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Tesla Cybertruck revolucionó la industria automotriz con su sistema eléctrico de 48V y dirección electrónica. Por supuesto, tales avances transformadores no habrían sido posibles sin una nueva forma de cablear los arneses de cables y un nuevo cambio en los métodos de comunicación.
Tesla Motors presentó recientemente una patente y vuelve a interesarse por los arneses de cables.
Cybertruck puede parecer un poco soso y sentirse menos bien de lo que Musk ha mencionado anteriormente. Sin embargo, las tecnologías avanzadas del Cybertruck no decepcionan.
Una de ellas es el sistema eléctrico de baja tensión de 48V utilizado por primera vez en un vehículo de producción. Tesla ha mejorado y simplificado su arquitectura eléctrica mediante mejoras significativas, lo que le permitirá fabricar la próxima generación de vehículos eléctricos a un mejor costo.
Tesla anunció que la arquitectura de cableado del Cybertruck será significativamente más sencilla en comparación con los vehículos eléctricos anteriores de Tesla. Tesla logró esto utilizando múltiples controladores locales conectados a un bus de comunicación de alta velocidad en lugar de conectar cada componente eléctrico a un controlador central.
Para entender esta situación, es necesario hablar sobre los vehículos tradicionales.
Por lo general, cada sensor y componente eléctrico en un vehículo debe estar conectado a un controlador central y a un sistema de baja tensión para la alimentación. A veces, esto significa que las partes complejas requieren muchos cables. Tomemos como ejemplo una puerta de coche. Puede contener sensores que indican a la computadora del coche si la puerta está abierta, cerrada o inclinada. Lo mismo ocurre con las ventanas, que tienen botones que las activan para abrir y cerrar. Estos interruptores están conectados a los controles del vehículo, que a su vez están conectados a los actuadores de las ventanas para bajar o subir el cristal.
En este punto, estamos añadiendo altavoces, airbags, cámaras... Y entenderás por qué los arneses de cables son tan confusos. Los cables dentro de los vehículos modernos se extienden por miles de metros, aumentando la complejidad, el coste y el peso. Para empeorar las cosas, su fabricación e instalación se realiza básicamente a mano. Estos procesos son caros y llevan mucho tiempo, y Tesla quiere eliminarlos.
Por eso ideó la idea de controladores distribuidos. En lugar de una unidad centralizada, el vehículo estará equipado con muchos controladores locales para diversas funciones.
Controladores distribuidos
Por ejemplo, los controladores de puertas son responsables de alimentar eléctricamente ventanas, altavoces, luces, espejos, etc., y otros componentes antes de que puedan funcionar. En este caso, los cables serían cortos y podrían estar todos contenidos dentro del conjunto de la puerta.
Luego, la puerta estaría conectada al bus de datos del vehículo con solo dos cables, que también suministran energía a los componentes eléctricos. Toda la complejidad de la puerta puede realizarse con solo dos cables, mientras que un coche convencional requeriría una docena o más, que es lo que Tesla ha hecho con el Cybertruck.
La pickup eléctrica utiliza un sistema de dirección por cable que requiere un bus de comunicación de alta velocidad (baja latencia) para transmitir en tiempo real los movimientos del volante a las ruedas del Cybertruck. Por eso, el bus CAN utilizado en la mayoría de los coches actuales no es suficiente: tiene un bajo rendimiento de datos (alrededor de 1 Mbps) y alta latencia. En cambio, Tesla usa una versión de la arquitectura Gigabit Ethernet con Power over Ethernet, usando las mismas líneas de datos para alimentar los componentes.
La red de datos que Tesla usa en el Cybertruck tiene una latencia de solo medio milisegundo, perfecta para las señales de giro. También proporciona suficiente ancho de banda para que los diversos controladores puedan comunicarse en tiempo real y trabajar como uno solo. Tesla obtuvo una patente para este sistema de comunicación en diciembre pasado, y el Cybertruck aprovecha al máximo esta tecnología. Sin embargo, Tesla tiene otra carta en la manga que podría ayudar a agilizar la fabricación. Es crucial para el coche eléctrico $25,000 de Tesla, que planea lanzar en 2025.
Sistema de cableado modular
Según una reciente solicitud de patente titulada “Arquitectura del sistema de cableado”, Tesla ha diseñado un sistema de cableado modular que simplifica en gran medida la fabricación. Esto incluye cableado principal para energía y datos, y está protegido contra interferencias electromagnéticas para limitar las interferencias. La mejor parte es que este cableado modular incluye recubrimientos conductores y adhesivos en la carrocería, lo que soporta el ensamblaje robótico y el nuevo proceso de fabricación de vehículos sin caja de Tesla.
Según los gráficos incluidos en la solicitud de patente, el sistema de cableado modular hará que los cables sean obsoletos y los componentes encajarán en su lugar gracias a conectores patentados. Además, es plano, por lo que los cables no sobresaldrán ni serán visibles. A diferencia de los arneses de cables, que deben instalarse manualmente por los trabajadores en una línea de producción, la instalación de un sistema de cableado modular es más adecuada para la automatización.
En cambio, los conectores de un sistema de cableado plano están incluidos en cada componente automotriz, desde paneles estructurales hasta ensamblajes más complejos como las puertas. La instalación de estos componentes también implica realizar las conexiones necesarias, similar a cómo se pegan los Legos. Esto reduce el tiempo y el coste de producción.
No estoy seguro de si el Cybertruck incluye este tipo de cableado, aunque ciertamente usa un bus Ethernet gigabit de grado automotriz en lugar de un bus CAN. Sin embargo, los dos sistemas trabajan juntos de manera fluida y ofrecen un doble beneficio cuando se usan en conjunto.
El modelo de bajo coste planeado por Tesla probablemente no utilizará steer-by-wire u otros componentes exóticos, pero sin duda necesitará una columna de comunicaciones rápida y un sistema de cableado modular como el que se describe en la patente.