Tesla Cybertruck zrewolucjonizowała branżę motoryzacyjną dzięki przełomowemu systemowi elektrycznemu 48 V i sterowaniu przewodowemu.Oczywiście tak rewolucyjny postęp nie byłby możliwy bez nowego sposobu okablowania wiązek przewodów i nowej zmiany w metodach komunikacji.
Tesla Motors niedawno złożyła patent i ponownie przygląda się wiązkom przewodów.
Cybertruck może wyglądać trochę mdłe i czuć się mniej dobrze, niż powiedział wcześniej Musk. Jednak zaawansowane technologie Cybertruck nie rozczarowują.
Jednym z nich jest niskonapięciowy układ elektryczny 48 V zastosowany po raz pierwszy w pojeździe produkcyjnym. Tesla ulepszyła i uprościła swoją architekturę elektryczną poprzez znaczące ulepszenia, które pozwolą jej budować pojazdy elektryczne nowej generacji po lepszych kosztach.
Tesla ogłosiła, że architektura okablowania Cybertrucka zostanie znacznie uproszczona w porównaniu z poprzednimi pojazdami elektrycznymi Tesli. Tesla osiągnęła to, stosując wiele lokalnych sterowników podłączonych do szybkiej magistrali komunikacyjnej, zamiast podłączać każdy element elektryczny do centralnego sterownika.
Aby zrozumieć tę sytuację, trzeba porozmawiać o pojazdach tradycyjnych.
Zazwyczaj każdy czujnik i element elektryczny w pojeździe musi być podłączony do centralnego sterownika i systemu niskiego napięcia zasilania. Czasami oznacza to, że złożone części wymagają dużej liczby przewodów. Weźmy na przykład drzwi samochodu. Może zawierać czujniki sygnalizujące komputerowi samochodu, że samochód jest otwarty, zamknięty lub przechylony. To samo dotyczy okien wyposażonych w przyciski umożliwiające ich otwieranie i zamykanie. Przełączniki te są podłączone do elementów sterujących pojazdu, które z kolei są podłączone do siłowników okiennych w celu opuszczania lub podnoszenia szyby.
W tym momencie dodajemy głośniki, poduszki powietrzne, kamery… I zrozumiesz, dlaczego wiązki przewodów są tak zagmatwane. Przewody wewnątrz nowoczesnych pojazdów rozciągają się na tysiące metrów, co zwiększa złożoność, koszty i wagę. Co gorsza, budowanie i instalowanie ich odbywa się w zasadzie ręcznie. Są to kosztowne i czasochłonne procesy, które Tesla chce wyeliminować.
Dlatego wpadł na pomysł rozproszonych kontrolerów. Zamiast scentralizowanej jednostki pojazd zostanie wyposażony w wiele lokalnych sterowników obsługujących różne funkcje.
Rozproszone kontrolery
Na przykład kontrolery drzwi są odpowiedzialne za zasilanie elektryczne okien, głośników, świateł, lusterek itp. i innych komponentów, zanim zaczną działać. W takim przypadku przewody byłyby krótkie i wszystkie mogłyby znajdować się w zespole drzwi.
Drzwi zostaną wówczas podłączone do magistrali danych pojazdu za pomocą zaledwie dwóch przewodów, które zapewniają również zasilanie elementów elektrycznych. Całą złożoność drzwi można zrealizować za pomocą zaledwie dwóch przewodów, podczas gdy w konwencjonalnym samochodzie potrzeba kilkunastu lub więcej, co Tesla zrobiła w przypadku Cybertrucka.
Pickup elektryczny wykorzystuje system steer-by-wire, który wymaga szybkiej (o małym opóźnieniu) magistrali komunikacyjnej do przesyłania ruchów kierownicy do kół Cybertrucka w czasie rzeczywistym. Dlatego magistrala CAN stosowana w większości współczesnych samochodów jest niewystarczająca: ma niską przepustowość danych (około 1 Mb/s) i duże opóźnienia. Zamiast tego Tesla wykorzystuje wersję architektury Gigabit Ethernet z funkcją Power over Ethernet, wykorzystując te same linie danych do zasilania komponentów.
Sieć danych, z której Tesla korzysta w Cybertrucku, ma opóźnienie wynoszące zaledwie pół milisekundy, co jest idealne dla kierunkowskazów. Zapewnia również wystarczającą przepustowość, aby umożliwić różnym kontrolerom komunikację w czasie rzeczywistym i pracę jako jeden. Tesla uzyskała patent na ten system komunikacji w grudniu ubiegłego roku i Cybertruck w pełni go wykorzystuje. Tesla ma jednak innego asa w rękawie, który może pomóc usprawnić produkcję. Ma to kluczowe znaczenie dla wartego 25 000 dolarów samochodu elektrycznego Tesli, który planuje wprowadzić na rynek w 2025 roku.
Modułowy system okablowania
Zgodnie z niedawnym zgłoszeniem patentowym zatytułowanym „Architektura systemu okablowania” Tesla zaprojektowała modułowy system okablowania, który znacznie upraszcza produkcję. Obejmuje to okablowanie szkieletowe do zasilania i danych oraz jest ekranowane przed zakłóceniami elektromagnetycznymi w celu ograniczenia zakłóceń. Najlepsze jest to, że to modułowe okablowanie zawiera przewodzące powłoki i kleje na nadwoziu, co wspiera montaż zrobotyzowany i nowy proces produkcji pojazdów bez pudełek Tesli.
Jak wynika z grafiki zawartej w zgłoszeniu patentowym, modułowy system okablowania sprawi, że kable staną się przestarzałe, a komponenty zostaną zamontowane na swoim miejscu dzięki zastrzeżonym złączom. Jest również płaski, więc przewody nie będą wystawać ani nawet być zauważalne. W przeciwieństwie do wiązek przewodów, które muszą być instalowane ręcznie przez pracowników na linii produkcyjnej, instalacja modułowego systemu okablowania lepiej nadaje się do automatyzacji.
Natomiast złącza płaskiego systemu okablowania znajdują się w każdym elemencie samochodowym, od paneli konstrukcyjnych po bardziej złożone zespoły, takie jak drzwi. Instalacja tych elementów wiąże się również z wykonaniem niezbędnych połączeń, podobnie jak klocki Lego są sklejane ze sobą. Zmniejsza to czas i koszty produkcji.
Nie jestem pewien, czy Cybertruck zawiera tego typu okablowanie, chociaż z pewnością wykorzystuje gigabajtową magistralę Ethernet klasy samochodowej, a nie magistralę CAN. Jednakże,oba systemy płynnie ze sobą współpracują, a ich wspólne użycie zapewnia podwójną korzyść.
Planowany, tani model Tesli prawdopodobnie nie będzie korzystał ze sterowania przewodowego ani innych egzotycznych komponentów, ale z pewnością będzie potrzebował szkieletu szybkiej komunikacji i modułowego systemu okablowania, takiego jak ten opisany w patencie.
Czas publikacji: 13 grudnia 2023 r