Tesla Cybertruck revolutionerede bilindustrien med sit banebrydende 48V elektriske system og steer-by-wire.Naturligvis ville sådanne transformative fremskridt ikke have været mulige uden en ny måde at forbinde ledninger på og en ny ændring i kommunikationsmetoder.
Tesla Motors indgav for nylig et patent og kigger igen på ledningsnet.
Cybertruck ser måske lidt intetsigende ud og føles mindre godt end Musk tidligere har sagt. Cybertrucks avancerede teknologier skuffer dog ikke.
En af disse er det 48V lavspændingselektriske system, der bruges for første gang i et produktionskøretøj. Tesla har forbedret og forenklet sin elektriske arkitektur gennem væsentlige forbedringer, som vil give den mulighed for at bygge den næste generation af elektriske køretøjer til en bedre pris.
Tesla meddelte, at Cybertruckens ledningsarkitektur vil blive væsentligt forenklet sammenlignet med tidligere Tesla-elbiler. Tesla opnåede dette ved at bruge flere lokale controllere forbundet til en højhastighedskommunikationsbus i stedet for at forbinde hver elektrisk komponent til en central controller.
For at forstå denne situation er det nødvendigt at tale om traditionelle køretøjer.
Typisk skal hver sensor og elektrisk komponent i et køretøj være forbundet til en central controller og et lavspændingssystem for strøm. Nogle gange betyder det, at komplekse dele kræver mange ledninger. Lad os tage en bildør som eksempel. Den kan indeholde sensorer, der signalerer til bilens computer, at bilen er åben, lukket eller vippet. Det samme gælder for vinduer, som har knapper, der udløser dem til at åbne og lukke. Disse kontakter er forbundet til køretøjets betjeningselementer, som igen er forbundet med vinduesaktuatorer for at sænke eller hæve glasset.
På dette tidspunkt tilføjer vi højttalere, airbags, kameraer …… Og du vil forstå, hvorfor ledningsnet er så forvirrende. Ledningerne inde i moderne køretøjer strækker sig i tusindvis af meter, hvilket tilføjer kompleksitet, omkostninger og vægt. For at gøre ondt værre, bygges og installeres dem dybest set i hånden. Det er dyre og tidskrævende processer, som Tesla ønsker at fjerne.
Derfor kom den op med ideen om distribuerede controllere. I stedet for en central enhed vil køretøjet være udstyret med mange lokale controllere til forskellige funktioner.
Distribuerede controllere
For eksempel er dørcontrollere ansvarlige for at fodre vinduer, højttalere, lys, spejle osv. og andre komponenter elektrisk, før de kan arbejde. I dette tilfælde ville ledningerne være korte og kunne alle være indeholdt i dørkonstruktionen.
Døren ville så blive forbundet til køretøjets databus med kun to ledninger, som også giver strøm til de elektriske komponenter. Al dørens kompleksitet kan realiseres med kun to ledninger, hvorimod en konventionel bil ville kræve et dusin eller mere, hvilket er, hvad Tesla har gjort med Cybertrucken.
Den elektriske pickup bruger et steer-by-wire-system, der kræver en højhastigheds (lav latens) kommunikationsbus til at overføre ratbevægelser til Cybertruckens hjul i realtid. Det er derfor, CAN-bussen, der bruges i de fleste af nutidens biler, kommer til kort: den har lav datagennemstrømning (ca. 1 Mbps) og høj latency. I stedet bruger Tesla en version af Gigabit Ethernet-arkitekturen med Power over Ethernet, der bruger de samme datalinjer til at drive komponenterne.
Datanetværket Tesla bruger i Cybertruck har en latenstid på blot et halvt millisekund, perfekt til blinklys. Det giver også nok båndbredde til at tillade de forskellige controllere at kommunikere i realtid og arbejde som én. Tesla fik patent på dette kommunikationssystem i december sidste år, og Cybertruck udnytter det fuldt ud. Tesla har dog endnu et es i hullet, som kan hjælpe med at strømline produktionen. Det er afgørende for Teslas 25.000 dollars elbil, som den planlægger at lancere i 2025.
Modulært ledningssystem
Ifølge en nylig patentansøgning med titlen "Wiring System Architecture" har Tesla designet et modulært ledningssystem, der i høj grad forenkler fremstillingen. Dette inkluderer backbone-kabler til strøm og data og er EMI-afskærmet for at begrænse interferens. Den bedste del er, at denne modulære ledninger inkluderer ledende belægninger og klæbemidler på karosseriet, som understøtter robotkonstruktion og Teslas nye uboksede køretøjsfremstillingsproces.
Ifølge grafik inkluderet i patentansøgningen, vil det modulære ledningssystem gøre kabler forældede, og komponenter vil klikke på plads takket være proprietære stik. Det er også fladt, så ledningerne vil ikke stikke ud eller endda være mærkbare. I modsætning til ledningsnet, som skal installeres manuelt af arbejdere på en produktionslinje, er installationen af et modulært ledningssystem bedre egnet til automatisering.
I modsætning hertil er stikkene til et fladt ledningssystem inkluderet i alle bilkomponenter, fra strukturelle paneler til mere komplekse samlinger såsom døre. Installation af disse komponenter involverer også at lave de nødvendige forbindelser, svarende til hvordan Legos limes sammen. Dette reducerer produktionstid og omkostninger.
Jeg er ikke sikker på, om Cybertruck inkluderer denne type ledninger, selvom den bestemt bruger en bil-kvalitet gigabyte Ethernet-bus frem for en CAN-bus. Imidlertid,de to systemer arbejder problemfrit sammen og giver en dobbelt fordel, når de bruges sammen.
Teslas planlagte lavprismodel vil sandsynligvis ikke bruge steer-by-wire eller andre eksotiske komponenter, men den vil helt sikkert have brug for en hurtig kommunikationsrygrad og et modulært ledningssystem som det, der er beskrevet i patentet.
Indlægstid: 13. december 2023