اخبار ۱۳ دسامبر ۲۰۲۳ 381

تسلا سیستم سیم‌کشی مدولار را برای ساده‌سازی سیم‌کشی در خودرو ثبت اختراع می‌کند

تسلا سایبرترک صنعت خودروسازی را با سیستم برقی 48V انقلابی و فرمان برخط متحول کرد البته، چنین پیشرفت‌های تحول‌آفرینی بدون یک روش جدید در سیم‌کشی مجموعه سیم‌ها و تغییر جدید در روش‌های ارتباطی ممکن نبود.

تسلا موتورز اخیراً یک پتنت ثبت کرده و دوباره به دنبال مجموعه سیم‌ها است.

ممکن است سایبرتراک کمی بی‌روح به نظر برسد و حس خوبی نداشته باشد نسبت به آنچه ماسک قبلاً گفته بود. با این حال، فناوری‌های پیشرفته سایبرتراک ناامیدکننده نیستند.

یکی از این فناوری‌ها سیستم برقی با ولتاژ پایین ۴۸ ولت است که برای اولین بار در یک خودرو تولیدی استفاده می‌شود. تسلا معماری برقی خود را با بهبودهای قابل توجهی بهبود و ساده کرده است، که امکان ساخت نسل بعدی خودروهای برقی با هزینه بهتر را فراهم می‌کند.

تسلا اعلام کرد که معماری سیم‌کشی سایبرتراک به طور قابل توجهی نسبت به خودروهای برقی قبلی تسلا ساده‌تر خواهد بود. تسلا این کار را با استفاده از چند کنترل‌کننده محلی که به یک باس ارتباطی با سرعت بالا متصل هستند، انجام داد، به جای اتصال هر جزء برقی به یک کنترل‌کننده مرکزی.

برای درک این وضعیت، لازم است درباره خودروهای سنتی صحبت کنیم.

 آینده ولتاژ پایین تسلا مرور کلی خودروهای تسلا ۲ مرور کلی خودروهای تسلا

معمولاً هر حسگر و جزء برقی در یک خودرو باید به کنترل‌کننده مرکزی و سیستم ولتاژ پایین برای تامین برق متصل باشد. گاهی اوقات، این بدان معناست که قسمت‌های پیچیده نیاز به تعداد زیادی سیم دارند. به عنوان مثال، یک درب خودرو ممکن است حسگرهایی داشته باشد که به کامپیوتر خودرو اعلام می‌کنند که درب باز، بسته یا کج است. همینطور برای پنجره‌ها، که دکمه‌هایی دارند که آن‌ها را برای باز و بسته کردن فعال می‌کند. این سوئیچ‌ها به کنترل‌های خودرو متصل هستند، که به نوبه خود به عملگرهای پنجره متصل هستند تا شیشه را پایین یا بالا ببرند.

در این مرحله، ما بلندگوها، کیسه‌های هوا، دوربین‌ها و ... را اضافه می‌کنیم... و شما متوجه می‌شوید چرا مجموعه سیم‌ها اینقدر گیج‌کننده است. سیم‌های داخل خودروهای مدرن هزاران متر کشیده شده‌اند، که به پیچیدگی، هزینه و وزن افزوده می‌شود. بدتر از آن، ساخت و نصب آن‌ها اساساً دستی انجام می‌شود. این فرآیندها گران و زمان‌بر هستند که تسلا می‌خواهد آن‌ها را حذف کند.

به همین دلیل، ایده کنترل‌کننده‌های توزیع‌شده را مطرح کرد. به جای یک واحد مرکزی، خودرو با چند کنترل‌کننده محلی برای عملکردهای مختلف مجهز خواهد شد.

کنترل‌کننده‌های توزیع‌شده

به عنوان مثال، کنترل‌کننده‌های درب مسئول تغذیه برقی پنجره‌ها، بلندگوها، چراغ‌ها، آینه‌ها و سایر اجزا قبل از کار کردن هستند. در این حالت، سیم‌ها کوتاه خواهند بود و می‌توانند در داخل مجموعه درب قرار گیرند.

سپس درب به باس داده‌های خودرو با تنها دو سیم متصل می‌شود، که همچنین برق را به اجزای برقی تامین می‌کند. تمام پیچیدگی درب تنها با دو سیم قابل تحقق است، در حالی که یک خودرو معمولی نیاز به دوازده یا بیشتر سیم دارد، همان کاری که تسلا با سایبرتراک انجام داده است.

پیکاپ برقی از سیستم فرمان‌بر‌سری استفاده می‌کند که نیازمند یک باس ارتباطی با سرعت بالا (با تأخیر کم) است تا حرکات فرمان را در زمان واقعی به چرخ‌های سایبرتراک منتقل کند. به همین دلیل، باس CAN که در بیشتر خودروهای امروزی استفاده می‌شود، کافی نیست: این باس دارای نرخ انتقال داده پایین (حدود ۱ مگابیت بر ثانیه) و تأخیر بالا است. در عوض، تسلا از نسخه‌ای از معماری گیگابیت اترنت با Power over Ethernet استفاده می‌کند، که از همان خطوط داده برای تامین برق اجزا بهره می‌برد.

شبکه داده‌ای که تسلا در سایبرتراک استفاده می‌کند، تنها نیم میلی‌ثانیه تأخیر دارد، که برای چراغ‌های راهنما عالی است. همچنین، پهنای باند کافی برای ارتباط در زمان واقعی بین کنترل‌کننده‌های مختلف را فراهم می‌کند و آن‌ها را به عنوان یک واحد عمل می‌دهد. تسلا در دسامبر گذشته برای این سیستم ارتباطی یک پتنت دریافت کرد و سایبرتراک به طور کامل از آن بهره‌مند است. با این حال، تسلا یک کارت دیگر در آستین دارد که می‌تواند به بهبود فرآیند تولید کمک کند. این برای خودرو برقی ۱TP4T25000 تسلا حیاتی است، که قصد دارد در سال ۲۰۲۵ راه‌اندازی کند.

سیستم سیم‌کشی مدولار

براساس یک درخواست پتنت اخیر با عنوان «معماری سیستم سیم‌کشی»، تسلا یک سیستم سیم‌کشی مدولار طراحی کرده است که فرآیند تولید را بسیار ساده‌تر می‌کند. این شامل کابل‌کشی ستون فقرات برای برق و داده است و در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) محافظت شده است. بهترین قسمت این است که این سیم‌کشی مدولار شامل پوشش‌های هادی و چسب‌های روی بدنه است، که از مونتاژ رباتیک و فرآیند تولید خودروهای بدون جعبه تسلا پشتیبانی می‌کند.

 شکل ۸الف-شکل ۸بشکل ۱بشکل ۱۰الف-شکل ۱۰بشکل ۱۳الف-شکل ۱۳ب

بر اساس گرافیک‌های موجود در درخواست پتنت، سیستم سیم‌کشی مدولار باعث حذف نیاز به کابل‌ها می‌شود و اجزا با استفاده از کانکتورهای اختصاصی در جای خود قرار می‌گیرند. همچنین، این سیستم مسطح است، بنابراین سیم‌ها بیرون نمی‌زنند یا حتی قابل مشاهده نیستند. بر خلاف مجموعه سیم‌ها، که باید دستی توسط کارگران در خط تولید نصب شوند، نصب سیستم سیم‌کشی مدولار برای اتوماسیون مناسب‌تر است.

در مقابل، کانکتورهای سیستم سیم‌کشی مسطح در هر جزء خودرو، از پانل‌های ساختاری گرفته تا مجموعه‌های پیچیده‌تر مانند درب‌ها، قرار دارند. نصب این اجزا نیز شامل اتصال‌های لازم است، مشابه چسباندن لگوها به هم. این امر زمان و هزینه تولید را کاهش می‌دهد.

من مطمئن نیستم که سایبرتراک این نوع سیم‌کشی را شامل می‌شود، هرچند که قطعاً از یک باس گیگابایت اترنت با درجه خودرو استفاده می‌کند، نه یک باس CAN. اما... دو سیستم به طور یکپارچه کار می‌کنند و هنگام استفاده همزمان، دو فایده ارائه می‌دهند.

مدل کم‌هزینه برنامه‌ریزی شده تسلا احتمالاً از سیستم فرمان‌بر‌روی‌سیم یا سایر قطعات عجیب و غریب استفاده نخواهد کرد، اما قطعاً نیاز به یک زیرساخت ارتباطی سریع و سیستم سیم‌کشی مدولار مانند آنچه در پتنت توصیف شده است، دارد