Η Tesla πατεντάρει ένα αρθρωτό σύστημα καλωδίωσης για απλοποίηση στην καλωδίωση του αυτοκινήτου

Η Tesla Cybertruck έφερε επανάσταση στην αυτοκινητοβιομηχανία με το πρωτοποριακό ηλεκτρικό σύστημα 48V και το steer-by-wire.Φυσικά, τέτοιες μεταμορφωτικές εξελίξεις δεν θα ήταν δυνατές χωρίς έναν νέο τρόπο καλωδίωσης των καλωδίων και μια νέα αλλαγή στις μεθόδους επικοινωνίας.

 

Η Tesla Motors κατέθεσε πρόσφατα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και κοιτάζει ξανά τις καλωδιώσεις.

 

Το Cybertruck μπορεί να φαίνεται λίγο μειλίχιο και να αισθάνεται λιγότερο καλά από ό,τι είχε πει προηγουμένως ο Musk. Ωστόσο, οι προηγμένες τεχνολογίες της Cybertruck δεν απογοητεύουν.

 

Ένα από αυτά είναι το ηλεκτρικό σύστημα χαμηλής τάσης 48V που χρησιμοποιείται για πρώτη φορά σε όχημα παραγωγής. Η Tesla βελτίωσε και απλοποίησε την ηλεκτρική της αρχιτεκτονική μέσω σημαντικών βελτιώσεων, οι οποίες θα της επιτρέψουν να κατασκευάσει την επόμενη γενιά ηλεκτρικών οχημάτων με καλύτερο κόστος.

 

Η Tesla ανακοίνωσε ότι η αρχιτεκτονική καλωδίωσης του Cybertruck θα απλοποιηθεί σημαντικά σε σύγκριση με τα προηγούμενα ηλεκτρικά οχήματα της Tesla. Ο Tesla το πέτυχε χρησιμοποιώντας πολλαπλούς τοπικούς ελεγκτές συνδεδεμένους σε ένα δίαυλο επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας αντί να συνδέει κάθε ηλεκτρικό εξάρτημα σε έναν κεντρικό ελεγκτή.

Για να κατανοήσουμε αυτήν την κατάσταση, είναι απαραίτητο να μιλήσουμε για παραδοσιακά οχήματα.

 Το μέλλον της χαμηλής τάσης της Tesla Επισκόπηση των οχημάτων Tesla 2 Επισκόπηση των οχημάτων Tesla

Συνήθως, κάθε αισθητήρας και ηλεκτρικό εξάρτημα σε ένα όχημα πρέπει να συνδέεται με έναν κεντρικό ελεγκτή και ένα σύστημα χαμηλής τάσης για τροφοδοσία. Μερικές φορές, αυτό σημαίνει ότι τα πολύπλοκα μέρη απαιτούν πολλά καλώδια. Ας πάρουμε για παράδειγμα μια πόρτα αυτοκινήτου. Μπορεί να περιέχει αισθητήρες που σηματοδοτούν στον υπολογιστή του αυτοκινήτου ότι το αυτοκίνητο είναι ανοιχτό, κλειστό ή έχει κλίση. Το ίδιο ισχύει και για τα παράθυρα, τα οποία έχουν κουμπιά που ενεργοποιούν το άνοιγμα και το κλείσιμο. Αυτοί οι διακόπτες συνδέονται με τα χειριστήρια του οχήματος, τα οποία με τη σειρά τους συνδέονται με ενεργοποιητές παραθύρων για να κατεβάσουν ή να ανυψώσουν το τζάμι.

 

Σε αυτό το σημείο, προσθέτουμε ηχεία, αερόσακους, κάμερες…… Και θα καταλάβετε γιατί οι καλωδιώσεις είναι τόσο μπερδεμένες. Τα καλώδια μέσα στα σύγχρονα οχήματα εκτείνονται για χιλιάδες μέτρα, προσθέτοντας πολυπλοκότητα, κόστος και βάρος. Για να γίνουν τα πράγματα χειρότερα, η κατασκευή και η τοποθέτησή τους γίνεται βασικά με το χέρι. Αυτές είναι δαπανηρές και χρονοβόρες διαδικασίες που η Tesla θέλει να εξαλείψει.

 

Γι' αυτό σκέφτηκε την ιδέα των κατανεμημένων ελεγκτών. Αντί για κεντρική μονάδα, το όχημα θα είναι εξοπλισμένο με πολλούς τοπικούς ελεγκτές για διάφορες λειτουργίες.

 

Κατανεμημένοι ελεγκτές

 

Για παράδειγμα, οι ελεγκτές θυρών είναι υπεύθυνοι για την ηλεκτρική τροφοδοσία των παραθύρων, των ηχείων, των φώτων, των καθρεπτών κ.λπ., και άλλων εξαρτημάτων προτού μπορέσουν να λειτουργήσουν. Σε αυτή την περίπτωση, τα καλώδια θα ήταν κοντά και θα μπορούσαν να περιέχονται όλα μέσα στο συγκρότημα της πόρτας.

 

Στη συνέχεια, η πόρτα θα συνδεόταν με το δίαυλο δεδομένων του οχήματος με δύο μόνο καλώδια, τα οποία παρέχουν επίσης ρεύμα στα ηλεκτρικά εξαρτήματα. Όλη η πολυπλοκότητα της πόρτας μπορεί να πραγματοποιηθεί με δύο μόνο καλώδια, ενώ ένα συμβατικό αυτοκίνητο θα απαιτούσε μια ντουζίνα ή περισσότερα, κάτι που έκανε η Tesla με το Cybertruck.

 

Το ηλεκτρικό pickup χρησιμοποιεί ένα σύστημα steer-by-wire που απαιτεί ένα λεωφορείο επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας (χαμηλής καθυστέρησης) για τη μετάδοση των κινήσεων του τιμονιού στους τροχούς του Cybertruck σε πραγματικό χρόνο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο δίαυλος CAN που χρησιμοποιείται στα περισσότερα από τα σημερινά αυτοκίνητα υπολείπεται: έχει χαμηλή απόδοση δεδομένων (περίπου 1 Mbps) και υψηλή καθυστέρηση. Αντίθετα, η Tesla χρησιμοποιεί μια έκδοση της αρχιτεκτονικής Gigabit Ethernet με Power over Ethernet, χρησιμοποιώντας τις ίδιες γραμμές δεδομένων για την τροφοδοσία των στοιχείων.

 

Το δίκτυο δεδομένων που χρησιμοποιεί η Tesla στο Cybertruck έχει καθυστέρηση μόλις μισού χιλιοστού του δευτερολέπτου, ιδανικό για φλας. Παρέχει επίσης αρκετό εύρος ζώνης για να επιτρέπει στους διάφορους ελεγκτές να επικοινωνούν σε πραγματικό χρόνο και να λειτουργούν ως ένα. Η Tesla έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτό το σύστημα επικοινωνίας τον περασμένο Δεκέμβριο και η Cybertruck το εκμεταλλεύεται πλήρως. Ωστόσο, η Tesla έχει άλλον έναν άσο στην τρύπα που θα μπορούσε να βοηθήσει στον εξορθολογισμό της κατασκευής. Είναι ζωτικής σημασίας για το ηλεκτρικό αυτοκίνητο της Tesla αξίας 25.000 δολαρίων, το οποίο σχεδιάζει να κυκλοφορήσει το 2025.

 

Αρθρωτό σύστημα καλωδίωσης

 

Σύμφωνα με μια πρόσφατη αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας με τίτλο «Αρχιτεκτονική συστήματος καλωδίωσης», η Tesla έχει σχεδιάσει ένα αρθρωτό σύστημα καλωδίωσης που απλοποιεί σημαντικά την κατασκευή. Αυτό περιλαμβάνει καλωδίωση κορμού για τροφοδοσία και δεδομένα, και είναι θωρακισμένη EMI για περιορισμό των παρεμβολών. Το καλύτερο μέρος είναι ότι αυτή η αρθρωτή καλωδίωση περιλαμβάνει αγώγιμες επιστρώσεις και κόλλες στο σώμα, το οποίο υποστηρίζει τη ρομποτική συναρμολόγηση και τη νέα διαδικασία κατασκευής οχημάτων χωρίς κουτί της Tesla.

 ΣΧ.8α-ΣΧ.8βΕΙΚ.1ΒΣΧ.10α-ΕΙΚ.10βΣΧ.13α-ΣΧ.13β

Σύμφωνα με τα γραφικά που περιλαμβάνονται στην αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας, το αρθρωτό σύστημα καλωδίωσης θα κάνει τα καλώδια ξεπερασμένα και τα εξαρτήματα θα κουμπώνουν στη θέση τους χάρη στους ιδιόκτητους συνδέσμους. Είναι επίσης επίπεδο, έτσι ώστε τα καλώδια να μην προεξέχουν ούτε να είναι αισθητά. Σε αντίθεση με τις καλωδιώσεις, οι οποίες πρέπει να εγκατασταθούν χειροκίνητα από εργαζομένους σε μια γραμμή παραγωγής, η εγκατάσταση ενός αρθρωτού συστήματος καλωδίωσης είναι πιο κατάλληλη για αυτοματισμό.

 

 

Αντίθετα, οι σύνδεσμοι ενός συστήματος επίπεδης καλωδίωσης περιλαμβάνονται σε κάθε εξάρτημα του αυτοκινήτου, από δομικά πάνελ μέχρι πιο σύνθετα συγκροτήματα, όπως πόρτες. Η εγκατάσταση αυτών των εξαρτημάτων περιλαμβάνει επίσης την πραγματοποίηση των απαραίτητων συνδέσεων, παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο κολλώνται τα Lego μεταξύ τους. Αυτό μειώνει τον χρόνο και το κόστος παραγωγής.

 

Δεν είμαι σίγουρος αν το Cybertruck περιλαμβάνει αυτόν τον τύπο καλωδίωσης, αν και σίγουρα χρησιμοποιεί έναν δίαυλο Ethernet gigabyte κατηγορίας αυτοκινήτου αντί για έναν δίαυλο CAN. Ωστόσο,τα δύο συστήματα συνεργάζονται απρόσκοπτα και παρέχουν διπλό όφελος όταν χρησιμοποιούνται μαζί.

 

Το σχεδιασμένο μοντέλο χαμηλού κόστους της Tesla πιθανότατα δεν θα χρησιμοποιεί steer-by-wire ή άλλα εξωτικά εξαρτήματα, αλλά σίγουρα θα χρειαστεί μια ραχοκοκαλιά γρήγορης επικοινωνίας και ένα αρθρωτό σύστημα καλωδίωσης όπως αυτό που περιγράφεται στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.


Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-13-2023