IDTechEx обсуждает важность полного перехода Tesla на In

Jan 06, 2024

БОСТОН, 11 мая 2023 г. /PRNewswire/ -- Микроконтроллеры (также известные как контроллеры, микроконтроллеры и другие варианты названий) являются основой, на которой строятся современные автомобили. Независимо от того, работает ли автомобиль на бензине, дизеле, электричестве, водороде, PDG или чем-либо еще, его функциональность будет сильно зависеть от контроллеров. Также было замечено, как автомобильную промышленность можно поставить на колени, когда этих контроллеров не хватает. В отчете IDTechEx «Полупроводники для автономных и электромобилей 2023-2033» отмечается, что в настоящее время в автомобильных контроллерах происходит много изменений, предлагающих больше вычислительной мощности и новые варианты архитектуры транспортных средств. Одной из компаний, которая идет вразрез с этой тенденцией в области контроллеров, является Tesla, и вот как.

Tesla начала разрабатывать контроллеры еще с Model S, но только 20% контроллеров Model S были разработаны собственными силами. С годами этот показатель увеличился: в Model Y 61% составляют контроллеры собственной разработки, а в Cybertruck — до 85%. В презентации Tesla на Дне инвестора 2023 года говорилось, что автомобиль следующего поколения будет иметь 100% контроллеры собственной разработки. Одним из преимуществ полностью самостоятельного проектирования контроллеров является то, что это дает Tesla полную автономию при проектировании жгута проводов. Вот почему это важнее, чем могло показаться на первый взгляд.

Tesla лидирует в отрасли по сокращению количества жгутов проводов. Учитывая количество электроники в современных автомобилях, неудивительно, что они содержат почти бесконечный лабиринт проводов, поэтому каждый компонент может взаимодействовать друг с другом. Однако большие жгуты проводов вызывают ряд проблем, во-первых, вес. Несмотря на то, что длина автомобиля составляет всего несколько метров, когда приходится проезжать несколько сотен раз для разных проводов, это быстро накапливается, и современные автомобили могут иметь ремни безопасности общей длиной буквально в несколько миль. Пять миль изолированного медного кабеля — это тяжело! Исследование IDTechEx показало, что жгут проводов может весить более 60 кг, что делает впечатляющую экономию веса Tesla на 17 кг.

Еще одна причина, по которой нежелателен большой жгут проводов, — это трудозатраты, необходимые для его создания. Один жгут проводов имеет сотни, а иногда и тысячи клемм. На каждом провод необходимо разрезать, зачистить, обжать и вставить в правильный контакт разъема, причем делается это вручную! Это непростые задачи, требующие высокого уровня ловкости, внимания к деталям, опыта и навыков, поэтому вряд ли в ближайшее время машины смогут их воспроизвести.

Внедрение собственной конструкции контроллера позволяет Tesla перейти от централизованной архитектуры управления к локализованной. В централизованной архитектуре один или небольшая группа контроллеров должны взаимодействовать с устройствами вокруг автомобиля. Скажем, например, на противоположном конце автомобиля находится группа из пяти устройств, для которых требуется, возможно, 4-метровый кабель. В качестве иллюстрации предположим, что каждое устройство будет иметь как минимум четыре соединения: одно для питания, одно для заземления и два для CAN; у некоторых устройств меньше, а у некоторых намного больше. Итак, теперь есть 20 проводов и 80 м кабеля только для одной небольшой группы устройств. Локализованная архитектура означает, что контроллер меньшего размера действует как концентратор между этими устройствами. Он имеет одно подключение Ethernet к центральным контроллерам автомобиля и лишь очень небольшие расстояния до отдельных устройств. Итак, теперь 80 метров кабеля можно сократить, скажем, до 40 метров.

Помимо изменения архитектуры контроллера, Tesla переходит на архитектуру 48 В для низковольтных устройств, что дает дополнительные преимущества. Система 48 В или система низкого напряжения используется для питания таких компонентов, как датчики, фонари, информационно-развлекательная система и практически все электронное оборудование, кроме трансмиссии. В большинстве автомобилей используется система 12 В, питаемая от свинцово-кислотной глыбы под капотом. Этой технологии уже более 150 лет. По словам Теслы, система 12 В со всеми вспомогательными нагрузками вокруг автомобиля должна обеспечивать ток более 200 ампер на современных автомобилях. Но поскольку мощность — это напряжение, умноженное на ток, вторую можно разделить на четыре, если увеличить в четыре раза. Это означает, что 48-вольтовой системе Tesla требуется только четверть этого тока вокруг автомобиля, что позволяет использовать гораздо более тонкие кабели.