطبيق عمليات التصنيع المتقدمة على نطاق واسع، مع تحقيق بعض معدات التصنيع الرئيسية التوطين. بالنسبة لسيارات الركاب الشهيرة، حققت منتجات المحركات موثوقية عالية وعمرًا طويلًا وميزات لا تحتاج إلى صيانة. تلعب وحدة التحكم في السيارة الكهربائية (VCU) دورًا تآزريًا رئيسيًا في هذه العملية.

تعمل وحدة VCU على تحسين استراتيجية المطابقة بين المحرك ونظام الطاقة في الوقت الفعلي. على سبيل المثال، بهدف استخدام تقنية الجزء الثابت من الأسلاك المسطحة ذات الجهد العالي للمحرك، تتحكم وحدة التحكم في السيارة بدقة في الإخراج الحالي لتجنب مخاطر العزل الناجمة عن مشاكل PDIV (جهد بداية التفريغ الجزئي)؛ بالنسبة لطوبولوجيات المحركات الجديدة مثل محركات التدفق المحوري والمحركات المتزامنة الأرضية النادرة الخفيفة، تقوم وحدة VCU بتخصيص خوارزميات التحكم التكيفية لتعظيم إمكانات كفاءة المحرك.

بالإضافة إلى ذلك، تتعاون وحدة VCU مع نظام التبريد الفعال للمحرك (بما في ذلك تكنولوجيا تبريد الزيت) لتحقيق الإدارة الحرارية الديناميكية. وفقًا لبيانات الحمل ودرجة الحرارة في الوقت الحقيقي للمحرك، تقوم وحدة VCU بضبط قوة التبريد، مما يضمن تشغيل المحرك بثبات في ظل ظروف العمل الكاملة مع تقليل هدر الطاقة، وهو ما يستجيب لاتجاه البحث الرئيسي في الصناعة لتكنولوجيا التبريد فائقة الكفاءة في عام 2025.

2.2 وحدة التحكم في المحرك: ترقية واسعة النطاق وتكامل VCU

في عام 2026، وصلت مؤشرات الأداء الرئيسية لوحدات التحكم في المحركات القائمة على Si إلى المستوى المتقدم الدولي، وتم تطبيق العمليات المتقدمة ذات الجهد العالي بشكل ناضج. والأهم من ذلك، أن وحدات التحكم في المحركات القائمة على أجهزة الطاقة ذات فجوة النطاق الواسعة (مثل رقائق SiC) قد حققت التصنيع، وعززت وحدة التحكم في السيارة الكهربائية التكامل العميق لوحدات التحكم في المحركات مع نظام القيادة الكهربائية بأكمله.

ترتبط وحدة التحكم في السيارة في السيارة الكهربائية ارتباطًا وثيقًا بوحدة التحكم في المحرك لبناء بنية مراقبة ذكية لحالة تشغيل نظام القيادة الكهربائية. تقوم وحدة VCU بجمع البيانات في الوقت الفعلي مثل حالة تشغيل أجهزة الطاقة وكفاءة وحدة التحكم، وتحسين استراتيجيات تعديل PWM وخوارزميات التحكم الحالية من خلال تقنية الذكاء الاصطناعي، وتحسين التوافق الكهرومغناطيسي للنظام بشكل فعال. وهذا يحل طلب الصناعة لتحسين التوافق الكهرومغناطيسي من خلال تحسين الخوارزمية المقترح في عام 2025.

وفي الوقت نفسه، تعمل وحدة VCU على تعزيز التصميم المتكامل لوحدات التحكم في المحركات. فهو يدمج وظائف مثل DCDC، وOBC، ومحولات التعزيز في وحدة التحكم في المحرك، ويحقق التصميم المتكامل الكهروميكانيكي الحراري لمكونات الطاقة عالية الكثافة من خلال التحكم الموحد في وحدة VCU، مما يقلل حجم ووزن النظام مع تحسين الكفاءة الإجمالية.

بالنسبة للمركبات التجارية، تكون وحدات التحكم في المحركات متكاملة بشكل أساسي، وأصبحت المنتجات المتكاملة على مستوى جهاز الطاقة اتجاهًا تقنيًا مهمًا. تتكيف وحدة VCU مع هذا الاتجاه، وتحقق تحكمًا مركزيًا لوحدات التحكم المتكاملة، وتعزز استقرار سلسلة توريد نظام الطاقة للمركبات التجارية.

2.3 مجموعة المحرك الكهربائي: التكامل العالي والتحكم في تنسيق VCU

في عام 2026، وصل أداء مجموعات أدوات التوصيل الكهروميكانيكية الإضافية إلى المستوى المتقدم الدولي، وتم تحسين درجة تكامل مجموعات محرك كهربائي أدوات التوصيل الكهروميكانيكية بشكل مستمر. وصلت القدرة التنافسية الشاملة لصناعة المحركات الكهربائية المستقلة في الصين إلى مستوى متقدم دولي، مع تعزيز قدرة التنمية المستدامة بشكل كبير، وتجاوز معدل الاكتفاء الذاتي المحلي من المكونات الأساسية 50% من حيث قيمة السلع. تعد وحدة التحكم في السيارة الكهربائية جوهر التحكم المنسق لمجموعة المحرك الكهربائي.

بالنسبة لتجميعات المحركات الكهربائية النقية لسيارات الركاب، تعمل وحدة VCU على تعزيز التكامل المتعمق لإلكترونيات الطاقة، وتكامل الوظائف عبر المجالات، وتطبيق مواد خفيفة الوزن، مما يقلل من وزن وحجم وتكلفة نظام القيادة الكهربائية. إنه يركز على تنسيق عمل مخفضات السرعة العالية، وناقلات الحركة متعددة السرعات، والفرامل عالية الأداء ويحسن استراتيجية التحكم في التجميع بأكمله بناءً على ظروف الطريق في الوقت الفعلي. على سبيل المثال، تقوم وحدة VCU بضبط منطق تبديل التروس لناقل الحركة متعدد السرعات لضمان خرج طاقة سلس وتحسين كفاءة استخدام الطاقة.

بالنسبة للتجميعات الهجينة الإضافية، تركز وحدة VCU على التحكم المنسق متعدد الطاقة. فهو يدمج وظائف مثل التكامل المتعمق، والتبادل الحراري الفعال، والتحكم في المجال، ويعزز البحث وتطبيق تقنيات السلامة الوظيفية والأمن السيبراني. في مجال المركبات التجارية، تعمل وحدة VCU على تحسين أداء مجموعة الطاقة لسيناريوهات التطبيقات المختلفة، مما يزيد من تحسين درجة التكامل وكفاءة جهاز تجميع الطاقة.

بالنسبة لمجموعات المحركات المحورية وجانب العجلة، والتي سيتم تشغيلها على دفعات صغيرة في عام 2026، فإن وحدة التحكم في السيارة في السيارة الكهربائية تحل المشكلات الأساسية المتمثلة في ضعف التنسيق وانخفاض الكفاءة. فهو ينسق إخراج المحركات المحورية المتعددة لتحقيق وظائف مثل التوجيه في الموقع ويعزز توطين المكونات الرئيسية والتحكم في التكلفة. وفي الوقت نفسه، تشارك جامعة فرجينيا كومنولث في التحقق من التطبيقات الهندسية لسلسلة كاملة من العجلات الكهربائية المحورية، بما في ذلك تقليل الوزن والمكونات والمواد الرئيسية وعمليات التصنيع.

2.4 الدعم الأساسي لـ VCU للتخطيط متعدد المحركات ووحدة الزاوية

لا يمكن فصل تعميم التصميمات متعددة المحركات (محرك مزدوج وأربعة محركات) ونضج تكنولوجيا وحدة الزاوية في عام 2026 عن قدرة التحكم القوية لوحدة التحكم في السيارة الكهربائية. على سبيل المثال، تعتمد المحركات ذات الدوار المزدوج ذات الدفعة الصغيرة من BMW على وحدة VCU لتوفير إشارات تحكم دقيقة في الوقت الفعلي لتحقيق تحكم دقيق في خرج عزم الدوران وتعديل السرعة، مما يضمن استقرار وأداء قوة السيارة.

تقوم وحدة VCU بحساب زاوية الإخراج المثالية للمحرك بدقة من خلال خوارزميات متقدمة، مما يجعل المحرك يعمل في نطاق عالي الكفاءة في جميع ظروف العمل. ولا يؤدي هذا إلى تحسين معدل استخدام الطاقة الإجمالي لنظام القيادة الكهربائية فحسب، بل يقلل أيضًا من ضجيج المحرك في جميع ظروف العمل، وهو ما يتوافق مع اتجاه البحث الفني لعام 2025.

بالنسبة لأنظمة القيادة الكهربائية الموزعة، تقوم وحدة VCU بتنسيق إخراج محركات متعددة في الوقت الفعلي، مما يحقق قيادة مستقلة للعجلات الأربع ويحسن قدرة المركبة على المرور وأداء التعامل معها. تعمل تقنية وحدة الزاوية، الخاضعة لسيطرة وحدة VCU، على ضبط زاوية خرج المحرك في الوقت الفعلي وفقًا لظروف القيادة، مما يزيد من الاستفادة من إمكانات كفاءة نظام القيادة الكهربائية.

ثالثا. التحديات الرئيسية التي تواجه أنظمة القيادة الكهربائية لعام 2026 (الحلول الموجهة نحو جامعة فرجينيا كومونولث)

في حين أن نظام القيادة الكهربائية لعام 2026 يتطور بسرعة، فإنه لا يزال يواجه العديد من التحديات الأساسية. تعد وحدة التحكم في السيارة الكهربائية (VCU) هي المفتاح لحل هذه التحديات، وتحتاج الصناعة إلى التركيز على الاتجاهات التالية لتحقيق اختراق:

3.1 التحديات الفنية للمكونات الأساسية

فيما يتعلق بمحركات الدفع، من الضروري تعزيز الأبحاث حول تكنولوجيا التبريد فائقة الكفاءة (بما في ذلك التبريد بالزيت)، وتقنية عزل الجزء الثابت من الأسلاك المسطحة ذات الجهد العالي PDIV، وتقنية منخفضة الضوضاء في جميع الأحوال، وطوبولوجيات المحرك الجديدة (المحركات الأرضية النادرة الخفيفة/المحركات المتزامنة غير الأرضية النادرة، والمحركات غير المتبلورة، وما إلى ذلك). يجب أن تكون وحدة VCU متوافقة مع هذه التقنيات الجديدة وأن تطور استراتيجيات تحكم تكيفية لضمان التشغيل المستقر للمحرك.

فيما يتعلق بوحدات التحكم في المحركات، من الملح تحسين تكنولوجيا التكامل الكهروميكانيكي الحراري لمكونات الطاقة عالية الكثافة، وتكامل أجهزة الطاقة وتكنولوجيا التحقق منها، وتكنولوجيا التحكم في تكامل التدفئة الكهربائية بنبض بطارية الطاقة. يجب أن تكون وحدة التحكم في السيارة في السيارة الكهربائية متكاملة بشكل عميق مع وحدة التحكم في المحرك لتحسين مستوى التصميم وقدرة التقييم المستقل للمنتجات ذات مستويات السلامة الوظيفية العالية والأمن السيبراني.

3.2 تحديات تجميعات المحركات الكهربائية

بالنسبة لتجميعات المحركات الكهربائية النقية لسيارات الركاب، هناك حاجة إلى استثمار مستمر في إلكترونيات الطاقة، والتكامل المتعمق، وتكامل الوظائف عبر المجالات، وتطبيق المواد خفيفة الوزن لتقليل وزن النظام وحجمه وتكلفته. تحتاج وحدة VCU إلى تحسين استراتيجية التحكم المنسقة للتجميع للتعويض عن فقدان الأداء الناجم عن التحكم في التكلفة.

بالنسبة للتجميعات الهجينة الإضافية، تعد التقنيات الأساسية مثل التكامل المتعمق والتبادل الحراري الفعال والتحكم المنسق متعدد الطاقة ووحدات التحكم بالمجال هي اتجاهات التطوير الرئيسية، ووحدة VCU هي الناقل الأساسي لهذه التقنيات. في مجال المركبات التجارية، يجب تعزيز سلسلة التوريد لعلب التروس الخاصة بالمركبات التجارية، وينبغي توجيه وحدة VCU نحو التكامل المتعدد، مع التكامل على مستوى جهاز الطاقة باعتباره اتجاهًا تقنيًا مهمًا.

3.3 تحديات التصنيع وإعادة التدوير الخضراء

يواجه نظام الدفع الكهربائي في عام 2026 ضغوط تصميم تقليل الكربون، والتصنيع الأخضر، وإعادة التدوير. تحتاج الصناعة إلى إنشاء مصانع تصنيع خضراء ومصانع ذكية، والبحث في أنظمة تقييم إعادة التدوير، وبناء خطوط إنتاج قابلة لإعادة التدوير. تحتاج وحدة التحكم في السيارة الكهربائية، باعتبارها مكونًا إلكترونيًا أساسيًا، إلى تحقيق التصميم الأخضر من خلال اختيار المواد وعملية التصنيع.

يمكن لوحدة VCU أيضًا المشاركة في إدارة انبعاثات الكربون لدورة الحياة الكاملة لنظام القيادة الكهربائية. ومن خلال المراقبة في الوقت الحقيقي لحالة تشغيل مجموعة المحرك الكهربائي، فإنه يعمل على تحسين استراتيجية استهلاك الطاقة لتقليل انبعاثات الكربون أثناء مرحلة الاستخدام. وفي الوقت نفسه، يعد التصميم القابل لإعادة التدوير لجامعة فرجينيا كومونولث (مثل الهيكل المعياري) أيضًا جزءًا مهمًا من التصنيع الأخضر.

رابعا. 2026+ إطار عمل تكنولوجيا نظام القيادة الكهربائية والموقع الأساسي لجامعة فرجينيا كومونولث

4.1 تطور إطار عمل نظام القيادة الكهربائية (من 2.0 إلى 3.0)

وفقًا لـ "خريطة الطريق 2.0 لتوفير الطاقة وتكنولوجيا مركبات الطاقة الجديدة"، فإن نظام محرك القيادة هو المكون الأساسي لتجميع الطاقة لمركبات الطاقة الجديدة والمفتاح لتحقيق التحويل بين الطاقة الكهربائية والطاقة الميكانيكية. وعلى هذا الأساس، تم تشكيل إطار عمل نظام القيادة الكهربائية 2026 3.0، والذي يتضمن محركات القيادة، وأجهزة التحكم في المحركات، وأنظمة تكامل التحكم الإلكتروني، وتجميعات المحركات الكهربائية، والاختبار والتقييم، والتصنيع الأخضر، الذي يغطي السلسلة الصناعية الكاملة لنظام القيادة الكهربائية.

4.2 الموقف الأساسي لجامعة فرجينيا كومنولث في إطار العمل 3.0

تعد وحدة التحكم في السيارة الكهربائية (VCU) جوهر نظام تكامل التحكم الإلكتروني في إطار 3.0، حيث تربط جميع الوحدات الأخرى. إنه يحقق التحكم المركزي في محركات القيادة، وأجهزة التحكم في المحركات، وتجميعات القيادة الكهربائية، وهو جزء مهم من الاختبار والتقييم والتصنيع الأخضر.

في نظام المؤشرات الفنية لنظام القيادة الكهربائية، والذي يغطي 5 مجالات فرعية رئيسية، تعد دقة التحكم في وحدة VCU وسرعة الاستجابة وكفاءة إدارة الطاقة ومؤشرات أخرى مكونات مهمة. تضمن وحدة التحكم في السيارة في السيارة الكهربائية أن كل مكون أساسي لنظام القيادة الكهربائية يلبي المؤشرات الفنية من خلال التعديل والتحسين في الوقت الفعلي، مما يعزز ترقية الأداء العام للنظام.

4.3 اتجاهات البحث الرئيسية لجامعة فرجينيا كومنولث في الإطار

بالاشتراك مع إطار العمل 3.0، تتضمن اتجاهات البحث الرئيسية لجامعة فرجينيا كومونولث بشكل أساسي ثلاثة جوانب: أولاً، التصميم المتكامل لإلكترونيات الطاقة عالية الكثافة، وتحقيق التكامل العميق لوحدة VCU مع وحدات التحكم في المحركات وأنظمة الطاقة والمكونات الأخرى؛ ثانيًا، البحث عن الخوارزميات الذكية، ودمج الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا البيانات الضخمة لتحسين التحكم التكيفي وقدرات الصيانة التنبؤية لجامعة فرجينيا كومنولث؛ ثالثًا، البحث في السلامة الوظيفية والأمن السيبراني، وتحسين مستوى تصميم VCU لتلبية متطلبات مستوى الأمان ASIL-D.

V. التوقعات المستقبلية والاستنتاجات

5.1 النظرة المستقبلية (2026+)

وبالتطلع إلى عام 2026+، ستقود وحدة التحكم في السيارة الكهربائية (VCU) نظام القيادة الكهربائية نحو تطوير أكثر ذكاءً وأكثر تكاملاً وأكثر مراعاة للبيئة. وستعمل على تعميق التكامل مع القيادة الذاتية لإدارة الطاقة الذكية، والتحرك نحو التكامل على مستوى السيارة لتحسين الأداء العام، واعتماد تصميمات صديقة للبيئة لتقليل انبعاثات الكربون طوال دورة الحياة. بالإضافة إلى ذلك، سوف تتكيف وحدة VCU مع تقنيات الطاقة الجديدة مثل بطاريات الحالة الصلبة، مما يعزز التطوير المتنوع لأنظمة القيادة الكهربائية.

5.2 الاستنتاج

في عام 2026، ستكون وحدة التحكم في السيارة الكهربائية هي المحرك الأساسي لابتكار نظام القيادة الكهربائية، مما يعزز الأداء من خلال التكامل عبر المجالات، وتمكين الذكاء الاصطناعي، ودعم المحركات المتعددة. على الرغم من التحديات مثل الصعوبات التقنية والتكاليف المرتفعة، فإن تكنولوجيا VCU المتقدمة ستوضح التطور المستقبلي لأنظمة الدفع الكهربائي. يؤدي اغتنام فرص تطوير VCU إلى تعزيز القدرة التنافسية للصناعة، مع توفير تجارب قيادة أكثر أمانًا وكفاءة وذكاءً للمستهلكين، وتسريع تعميم السيارات الكهربائية والتحول الأخضر والذكي لصناعة السيارات.