特斯拉 Cybertruck 凭借其突破性的 48V 电气系统和线控转向系统彻底改变了汽车行业。 当然,如果没有新的线束方式,没有新的通讯方式变化,这种转变和进步是不可能的。
特斯拉汽车公司(Tesla Motors)最近申请了一项专利,并再次关注线束。
Cybertruck可能看起来有点平淡无奇,感觉不如马斯克之前说的那么好。
不过,Cybertruck的先进技术并没有让人失望。
其中之一是48V低压电气系统,该系统首次用于量产车。 特斯拉大幅改进和简化了其电气架构,这将使其能够以更优惠的成本制造下一代电动汽车。
特斯拉宣布,与之前的特斯拉电动汽车相比,Cybertruck的布线架构将大大简化。 特斯拉通过使用连接到高速通信总线的多个本地控制器来实现这一点,而不是将每个电气组件连接到**控制器。
要了解情况,有必要谈谈传统车辆。
通常,车辆上的每个传感器和电气元件都必须连接到控制器和低压系统供电。 有时,这意味着复杂的零件需要大量的电线。 让我们以门为例。 它可能包含向汽车计算机发出信号的传感器,表明汽车正在打开、关闭或倾斜。 窗户也是如此,窗户有触发打开和关闭的按钮。 这些开关连接到车辆的控制器,而控制器又连接到车窗执行器以降低或升高玻璃。
目前,我们正在添加扬声器、安全气囊、摄像头...... 你会明白为什么线束如此凌乱。 现代车辆中的电线绵延数公里,增加了复杂性、成本和重量。 更糟糕的是,它们的建造和安装主要是手工完成的。 这些都是特斯拉希望消除的昂贵且耗时的过程。
这就是为什么它提出了分布式控制器的想法。 该车辆将配备多个用于各种功能的本地控制器,而不是**单元。
分布式控制器
例如,门禁控制器负责将窗户、扬声器、灯、后视镜和其他组件输入到电气输入中,然后才能工作。 在这种情况下,电线很短,可以完全包含在门组件内。
然后,车门将仅通过两根电线连接到车辆的数据总线,这也为电气元件供电。 只需两根电线即可实现一扇门的所有复杂功能,而传统汽车则需要十几根电线,这就是特斯拉对 Cybertruck 所做的。
电动皮卡采用线控转向系统,需要高速(低延迟)通信总线将方向盘运动实时传输到Cybertruck的车轮。 这就是为什么当今大多数汽车使用的CAN总线存在缺点的原因:它的数据吞吐量低(约1 Mbps)和延迟高。 取而代之的是,特斯拉使用带有以太网供电的千兆以太网架构版本,该版本使用相同的数据线为组件供电。
特斯拉在Cybertruck中使用的数据网络的延迟仅为半毫秒,非常适合转向信号灯。 它还提供了足够的带宽,使各种控制器能够实时通信并作为一个整体工作。 特斯拉于去年12月为该通信系统申请了专利,Cybertruck充分利用了该系统。 然而,特斯拉还有另一张王牌可以帮助简化制造。 这对于特斯拉计划在2024年推出的25,000美元电动汽车至关重要。
模块化布线系统
根据最近一项名为“布线系统架构”的专利申请,特斯拉设计了一种模块化布线系统,大大简化了制造过程。 这包括用于电源和数据的骨干布线,并经过 EMI 屏蔽以限制干扰。 最好的部分是,这种模块化布线包括车身上的导电涂层和粘合剂,支持机器人组装和特斯拉新的无箱汽车制造工艺。
根据专利申请中包含的图形,模块化布线系统将使电缆过时,并且由于专有连接器,组件将卡入到位。 它也是平坦的,因此电线不会突出甚至突出。 与线束需要工人在生产线上手动安装不同,模块化布线系统的安装更适合自动化。
取而代之的是,扁平布线系统的连接器包含在每个汽车部件中,从结构面板到更复杂的部件,如车门。 安装这些组件还需要进行必要的连接,类似于乐高积木粘合在一起的方式。 这减少了生产时间和成本。
我不确定Cybertruck是否包含这种类型的布线,尽管它确实使用汽车级千兆以太网总线而不是CAN总线。 然而这两个系统可以无缝地协同工作,一起使用时具有双重优势
特斯拉计划中的低成本车型可能不会使用线控转向或其他花哨的组件,但它肯定需要快速通信骨干网和模块化布线系统,如以下专利所述。