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Tesla Cybertruck a révolutionné l'industrie automobile avec son système électrique innovant de 48V et la direction steer-by-wire. Bien sûr, de telles avancées transformatrices n'auraient pas été possibles sans une nouvelle façon de câbler les faisceaux électriques et un changement dans les méthodes de communication.
Tesla Motors a récemment déposé un brevet et lorgne à nouveau sur les faisceaux électriques.
Le Cybertruck peut sembler un peu fade et moins agréable que ce que Musk avait précédemment dit. Cependant, les technologies avancées du Cybertruck ne déçoivent pas.
L'une d'elles est le système électrique basse tension de 48V utilisé pour la première fois dans un véhicule de série. Tesla a amélioré et simplifié son architecture électrique grâce à des améliorations significatives, ce qui lui permettra de construire la prochaine génération de véhicules électriques à un meilleur coût.
Tesla a annoncé que l'architecture de câblage du Cybertruck sera considérablement simplifiée par rapport aux véhicules électriques Tesla précédents. Tesla a réussi cela en utilisant plusieurs contrôleurs locaux connectés à un bus de communication à haute vitesse plutôt qu'en connectant chaque composant électrique à un contrôleur central.
Pour comprendre cette situation, il est nécessaire de parler des véhicules traditionnels.
En général, chaque capteur et composant électrique d'un véhicule doit être connecté à un contrôleur central et à un système basse tension pour l'alimentation. Parfois, cela signifie que des pièces complexes nécessitent beaucoup de fils. Prenons l'exemple d'une porte de voiture. Elle peut contenir des capteurs qui signalent à l'ordinateur de la voiture si la porte est ouverte, fermée ou inclinée. Il en va de même pour les fenêtres, qui ont des boutons pour les ouvrir et les fermer. Ces interrupteurs sont connectés aux commandes du véhicule, qui sont à leur tour reliées aux actionneurs de fenêtres pour abaisser ou relever le verre.
À ce stade, nous ajoutons des haut-parleurs, des airbags, des caméras... Et vous comprendrez pourquoi les faisceaux électriques sont si déroutants. Les fils à l'intérieur des véhicules modernes s'étendent sur des milliers de mètres, ajoutant complexité, coût et poids. Pour aggraver les choses, leur fabrication et leur installation sont essentiellement faites à la main. Ce sont des processus coûteux et longs que Tesla souhaite éliminer.
C'est pourquoi l'idée de contrôleurs distribués a été imaginée. Au lieu d'une unité centralisée, le véhicule sera équipé de nombreux contrôleurs locaux pour diverses fonctions.
Contrôleurs distribués
À titre d'exemple, les contrôleurs de porte sont responsables d'alimenter en électricité les fenêtres, haut-parleurs, lumières, miroirs, etc., ainsi que d'autres composants avant qu'ils puissent fonctionner. Dans ce cas, les fils seraient courts et pourraient tous être contenus dans l'assemblage de la porte.
La porte serait alors connectée au bus de données du véhicule avec seulement deux fils, qui fournissent également l'alimentation aux composants électriques. Toute la complexité de la porte peut être réalisée avec seulement deux fils, alors qu'une voiture conventionnelle en nécessiterait une douzaine ou plus, ce que Tesla a fait avec le Cybertruck.
Le pick-up électrique utilise un système de direction électronique qui nécessite un bus de communication à haute vitesse (basse latence) pour transmettre en temps réel les mouvements du volant aux roues du Cybertruck. C'est pourquoi le bus CAN utilisé dans la plupart des voitures modernes est insuffisant : il a un débit de données faible (environ 1 Mbps) et une latence élevée. À la place, Tesla utilise une version de l'architecture Gigabit Ethernet avec Power over Ethernet, utilisant les mêmes lignes de données pour alimenter les composants.
Le réseau de données que Tesla utilise dans le Cybertruck a une latence de seulement une demi-millisecondes, parfait pour les clignotants. Il offre également une bande passante suffisante pour permettre aux différents contrôleurs de communiquer en temps réel et de fonctionner comme un seul ensemble. Tesla a obtenu un brevet pour ce système de communication en décembre dernier, et le Cybertruck en tire pleinement parti. Cependant, Tesla possède une autre carte dans sa manche qui pourrait aider à rationaliser la fabrication. C'est crucial pour la voiture électrique $25 000 de Tesla, qu'il prévoit de lancer en 2025.
Système de câblage modulaire
Selon une demande de brevet récente intitulée « Architecture du système de câblage », Tesla a conçu un système de câblage modulaire qui simplifie considérablement la fabrication. Cela inclut un câblage principal pour l'alimentation et les données, et est blindé contre les interférences électromagnétiques pour limiter les perturbations. La meilleure partie est que ce câblage modulaire inclut des revêtements conducteurs et des adhésifs sur la carrosserie, ce qui facilite l'assemblage robotisé et le nouveau processus de fabrication de véhicules sans boîte de Tesla.
Selon les graphiques inclus dans la demande de brevet, le système de câblage modulaire rendra les câbles obsolètes et les composants s'enclencheront grâce à des connecteurs propriétaires. Il est également plat, de sorte que les fils ne dépasseront pas ou ne seront même pas visibles. Contrairement aux faisceaux électriques, qui doivent être installés manuellement par des ouvriers sur une ligne de production, l'installation d'un système de câblage modulaire est mieux adaptée à l'automatisation.
En revanche, les connecteurs d'un système de câblage plat sont intégrés dans chaque composant automobile, des panneaux structurels aux assemblages plus complexes comme les portes. L'installation de ces composants implique également de faire les connexions nécessaires, de la même manière que l'on assemble des Lego avec de la colle. Cela réduit le temps et le coût de production.
Je ne suis pas sûr si le Cybertruck inclut ce type de câblage, bien qu'il utilise certainement un bus Ethernet Gigabit de qualité automobile plutôt qu'un bus CAN. les deux systèmes fonctionnent ensemble de manière transparente et offrent un double avantage lorsqu'ils sont utilisés ensemble.
Le modèle à faible coût prévu par Tesla ne utilisera probablement pas de direction électronique ou d'autres composants exotiques, mais il aura certainement besoin d'une architecture de communication rapide et d'un système de câblage modulaire comme celui décrit dans le brevet.