Munróék szétszedték a Cybertruck 48 voltos rendszerét

A 48 voltos (fedélzeti) rendszerek előnyeiben szinte mindenki egyetért az autóiparban, azonban a nagy ugrást még nem lépte meg senki, mert ez sokkal nagyobb feladat, mint elsőre gondolnánk.

A Tesla viszont a Cybertruckkal mégis belevágott, sőt a cég még fel is ajánlotta az ezirányú dokumentációit, tanácsait, leírásait a versenytársaknak, mivel úgy látják nekik is előnyösebb lenne, ha a beszállítók több autógyártónak gyártanának ilyen rendszereket.

De pontosan mi is ez az átállás és hol tartanak vele?

Miért kell váltani?

Az alapvető probléma az, hogy az idő előrehaladtával egyre több és egyre nagyobb teljesítményű fedezeti elektronika került az autókba, amely egyre több, hosszabb, vastagabb, komplexebb, nehezebb és drágább rézkábelt igényel. A hőskorban egy mezei rádió, duda, néhány gyengécske lámpa és index volt csak az autókban, de ma már fényévekre vagyunk ettől.

A megannyi mikroprocesszor, klíma, LED fényszórók, ablakemelő motorok és egyéb elektromos berendezések kerültek az autókba, a kisakku mégis maradt 12 voltos.

Az 1950-es évek közepéig 6 volton üzemeltek az autók fedélzeti rendszerei, de ezután a 12 voltos átállás is vagy 15-20 évig tartott. Az 1990-es években már megpróbálkozott pár autógyártó egy 42 voltos szabvánnyal, de ezt végül feladták. Bár a mild-hibrid autókban már ma is 48 voltos kisakkut találunk, ezt a feszültséget csak a fékenergia visszanyerő rendszer használja, a legtöbb típusban minden más maradt 12 voltos.

A magasabb feszültség előnye az, hogy jelentősen, egyes számítások szerint akár 85 százalékkal vékonyabb lehet ezáltal az autók elektromos kábelezése, amely nem csak a több kilométernyi rézkábel költségeiben, de a vezetékek tömegében is megtakarítást jelent. Emellett a 48 voltos rendszer sokkal nagyobb fogyasztókat tud ellátni hatékonyan, nagy teljesítménnyel.

De, ha ez ennyire egyértelműen jobb, akkor miért nem állt át mostanra mindenki?

Nos a válasz az, hogy a 12 volt egy annyira elterjedt szabvány, hogy nagyon nehéz lecserélni. Az autók elektromos berendezéseit tömérdek beszállító állítja elő, sokszor százezres, milliós példányban, sok konkurens számára, és ezeket mind 12 voltra tervezték. Ha egyetlen márka megpróbálna átállni, akkor csak nekik külön 48 voltos változatot kellene tervezni és gyártani mindenből, ami igen költséges lenne minden érintettnek, beleértve a megrendelőt, az autógyártó is.

A Tesla most mégis megpróbálja ezt az ugrást, amit részben az tesz lehetővé, hogy az elektronikai berendezések egy részét maguk állítják elő.

Kísérleti platform

A Munro & Associates-et nem kell már bemutatnunk, Sandy Munro cégének szétszerelős videóit sok olvasónk látta már. Most a vállalat a 3is nevű céggel közösen kezdte kielemezni az általuk megvásárolt és már a feldarabolt Tesla Cybertruck elektronikai rendszereit, különös tekintettel arra, ami már 48 volton működik ezek közül.

Egy nemrég indult videósorozatban ezeket a változásokat veszik sorra, mi pedig összefoglaljuk az első három anyag főbb megállapításait, a hozzánk hasonló kockák részére.

Ezek már a 48 voltos rendszer vezetékei. Forrás: Munro Live, YouTube

A szakemberek első megállapítása az volt, hogy még a Tesla sem állított át mindent 48 voltra, arra koncentráltak, ahol ez már most megéri. A vezetékek súlyának csökkentése jó dolog, de úgy néz ki, például az ülések villanymotorjainál többet ért nekik, hogy a különböző típusaik osztozni tudnak ezeken, így csökkentve a gyártás költségeit. Mivel az ülést tipikusan egyszer, de mindenképp ritkán állítja be újra magának az ember, ezek a motorok nem üzemelnek sokat, legfeljebb ha sofőrváltás van és új profilt tölt be valaki, de akkor is csak pár másodpercre működnek, amíg átáll az ülés.

Hosszú viszont azoknak az elemeknek a listája, amelyek már most a magasabb feszültségen üzemelnek.

A kék csatlakozók jelzik a 48 voltos rendszert. Forrás: Munro Live, YouTube

Érdekeség egyébként, hogy a Tesla babakék színnel jelöli azokat a csatlakozókat és kábeleket, amelyek már 48 voltot visznek, hogy aki az autóhoz nyúl (szerelő), tudja melyik kábelben van nagyobb feszültség. (A nagyfeszültségű 800 voltos rendszer kábelei természetesen itt is narancssárgák).

Kezdjük a listát a kisakkuval, amelyet a Tesla mostanra minden autójában a régi savas ólomakkumulátorról lítiumionra cserélt, ami egyébként technikailag kicsit magasabb feszültségen, 16 volton működik. A Cybertruckban viszont természetesen ez már 48 voltos, és 4 Ah kapacitású.

A 48 voltos kisakku. Forrás: Munro Live, YouTube

Bár a 48 volt még nem halálos, mindenképp kellemetlenebb vele fizikai kapcsolatba kerülni, mint egy 12 voltos rendszerrel, ezért az autógyártó egy ügyes mechanikai megoldással gondoskodott róla, hogy elméletben soha ne kelljen leszedni a sarukat az érintkezőről, azaz senkinek – főleg nem egy mezei autósnak – ne kelljen hozzányúlnia kézzel.

Amíg a bordó műanyagot nem csúsztatjuk el balra, az áramkör nem zárul. Forrás: Munro Live, YouTube

A li-ion kisakkut eleve nem kell pár évente cserélgetni, elméletben az autó élettartamára tervezték. Az kocsi szereléséhez, teljes áramtalanításához azonban elfordulhat, hogy valaki eltávolítaná a sarut. Erre azonban már nincs szükség, mert beépítettek egy mechanikai kapcsolót a saru tetejébe, ami fizikailag zárja vagy szakítja meg az áramkört.

Az új kisakku már most is több rendszert lát el közvetlenül 48 volttal. A videókban kiemelték, hogy az összes hűtőventilátor ezen a feszültségen működik már, de a steer-by-wire rendszer kormányszervó villanymotorja is ezt használja.

Utóbbi kapcsán érdekesség, hogy ez nem a Tesla másik újítását, a gigabites adatkapcsolatot lehetővé tévő etherloop rendszert használja kommunikációra, hanem két, redundáns CAN buszon mennek az adatok. Ez a biztonság szempontjából lényeges, hiszen itt már nincs fizikai kapcsolat a kerekek és a kormánykerék között, így, ha baj lenne, akkor nem arról van egyszerűen szó, hogy kicsit nehezebb kormányozni, hanem hogy egyáltalán nem lehet. Ezért a rendszer úgy épül fel, hogy az egyik adatcsatorna hibája esetén is működni tudjon.

Szintén 48 voltos a négy ablakemelő, amelynek különlegessége, hogy ezt egy külső beszállító gyártja, és az előző 12 voltos változatot alakította át a Cybertruckhoz.

Az ablakemelő új motorja 48 voltos. Forrás: Munro Live, YouTube

Ehhez új vezérlőelektronika is járt, ami most érdekes mód nem egy központi egységben kapott helyet, hanem minden ajtóban külön található meg egy kis dobozban.

Az ablakemelő vezérlődoboza (jobbra). Forrás: Munro Live, YouTube

48 voltosak a különböző berendezések központi vezérlőpaneljei, amelyek közül az egyik 16-tól 48 voltig bármivel elboldogul, és oda-vissza tudja alakítani a feszültséget, amire az adott eszköznek épp szüksége van. Ez a vezérlő még arra is fel van készülve, hogy egy külön 12 voltos áramkörrel rendelkezik, amelyre csatlakozva „be lehet bikázni” kívülről az autót.

Ez a két központi vezérlőegység működteti az autó nagy részét. Forrás: Munro Live, YouTube

Ez nyilván nem azt jelenti, mint a belsőégésű motoros kocsiknál, itt arra kell gondolni, hogyha valami miatt mégis teljesen lemerült volna a 16 voltos kisakku is, akkor így lehet kívülről egy 12 voltos áramforrásról életre kelteni az autót, hogy legalább a töltősapka kinyíljon, a nagyfeszültségű akku áramköre záródjon, és a töltés megkezdődhessen.

A videókban nyilatkozó szakemberek kiemelten foglalkoztak a PCS2, azaz Power Conversion System 2 nevű egységgel, amely a Cybertruck fedélzeti töltőjét és áramátalakítóját jelenti.

Balra az új, jobbra a régi PCS. Forrás: Munro Live, YouTube

Ez korábban 16 volton működött egy darab DC-DC feszültségátalakítóval és már eddig is egy magasan integrált fejlett elektronika volt. Az új kettes verzió azonban szintet lépett.

Alul a Model S, felül a Model Y PCS rendszere. Az evolúció itt is látszik, de ez inkább iteráció, mint forradalom még. Forrás: Munro Live, YouTube

Az áramköri lap területe nagyjából a fele a korábbiénak, a súlya is jóval kisebb, és több újítást tartalmaz.

A PCS2. Forrás: Munro Live, YouTube

Az új, sokkal kisebb, kompaktabb tápegység mellett négy darab téglalap alakú ferritmagos transzformátort használnak, és lehetővé vált a kétirányú energiaáramlás, azaz ebbe van integrálva a V2X funkcionalitás is. A réztekercs a fekete téglalapok mellett balra, az alaplapba lett integrálva,

A nagy fekete téglalapok mellett látszik az áramköri lapba integrált réztekercs. Forrás: Munro Live, YouTube

Kettő, egymástól független DC-DC átalakító került a lapra, amely biztosítja itt is a redundanciát és az új 48 voltos rendszer szintén minden feszültségátalakítást el tud végezni és 400 amperig képes az áramerősséget kezelni.

Az egyik DC-DC átalakító. alatta az ikertestvére. Forrás: Munro Live, YouTube

A sok újítás mellett az autógyártó mérnökei a humorról sem feledkeztek meg, mivel tudják, hogy Sandy Munróék mindent szétszednek és kielemeznek, amit ők legyártanak, az egyik áramköri lapra a „Hi Sandy” felirat is rákerült.

Villanyautó teszt: Tesla Cybertruck Foundation Series

Biró Balázs

A fenntartható közlekedés elkötelezett híve, akit elsősorban a Tesla céltudatos és piacot felforgató tevékenysége rántott magával ebbe a világba, így publikációi elsősorban erre a területre koncentrálnak.