Tesla จดสิทธิบัตรระบบสายไฟแบบโมดูลาร์เพื่อลดความซับซ้อนในการเดินสายไฟรถยนต์

Tesla Cybertruck ปฏิวัติอุตสาหกรรมยานยนต์ด้วยระบบไฟฟ้า 48V สุดล้ำและระบบบังคับทิศทางด้วยสายไฟแน่นอนว่าความก้าวหน้าในการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวคงเป็นไปไม่ได้หากไม่มีวิธีใหม่ในการเดินสายไฟและการเปลี่ยนแปลงวิธีการสื่อสารแบบใหม่

เมื่อเร็วๆ นี้ Tesla Motors ยื่นจดสิทธิบัตรและกำลังพิจารณาชุดสายไฟอีกครั้ง

Cybertruck อาจดูจืดชืดเล็กน้อยและรู้สึกดีน้อยกว่าที่ Musk พูดไว้ก่อนหน้านี้ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีขั้นสูงของไซเบอร์ทรัคก็ไม่ทำให้ผิดหวัง

หนึ่งในนั้นคือระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ 48V ที่ใช้เป็นครั้งแรกในรถยนต์ที่ใช้งานจริง Tesla ได้ปรับปรุงและลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมทางไฟฟ้าผ่านการปรับปรุงที่สำคัญ ซึ่งจะช่วยให้สามารถสร้างรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นต่อไปด้วยต้นทุนที่ดีขึ้น

Tesla ประกาศว่าสถาปัตยกรรมการเดินสายไฟของ Cybertruck จะง่ายขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับรถยนต์ไฟฟ้าของ Tesla รุ่นก่อนๆ เทสลาบรรลุเป้าหมายนี้โดยใช้ตัวควบคุมภายในหลายตัวที่เชื่อมต่อกับบัสสื่อสารความเร็วสูง แทนที่จะเชื่อมต่อส่วนประกอบไฟฟ้าแต่ละตัวเข้ากับตัวควบคุมส่วนกลาง

เพื่อให้เข้าใจถึงสถานการณ์นี้ จำเป็นต้องพูดถึงยานพาหนะแบบดั้งเดิม

โดยทั่วไปแล้ว เซ็นเซอร์และส่วนประกอบทางไฟฟ้าทุกตัวในรถยนต์จะต้องเชื่อมต่อกับตัวควบคุมส่วนกลางและระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำเพื่อจ่ายไฟ บางครั้งนั่นหมายความว่าชิ้นส่วนที่ซับซ้อนต้องใช้สายไฟจำนวนมาก มาดูประตูรถเป็นตัวอย่าง อาจมีเซ็นเซอร์ที่ส่งสัญญาณไปยังคอมพิวเตอร์ของรถว่ารถเปิด ปิด หรือเอียง เช่นเดียวกับ windows ซึ่งมีปุ่มที่กระตุ้นให้เปิดและปิด สวิตช์เหล่านี้เชื่อมต่อกับส่วนควบคุมของรถ ซึ่งจะเชื่อมต่อกับตัวกระตุ้นกระจกเพื่อลดหรือยกกระจกขึ้น

ณ จุดนี้ เรากำลังเพิ่มลำโพง ถุงลมนิรภัย กล้อง …… และคุณจะเข้าใจว่าทำไมชุดสายไฟถึงสับสนมาก สายไฟภายในรถยนต์สมัยใหม่มีความยาวนับพันเมตร ทำให้เกิดความซับซ้อน ต้นทุน และน้ำหนักมากขึ้น ที่แย่ไปกว่านั้น การสร้างและติดตั้งสิ่งเหล่านั้นโดยทั่วไปแล้วจะต้องทำด้วยมือ กระบวนการเหล่านี้เป็นกระบวนการที่มีราคาแพงและใช้เวลานานซึ่ง Tesla ต้องการกำจัด

นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดแนวคิดเรื่องตัวควบคุมแบบกระจายขึ้นมา แทนที่จะเป็นหน่วยรวมศูนย์ ยานพาหนะจะติดตั้งตัวควบคุมท้องถิ่นจำนวนมากสำหรับฟังก์ชั่นต่างๆ

คอนโทรลเลอร์แบบกระจาย

ตัวอย่างเช่น ตัวควบคุมประตูมีหน้าที่ป้อนหน้าต่าง ลำโพง ไฟ กระจก ฯลฯ และส่วนประกอบอื่นๆ ด้วยระบบไฟฟ้าก่อนจึงจะทำงานได้ ในกรณีนี้ สายไฟจะสั้นและสามารถเก็บไว้ภายในชุดประตูได้

จากนั้นประตูจะเชื่อมต่อกับบัสข้อมูลของยานพาหนะด้วยสายไฟเพียงสองเส้น ซึ่งจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าด้วย ความซับซ้อนทั้งหมดของประตูสามารถรับรู้ได้โดยใช้สายไฟเพียงสองเส้น ในขณะที่รถยนต์ทั่วไปต้องใช้สายไฟหลายสิบเส้นขึ้นไป ซึ่งเป็นสิ่งที่ Tesla ทำกับ Cybertruck

ปิ๊กอัพไฟฟ้าใช้ระบบบังคับทิศทางด้วยสายซึ่งต้องใช้บัสสื่อสารความเร็วสูง (ความหน่วงต่ำ) เพื่อส่งการเคลื่อนที่ของพวงมาลัยไปยังล้อของไซเบอร์ทรัคแบบเรียลไทม์ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไม CAN บัสที่ใช้ในรถยนต์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันจึงขาดแคลน: มีปริมาณการรับส่งข้อมูลต่ำ (ประมาณ 1 Mbps) และมีเวลาแฝงสูง Tesla ใช้สถาปัตยกรรม Gigabit Ethernet เวอร์ชันหนึ่งที่มี Power over Ethernet แทน โดยใช้สายข้อมูลเดียวกันเพื่อจ่ายไฟให้กับส่วนประกอบต่างๆ

เครือข่ายข้อมูลที่ Tesla ใช้ใน Cybertruck มีเวลาแฝงเพียงครึ่งมิลลิวินาที ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสัญญาณไฟเลี้ยว นอกจากนี้ยังมีแบนด์วิธเพียงพอเพื่อให้คอนโทรลเลอร์ต่างๆ สามารถสื่อสารแบบเรียลไทม์และทำงานเป็นหนึ่งเดียวได้ Tesla ได้รับสิทธิบัตรสำหรับระบบสื่อสารนี้เมื่อเดือนธันวาคมปีที่แล้ว และ Cybertruck ก็ใช้ประโยชน์จากมันอย่างเต็มที่ อย่างไรก็ตาม Tesla มีเอซอีกคนหนึ่งที่สามารถช่วยปรับปรุงการผลิตได้ มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับรถยนต์ไฟฟ้ามูลค่า 25,000 ดอลลาร์ของ Tesla ซึ่งมีแผนจะเปิดตัวในปี 2568

ระบบสายไฟแบบโมดูลาร์

ตามการยื่นขอรับสิทธิบัตรล่าสุดเรื่อง "Wiring System Architecture" Tesla ได้ออกแบบระบบสายไฟแบบโมดูลาร์ที่ทำให้การผลิตง่ายขึ้นอย่างมาก ซึ่งรวมถึงสายเคเบิลแกนหลักสำหรับพลังงานและข้อมูล และมีการป้องกัน EMI เพื่อจำกัดสัญญาณรบกวน ส่วนที่ดีที่สุดก็คือการเดินสายแบบโมดูลาร์นี้ประกอบด้วยสารเคลือบและกาวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบนตัวเครื่อง ซึ่งรองรับการประกอบหุ่นยนต์และกระบวนการผลิตรถยนต์ใหม่ที่แกะกล่องของ Tesla

ตามกราฟิกที่รวมอยู่ในคำขอรับสิทธิบัตร ระบบสายไฟแบบโมดูลาร์จะทำให้สายเคเบิลล้าสมัยและส่วนประกอบจะเข้าที่ด้วยตัวเชื่อมต่อที่เป็นกรรมสิทธิ์ นอกจากนี้ยังแบนอีกด้วย ดังนั้นสายไฟจึงไม่ยื่นออกมาหรือสังเกตเห็นได้ชัดเจน ต่างจากชุดสายไฟที่ต้องติดตั้งด้วยตนเองโดยพนักงานในสายการผลิต การติดตั้งระบบสายไฟแบบโมดูลาร์เหมาะสำหรับระบบอัตโนมัติมากกว่า

ในทางตรงกันข้าม ตัวเชื่อมต่อของระบบสายไฟแบบแบนจะรวมอยู่ในส่วนประกอบของรถยนต์ทุกชิ้น ตั้งแต่แผงโครงสร้างไปจนถึงส่วนประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ประตู การติดตั้งส่วนประกอบเหล่านี้ยังเกี่ยวข้องกับการทำการเชื่อมต่อที่จำเป็น คล้ายกับการติด Legos เข้าด้วยกัน ซึ่งจะช่วยลดเวลาและต้นทุนในการผลิต

ฉันไม่แน่ใจว่า Cybertruck มีสายไฟประเภทนี้ด้วยหรือไม่ แม้ว่าจะใช้บัสอีเทอร์เน็ตระดับกิกะไบต์ระดับยานยนต์แทน CAN บัสก็ตาม อย่างไรก็ตาม,ทั้งสองระบบทำงานร่วมกันได้อย่างราบรื่นและให้ประโยชน์สองเท่าเมื่อใช้ร่วมกัน.

โมเดลราคาประหยัดที่วางแผนไว้ของ Tesla อาจจะไม่ใช้อุปกรณ์บังคับเลี้ยวหรือส่วนประกอบแปลกใหม่อื่นๆ แต่แน่นอนว่าจะต้องใช้แกนหลักในการสื่อสารที่รวดเร็ว และระบบสายไฟแบบโมดูลาร์ ดังที่อธิบายไว้ในสิทธิบัตร