Tesla Cybertruck は、画期的な 48V 電気システムとステアバイワイヤで自動車業界に革命をもたらしました。もちろん、このような革新的な進歩は、ワイヤー ハーネスの新しい配線方法と通信方法の新たな変化がなければ不可能でした。
テスラモーターズは最近特許を申請し、再びワイヤーハーネスに注目している。
Cybertruck は、マスク氏が以前述べたほど、見た目は少し味気なく、感触も良くないかもしれない。しかし、Cybertruck の高度なテクノロジーは期待を裏切りません。
その 1 つは、量産車で初めて採用された 48V 低電圧電気システムです。テスラは、大幅な改善を通じて電気アーキテクチャを改善および簡素化しており、これにより次世代の電気自動車をより安価に製造できるようになります。
テスラは、サイバートラックの配線アーキテクチャが以前のテスラ電気自動車と比較して大幅に簡素化されると発表しました。テスラは、各電気コンポーネントを中央コントローラーに接続するのではなく、高速通信バスに接続された複数のローカル コントローラーを使用することでこれを実現しました。
この状況を理解するには、従来の車両について話す必要があります。
通常、車両内のすべてのセンサーと電気コンポーネントは、中央コントローラーと電力用の低電圧システムに接続する必要があります。場合によっては、これは複雑な部品に多くのワイヤが必要になることを意味します。車のドアを例に考えてみましょう。車が開いている、閉じている、または傾いていることを車のコンピュータに信号を送るセンサーが含まれている場合があります。同じことがウィンドウにも当てはまり、ウィンドウには開閉をトリガーするボタンがあります。これらのスイッチは車両の制御装置に接続されており、制御装置はガラスを上げたり下げたりするためのウィンドウ アクチュエータに接続されています。
この時点で、スピーカー、エアバッグ、カメラを追加しています……そして、ワイヤーハーネスがなぜ非常にわかりにくいのかがわかるでしょう。現代の車両内のワイヤーは数千メートルにわたって伸びており、複雑さ、コスト、重量が増加しています。さらに悪いことに、それらの構築と設置は基本的に手作業で行われます。これらは高価で時間のかかるプロセスであり、テスラは排除したいと考えています。
そこで、分散コントローラーというアイデアが生まれました。中央集中型ユニットの代わりに、車両にはさまざまな機能を提供する多数のローカルコントローラーが装備されます。
分散型コントローラー
一例として、ドアコントローラーは、窓、スピーカー、照明、鏡など、その他のコンポーネントが機能する前に、それらのコンポーネントに電気を供給する責任があります。この場合、ワイヤは短くなり、すべてドア アセンブリ内に収まる可能性があります。
ドアは 2 本のワイヤだけで車両のデータ バスに接続され、電気コンポーネントにも電力が供給されます。ドアの複雑さはすべて、わずか 2 本のワイヤーで実現できますが、従来の車では 12 本以上のワイヤーが必要であり、テスラはサイバートラックでそれを実現しました。
電動ピックアップは、ステアリングホイールの動きをサイバートラックの車輪にリアルタイムで送信するために高速（低遅延）通信バスを必要とするステアバイワイヤシステムを使用しています。これが、今日のほとんどの自動車で使用されている CAN バスが不十分である理由です。データ スループット (約 1 Mbps) が低く、遅延が長いのです。代わりに、Tesla は Power over Ethernet を備えたバージョンのギガビット イーサネット アーキテクチャを使用し、同じデータ ラインを使用してコンポーネントに電力を供給します。
Tesla が Cybertruck で使用しているデータ ネットワークの遅延はわずか 0.5 ミリ秒で、方向指示器に最適です。また、さまざまなコントローラーがリアルタイムで通信し、1 つとして動作できるようにするのに十分な帯域幅も提供します。テスラは昨年12月にこの通信システムの特許を取得しており、サイバートラックはそれを最大限に活用している。しかし、テスラには製造の合理化に役立つ可能性のある別の切り札がいる。これはテスラが2025年に発売を予定している2万5000ドルの電気自動車にとって極めて重要だ。
モジュラー配線システム
「配線システム アーキテクチャ」と題された最近の特許出願によると、テスラは製造を大幅に簡素化するモジュール式配線システムを設計しました。これには、電源とデータ用のバックボーン ケーブルが含まれており、干渉を制限するために EMI シールドが施されています。最も優れている点は、このモジュール式配線には、ボディ上の導電性コーティングと接着剤が含まれており、ロボットの組み立てとテスラの新しい開梱済み車両の製造プロセスをサポートしていることです。
特許出願に含まれるグラフィックスによると、モジュラー配線システムによりケーブルが不要になり、独自のコネクタのおかげでコンポーネントが所定の位置にカチッとはまるようになります。また、フラットな形状なので、配線が飛び出たり、目立ちたりすることもありません。生産ラインで作業員が手動で取り付ける必要があるワイヤー ハーネスとは異なり、モジュラー配線システムの設置は自動化に適しています。
対照的に、フラット配線システムのコネクタは、構造パネルからドアなどのより複雑なアセンブリに至るまで、あらゆる自動車部品に組み込まれています。これらのコンポーネントの取り付けには、レゴを接着する方法と同様に、必要な接続を行うことも含まれます。これにより、製造時間とコストが削減されます。
Cybertruck にこのタイプの配線が含まれているかどうかはわかりませんが、CAN バスではなく自動車グレードのギガバイト イーサネット バスを使用しているのは確かです。しかし、2 つのシステムはシームレスに連携し、一緒に使用すると二重のメリットが得られます。.
テスラが計画している低コストモデルには、ステアバイワイヤやその他の珍しいコンポーネントはおそらく使用されないが、高速通信バックボーンと、特許に記載されているようなモジュラー配線システムが必要になるのは間違いない。
投稿日時: 2023 年 12 月 13 日