Tesla Cybertruck revolucionou a indústria automotiva com seu inovador sistema elétrico de 48V e direção por fio.É claro que tais avanços transformadores não teriam sido possíveis sem uma nova forma de instalar chicotes elétricos e uma nova mudança nos métodos de comunicação.
A Tesla Motors registrou recentemente uma patente e está de olho nos chicotes elétricos novamente.
O Cybertruck pode parecer um pouco insípido e menos agradável do que Musk disse anteriormente. No entanto, as tecnologias avançadas do Cybertruck não decepcionam.
Um deles é o sistema elétrico de baixa tensão de 48 V utilizado pela primeira vez num veículo de produção. A Tesla melhorou e simplificou a sua arquitetura elétrica através de melhorias significativas, que lhe permitirão construir a próxima geração de veículos elétricos a um custo melhor.
A Tesla anunciou que a arquitetura de fiação do Cybertruck será significativamente simplificada em comparação com os veículos elétricos Tesla anteriores. Tesla conseguiu isso usando vários controladores locais conectados a um barramento de comunicação de alta velocidade, em vez de conectar cada componente elétrico a um controlador central.
Para compreender esta situação, é necessário falar de veículos tradicionais.
Normalmente, cada sensor e componente elétrico de um veículo deve ser conectado a um controlador central e a um sistema de baixa tensão para alimentação. Às vezes, isso significa que peças complexas requerem muitos fios. Tomemos como exemplo a porta de um carro. Pode conter sensores que sinalizam ao computador do carro que o carro está aberto, fechado ou inclinado. O mesmo se aplica às janelas, que possuem botões que as acionam para abrir e fechar. Esses interruptores estão conectados aos controles do veículo, que por sua vez estão conectados aos atuadores dos vidros para abaixar ou levantar o vidro.
Neste ponto, estamos adicionando alto-falantes, airbags, câmeras... E você entenderá por que os chicotes elétricos são tão confusos. Os fios dentro dos veículos modernos se estendem por milhares de metros, acrescentando complexidade, custo e peso. Para piorar a situação, construí-los e instalá-los é basicamente feito à mão. São processos caros e demorados que a Tesla quer eliminar.
É por isso que surgiu a ideia de controladores distribuídos. Em vez de uma unidade centralizada, o veículo será equipado com vários controladores locais para diversas funções.
Controladores distribuídos
Por exemplo, os controladores de porta são responsáveis por alimentar eletricamente janelas, alto-falantes, luzes, espelhos, etc., e outros componentes antes que possam funcionar. Neste caso, os fios seriam curtos e poderiam estar todos contidos no conjunto da porta.
A porta seria então conectada ao barramento de dados do veículo com apenas dois fios, que também fornecem energia aos componentes elétricos. Toda a complexidade da porta pode ser realizada com apenas dois fios, enquanto um carro convencional exigiria uma dúzia ou mais, que foi o que Tesla fez com o Cybertruck.
A picape elétrica usa um sistema steer-by-wire que requer um barramento de comunicação de alta velocidade (baixa latência) para transmitir os movimentos do volante às rodas do Cybertruck em tempo real. É por isso que o barramento CAN usado na maioria dos carros atuais é insuficiente: ele tem baixa taxa de transferência de dados (cerca de 1 Mbps) e alta latência. Em vez disso, a Tesla usa uma versão da arquitetura Gigabit Ethernet com Power over Ethernet, usando as mesmas linhas de dados para alimentar os componentes.
A rede de dados que a Tesla usa no Cybertruck tem latência de apenas meio milissegundo, perfeita para sinais de mudança de direção. Ele também fornece largura de banda suficiente para permitir que vários controladores se comuniquem em tempo real e funcionem como um só. A Tesla obteve uma patente para este sistema de comunicação em dezembro passado, e a Cybertruck aproveita ao máximo isso. No entanto, a Tesla tem outro trunfo que pode ajudar a agilizar a fabricação. É crucial para o carro elétrico de US$ 25 mil da Tesla, que planeja lançar em 2025.
Sistema de fiação modular
De acordo com um recente pedido de patente intitulado “Wiring System Architecture”, Tesla projetou um sistema de fiação modular que simplifica bastante a fabricação. Isso inclui cabeamento de backbone para energia e dados e é blindado contra EMI para limitar interferências. A melhor parte é que essa fiação modular inclui revestimentos condutores e adesivos na carroceria, que suportam a montagem robótica e o novo processo de fabricação de veículos sem caixa da Tesla.
De acordo com os gráficos incluídos no pedido de patente, o sistema de fiação modular tornará os cabos obsoletos e os componentes se encaixarão graças aos conectores proprietários. Também é plano, então os fios não ficarão salientes nem serão notados. Ao contrário dos chicotes elétricos, que precisam ser instalados manualmente pelos trabalhadores em uma linha de produção, a instalação de um sistema de fiação modular é mais adequada para automação.
Por outro lado, os conectores de um sistema de fiação plana estão incluídos em todos os componentes automotivos, desde painéis estruturais até montagens mais complexas, como portas. A instalação desses componentes também envolve fazer as conexões necessárias, semelhante à forma como os Legos são colados. Isso reduz o tempo e o custo de produção.
Não tenho certeza se o Cybertruck inclui esse tipo de fiação, embora certamente use um barramento Ethernet gigabyte de nível automotivo em vez de um barramento CAN. No entanto,os dois sistemas funcionam juntos perfeitamente e oferecem um benefício duplo quando usados juntos.
O modelo de baixo custo planejado pela Tesla provavelmente não usará steer-by-wire ou outros componentes exóticos, mas certamente precisará de um backbone de comunicações rápidas e de um sistema de fiação modular como o descrito na patente.
Horário da postagem: 13 de dezembro de 2023