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テスラのサイバートラックは、革新的な48V電気システムとステア・バイ・ワイヤにより、自動車産業に革命をもたらした。 もちろん、そのような変革的な進歩は、新しい配線方法と通信方法の変化なしには実現し得なかっただろう。
テスラ・モーターズは最近特許を出願し、再び配線ハーネスに注目している。
サイバートラックは少し地味に見え、以前マスクが言ったほど良い感じはしないかもしれない。しかし、サイバートラックの先進技術は期待を裏切らない。
その一つが、初めて生産車両に採用された48V低電圧電気システムである。テスラは大幅な改善を通じて電気アーキテクチャを改良・簡素化し、次世代の電気自動車をよりコスト効率良く製造できるようにしている。
テスラは、サイバートラックの配線アーキテクチャが従来のテスラ電気自動車と比べて大幅に簡素化されると発表した。これは、各電気部品を中央コントローラーに接続するのではなく、高速通信バスに接続された複数のローカルコントローラーを使用することで実現した。
この状況を理解するには、従来の車両について語る必要がある。
通常、車両内のすべてのセンサーや電気部品は、中央コントローラーと低電圧電源システムに接続されなければならない。時には、複雑な部品には多くの配線が必要となる。例として車のドアを挙げると、ドアには車のコンピューターに車の開閉や傾きの信号を送るセンサーが含まれている場合がある。窓も同様で、開閉をトリガーするボタンが付いている。これらのスイッチは車両のコントロールに接続され、それが窓のアクチュエーターに連結されてガラスを上下させる。
この段階で、スピーカー、エアバッグ、カメラ……などを追加している。そして、なぜ配線ハーネスが非常に混乱を招くのか理解できるだろう。現代の車両内の配線は何千メートルも伸びており、複雑さ、コスト、重量を増している。さらに悪いことに、それらの構築と取り付けは基本的に手作業で行われる。これらは高価で時間のかかる工程であり、テスラはこれを排除したいと考えている。
そのため、分散コントローラーのアイデアを思いついた。中央ユニットの代わりに、車両にはさまざまな機能のための多くのローカルコントローラーが搭載される。
分散コントローラー
例として、ドアコントローラーは窓、スピーカー、ライト、ミラーなどの電力供給と制御を担当し、動作可能にする。これにより、配線は短くなり、すべてドアアセンブリー内に収めることができる。
その後、ドアは車両のデータバスにわずか二本の配線で接続され、電気部品に電力も供給する。ドアのすべての複雑さは、わずか二本の配線だけで実現できる。一方、従来の車では十数本以上の配線が必要だったが、これがサイバートラックで実現されている。
電動ピックアップは、ステアリングホイールの動きをリアルタイムでサイバートラックの車輪に伝えるために、高速（低遅延）の通信バスを必要とするステア・バイ・ワイヤシステムを採用している。そのため、今日のほとんどの車で使われているCANバスは不十分である：データスループットが低く（約1 Mbps）、遅延も大きい。代わりに、テスラはギガビットイーサネットアーキテクチャの一種をPower over Ethernetとともに使用し、同じデータラインでコンポーネントに電力を供給している。
サイバートラックで使用されるテスラのデータネットワークは、わずか0.5ミリ秒の遅延であり、ターンシグナルに最適である。また、さまざまなコントローラーがリアルタイムで通信し、一体として動作できる十分な帯域幅も提供している。テスラは昨年12月にこの通信システムの特許を取得し、サイバートラックはそれを最大限に活用している。ただし、テスラにはもう一つの切り札があり、製造工程の効率化に役立つ可能性がある。それは、2025年に発売予定の$25,000電気自動車にとって重要だ。
モジュラー配線システム
最近の特許出願「配線システムアーキテクチャ」によると、テスラは製造を大幅に簡素化するモジュラー配線システムを設計した。これには電力とデータのバックボーンケーブルが含まれ、EMIシールドにより干渉を制限している。最も良い点は、このモジュラー配線には導電性コーティングと接着剤が車体に施されており、ロボットによる組み立てとテスラの新しい未開封車両製造プロセスをサポートしていることだ。
特許出願に含まれる図によると、モジュラー配線システムはケーブルを不要にし、専用コネクターのおかげで部品が簡単に嵌合できるようになる。また、平坦な構造であるため、配線が突き出たり目立ったりしない。従来の配線ハーネスとは異なり、手作業での取り付けが必要なわけではなく、自動化に適している。
対照的に、平面配線システムのコネクターは、構造パネルからドアなどの複雑なアセンブリーまで、すべての自動車部品に組み込まれている。これらの部品の取り付けも、レゴのように接続を行う作業に似ており、これにより生産時間とコストが削減される。
サイバートラックにこのタイプの配線が含まれているかは不明だが、確かに自動車グレードのギガバイトイーサネットバスを使用しており、CANバスではないことは確かだ。 二つのシステムはシームレスに連携し、併用することで二重の利益をもたらします.
テスラの計画している低コストモデルはおそらくステアリング・バイ・ワイヤやその他のエキゾチックな部品を使用しないでしょうが、迅速な通信基盤と特許に記載されたようなモジュール式配線システムは確実に必要となるでしょう