テスラは車に革命を起こしたばかりですが、そのことにほとんど誰も気づいていませんでした。サイバートラックは、アメリカの会社の新しい電気自動車です。 800ボルト、48ボルトの超高速充電、ステアバイワイヤー、PowerShare、分散型イーサネットネットワーク、電気レンジエクステンダーなど、多くの新機能と革命をもたらします。そして、これらすべての新機能により、テスラは将来のモデル 2 を 25,000 ドルで販売できるようになります。このファイルですべてを説明します。
イーロン・マスク氏は、将来について次のように発表しました。テスラ モデル 2（彼はそのような名前ではなく、将来手頃な価格の車として名付けました）人々を幻覚にさせるだろう。何のために ？手頃な販売価格を維持するために、私たちが内部で見つけたすべての生産技術とすべてのおかげです。テスラの社長は、モデル2とは呼ばれないかもしれないこの将来の電気自動車に2万5000ドルを目標にしている。
の配達サイバートラックは2023年11月末、イーロン・マスク自身が主催するかなり退屈なカンファレンス中に始まった。しかし、これらは実際にはサイバートラックのさまざまなインタビューとテスト世界中のジャーナリストが私たちに多くの技術情報をもたらしてくれました。サイバートラックは、テスラにとってだけでなく、自動車業界にとっても革命的であると言えるでしょう。
実際、これは低電圧 48 ボルト アーキテクチャ、さまざまなコントローラー間の通信用のイーサネット ネットワーク、100% 電動レンジ エクステンダー、さらには 100% 電動ステアリング (ステアバイステア) を搭載せずに統合した最初の量産車両です。あらゆる機械システム。
これは、新機能を自動車 (電気自動車であるかどうかに関係なく) に組み込むことができるだけでなく、生産コスト、ひいては販売コストを大幅に削減するのに十分な量です。将来手頃な価格のテスラに確実に搭載されるテクノロジー。
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800ボルトでの超高速充電
の800ボルトでの超高速充電他のモデル (モデル 3、モデル Y、モデル S、およびモデル X) は 400 ボルトの電圧で満足しているため、これはテスラにとって新しいことです。 800ボルトは、2019年からVW（ポルシェ、アウディ）とヒュンダイ、起亜自動車ですでに存在している。 Tesla は約 18 分でバッテリーを 15% から 85% まで充電できると発表しているため、これは充電時間の短縮に役立ちます。
これは他のテスラよりも約 5 ～ 10 分短いです。ベルリンで製造され、BYD バッテリーを搭載したモデル Y を除く約 21 分でエクササイズを完了できる人、400ボルトで。ただし、バッテリーは 2 倍小さい (60 対 123 kWh)。
この電圧により、Cybertruck は互換性のある端末で最大 350 kW の充電電力を発表できます。新しいV4スーパーチャージャーのようなまたはイオニティ端末。 400 ボルトのターミナル (V1、V2、V3 スーパーチャージャーなど) では、最大 250 kW で対応する必要があります。テスラによると、この場合、サイバートラックはバッテリーを事実上 2 つの 400 ボルトユニットに分割するため、800 ボルトから 400 ボルトに変換する際の損失はほとんどありません。
巧妙なトリック、これはポルシェによって将来の電動マカンEVにも実装される、タイカンとは異なります。後者には、150 kW に制限されたコンバータが含まれています。 400 ボルト端末での充電速度が大幅に低下します。新しいソリューションを使用すると、理論上は端末の電力制限に到達することが可能になります。
ただし、テスラは急速充電の王様ではないことに注意してください。 Li Auto Mega では、500 kW 以上の驚異的な電力により、102 kWh のバッテリーを約 10 分で充電できます。中国で何が起こっているかを実際に見ることができます。しかし、まだ800ボルトです。
800 ボルトに切り替えることのもう 1 つの利点は、電圧を 2 倍にすることでアンペア数を半分にできることです。したがって、銅線のサイズが小さくなります。また、ケーブルとすべての機器の発熱を軽減します。したがって、性能を損なうことなく、より高い充電電力だけでなく、より高い放電電力（サーキットや無制限の高速道路など）をより長く維持することができます。
これにより、特に次のことが可能になります。ヒュンダイ アイオニック 5 N超強力で、サーキット上でポルシェやテスラよりも長時間最大パワーを維持します。
Tesla Model 2 の場合、この 800 ボルトのアーキテクチャにより、最大充電電力を増加させて端末のダウンタイムを削減しながらコストを削減できます。
48ボルトの低電圧アーキテクチャ
このタイトルを読んでも怖がらないでください！ Cybertruck は、すべての自動車 (電気自動車、ハイブリッド自動車、サーマル自動車) に搭載されている老朽化した 12 ボルトの低電圧バッテリーを 48 ボルトのバッテリーに置き換えます。これは一部のハイブリッド車ですでに起こっていますが、電気モーターに電力を供給する場合のみです。ここでは、低電圧アーキテクチャ全体が 48 ボルトに達しており、これは業界初のことです。
このバッテリーは電気ネットワーク全体に電力を供給するために使用されますが、電気モーターに電力を供給する必要はありません。これは、インフォテインメント スクリーン、エアコン、ヘッドライト、カーラジオなどに当てはまります。
12 ボルトの電圧は、ゼネラル モーターズが増大する電力需要に対応するために 6 ボルトから 12 ボルトに切り替えた 1955 年以来、自動車業界で使用されています。しかしそれ以来、12ボルトに固定されています。しかし、テスラが共有したグラフからわかるように、自動車の電気消費量は指数関数的です。 6 ボルトを廃止した 1955 年には 50 アンペアでしたが、一部の車では 2022 年には 250 アンペアを超えます。
そしてしばらくすると、巨大で重くて高価なケーブルを使用したり、電気アセンブリを過熱したりせずに、すべての電流を流すことが困難になります。テスラは、完全電子ステアリングを使用して車輪を操縦できる 3 つの電気モーターのため、48 ボルトへの切り替えを余儀なくされました。これらのモーターは 3.75 kW (約 5 馬力) を消費します。または 12 ボルトで 300 アンペア。それは巨大です。家庭の標準的なコンセントは、230 ボルト (約 3.7 kW) で最大 16 アンペアまで対応します。
テスラは、電圧を 4 倍の 48 ボルトにすることで、アンペア単位の強度を 4 で割ります。したがって、3 つのモーターに必要なアンペアは 75 アンペアのみであり、これははるかに許容範囲です。
たとえば、アウディが 48 ボルトで動作するアクティブ アンチロール システムを 2016 年に発売したのはこのためです。このシステムにより、最も強力なモデルの取り扱いを改善することができましたが、12 ボルトで管理するには多すぎる電流が必要でした。
しかし、800 ボルトと同様に、48 ボルトの関心はそれだけではありません。テスラはより細いケーブルを使用するため、銅線の量も少なくなります。つまり、重量が軽くなり、生産コストも下がります。
問題は、車のコンポーネントが 48 ボルトに対応できるように設計および製造されていないことです。したがって、テスラはコントローラーとコンポーネントを自社で設計する必要に迫られています。 Cybertruck の中で、イーロン・マスクはコントローラーの 85% が社内で設計されたと発表しました。言い換えれば、下請け業者から供給されているコントローラーはわずか 15% です。他のメーカーの中ではこの15％はむしろ100％に近いのですが…。
将来の Tesla Model 2 に向けて、同ブランドのエンジニアはコントローラーの 100% を社内で設計することに懸命に取り組んでいます。下請け企業と手足を縛られている競合他社とは真逆のルートをとります。これは、テスラがさまざまな半導体不足の影響をほとんど受けなかった理由の一部を説明します。ブランドは、コントローラーをその場で再プログラムして、作成された目的以外のタスクを実行できるようにすることができました。一方、競合他社は同時に、再プログラムできないコントローラーの納入を辛抱強く待っていました。
たとえば、風刺的に言えば、エアコンを操作するように設計されたコントローラーではヘッドライトを点灯することはできません。一方、テスラでは、コード行を追加することで可能になる可能性があります。
なぜ他のメーカーはまだ完全に 48 ボルトに切り替えていないのでしょうか?なぜなら、コントローラーやコンポーネントを自社で製造しているメーカーは他にないからです。彼らは下請け業者から供給を受けていますが、下請け業者はまだ 12 ボルトを使用しています。たとえばハイブリッドの電気モーターなどのまれな例外を除きます。
しかし、テスラは状況を変えたいと考えている。イーロン・マスクは、「48 ボルト車の設計方法」PDF を世界中のすべての自動車メーカーに送りました。フォード社長ジム・ファーリー氏が認めたsur X (元Twitter)有名な文書を受け取りました。
テスラは、この種の部品のコストを削減するために、下請け業者も 48 ボルトに切り替えられることを望んでいるのではないかと考えられます。
テスラは、48 ボルトの低電圧アーキテクチャに加えて、多数のケーブルを備えた多重化ハーネスの老朽化した CAN バスを 1 本のイーサネット ケーブルに置き換えることで、自動車のもう 1 つの側面に革命を起こしています。
それらすべてを置き換えるイーサネット ケーブル
テスラは数年にわたり、電気自動車の多重ハーネスのケーブルの数を減らすことに取り組んできました。これは、CAN バスを介して電力とデータを送信する有名な電気ハーネスで、1980 年代にインテルによって発明され、自動車の重量と複雑さを増加させます。
上で見たように、テスラは現在、主に独自のコントローラーを設計しているため、コントローラーの数を減らすことが可能です。これにより、モデル S とモデル 3 の間でビームの重量を 17 kg 削減することができ、したがって車両の製造コストも削減できました。
しかし、それだけではありません。今後、CAN バスは、誰もが知っているイーサネットに置き換えられ、特にインターネットへの接続が可能になります。利点は？複数のケーブルが存在する代わりに、現在では 1 本のイーサネット ケーブルが車の周りを回り、各コンポーネントやコントローラーからデータを送信するようになりました。したがって、各コンポーネントが他のコンポーネントからの情報を中継するため、分散型ネットワークを扱うことになります。
つまり、インフォテインメント データは、2 つの異なるケーブルを使用して 2 つの別々のルートを作成する必要がなく、空調データと同じパスを通ることができます。これにより、車内に必要なケーブルの長さが大幅に短縮されます。情報源に応じて 70 ～ 93%。
当初、このイーサネット ケーブルは、POE (パワー オーバー イーサネット) 機能のおかげで電力も通過できると考えていました。しかし、ある読者が私たちに指摘したように、私たちのビデオのコメントでこの問題について、テスラのチームが試したところ、電力の点ではうまくいきましたが、データを確実に送信するにはノイズが多すぎました。
したがって、各コンポーネントとコントローラーに電力を供給するために、常に異なるケーブルを用意しています。
いずれにせよ、このシステムは安価で、占有スペースも少なく、軽量で、そして何よりも製造にかかる時間が短くなります。以前はハーネスが手作業で組み立てられていましたが (ケーブルを適切な長さに切断し、適切なコネクタに挿入することで)、ここではプロセスを自動化することが可能です。これによりエラーも回避できます。
障害が発生した場合、どのコンポーネントに障害があるかをチェックするためのシステムへの単一のエントリ ポイントがあるため、デバッグも容易になります。しかし、どこにでも行ける玄関ドアでは、潜在的にサイバーセキュリティのリスクが高まる可能性があります。つまり、要約すると、ヘッドライトに接続してエンジンをオンにするということです。
実際には、以下に示すように、多重化システムではすでにこれが当てはまります。アンダースコア_ビデオ。ヘッドライトを使って車のロックを解除することが可能です。エントリ ポイントが 1 つであれば、セキュリティで保護する必要がある要素は 1 つだけであるため、システムの安全性が向上すると正しく言えます。
ステアバイワイヤ電子ステアリング
テスラは、故障時の冗長性を確保するための機械要素を一切使用せずに、電子ステアバイワイヤステアリングを提供した最初の自動車メーカーです。
トヨタとレクサスもそれに取り組んでおり、実装されています。2025年に「ワンモーショングリップ」の名称で開発予定。
これは、1988 年のエアバス A320 以降、ボーイング社の 777 以降、飛行機が空中を航行できるようになったのと同じ技術です。NASA も、月に行くためのアポロ計画の一環としてこの技術を使用しました。
電子ステアリングとは、ステアリングホイールの軸に沿って車輪を動かすステアリングコラムが不要であることを意味します。ステアリングホイールを回すと、コンピューターがユーザーが何をしたいかを計算し、その情報をステアリングホイールのモーター (フロントにありますが、Cybertruck の場合はリアにもあります) に送信します。
速度や道路の状況などによって送信される情報は異なります。したがって、低速でハンドルを少し切ると、車は大きく曲がります。一方、高速では、ステアリングホイールの角度が同じでも、車の回転速度は大幅に小さくなります。
大きな利点は、ステアリングホイールの回転角度が片側 180°未満であるため、U ターンや操作がはるかに簡単であることです。新型テスラのステアリングホイールに新しいインジケーターが配置されていること、そして狭いロータリーではそれらを作動させるのがほぼ不可能であることを、私たちはよりよく理解しています。
これは、量産車にすでに存在する可変レシオステアリングを使用すれば多かれ少なかれ可能ですが、繊細さ、精度、およびさまざまな設定ははるかに低くなります。
安全性の点では、このシステムは機械式ステアリングに比べて安全性が劣ると言う人もいます。ただし、システムは故障した場合に備えて冗長化されています。一方、ステアリング コラムの場合は冗長性がありません。それでは、旅客機には機械的な接続があるのでしょうか?いいえ。
さらに、後輪ステアリングを備えたサイバートラックでは、全長 5.7 メートルにもかかわらず、回転半径はモデル S とほぼ同じです。 Mercedes EQE や BMW i5 などの多くの高級車に搭載されているシステム。
このステアバイワイヤ電子ステアリングは、大規模なシリーズに適用すると、設計コストと製造コストを削減できます。したがって、将来のテスラモデル2でそれを想像することができます。
100% 電動レンジエクステンダー
サイバートラックには史上初めて、100% 電気レンジ エクステンダーが組み込まれています。これにより、ゴミ箱に追加のバッテリーを挿入することで、電気自動車の自律性を高めることができます。
16,000ドルで、約50kWhの容量のバッテリーを購入することが可能です。これにより、WLTP 自律サイクルよりも厳しい EPA サイクルでのテスラの (貪欲な) 電気ピックアップに約 200 km の自律性が追加されます。これにより、約 800 km の自律走行が可能になります。
レンジエクステンダーはすでに競合他社に存在しますが、サーマルモードです。 BMW i3 や RAM 1500 REV が挙げられます。これら 2 台の電気自動車には、主走行用バッテリーの充電にのみ使用される熱エンジン (RAM 製の大型 V6 エンジン) が組み込まれています。騒音と臭いで！
レンジエクステンダーは将来の Tesla Model 2 にも搭載されるのでしょうか?私たちはそうではないと思いますが、それは検討される可能性のある解決策です。私たちは車の航続距離が最も短い最も安価なバージョンを購入します。また、休暇に出かける場合は、フロントトランク（フランク）に取り付けるレンジエクステンダーをレンタルして、より長い距離をカバーします。
まあ、これはちょっとした幻想ですが、数年後には電気自動車の充電に 5 分かかるようになるからです。私たちは高速道路上で 300 km 以上の自律走行を本当に望んでおり、またそうする必要があるのでしょうか?
PowerShare: 電力ネットワークは持ちこたえる
Cybertruck によって導入され、将来的には Tesla および世界中のすべての電気自動車に搭載されるはずのもう 1 つの大きな新機能は、Powershare です。双方向充電と V2L、V2H、V2G を表すマーケティング用語。電気自動車のルノー 5 は、2024 年の発売時にはフランスとドイツでも同じシステムを搭載する予定です。
Cybertruck の巨大なバッテリーは家全体に電力を供給でき (最大電力 11.5 kW)、さらにはこのエネルギーを電力網に再注入することもできます。 EDF は、あなたが買うよりも高い電気をあなたから買うことができます。大きな節約をするには十分です。
テスラは、サイバートラックを充電せずに（アメリカの）家全体に3日間電力を供給することが可能であると発表しました。別の電気自動車を充電することもできます。 Tesla Model 3 Propulsion を完全に充電するには、約 5 時間かかります。
停電が発生した場合は、車が運転を引き継ぎます。電気ネットワークに緊張が生じた場合、車が引き継ぎます。ピーク時間帯は車が引き継ぎます。
この技術により、ヨーロッパおよび世界中で電気自動車の充電時の停電を回避できるようになります。
外骨格とギガキャスト
テスラは腐食を避け、十分な強度を持たせるために、新しい合金鋼を作成する必要がありました。彼らは、ボディパネルに触れずに強制空気を使ってボディパネルを曲げることができる新しいツールも発明しました。
この合金はハード フリーキング ステンレスと呼ばれ、厚さ 1.8 mm で外骨格を構成しています。つまり車の構造です。超耐性: ピストルや機関銃の弾丸だけでなく、事故の場合にも耐性があります。
シャーシはわずか 2 つの部品 (他の車では 370 以上) で構成されており、その中央にバッテリーが挿入されます。コーナリング時などに車体がねじれないなど、重心位置や抵抗力に優れています。スーパーカー並みのねじれ耐性。
一部のテスラ モデル Y にはすでにこの 2 つの部分の構造が装備されており、生産コストが大幅に削減されます。事故が起きた場合、（一部の研究が示すように）費用が高くなるのか、それとも逆にテスラが考えているように費用が安くなるのかはまだわかりません。
ちょっとしたおまけ：サイバートラックの窓はゴリラガラス（スマートフォンと同様だが耐久性が高い）でできており、騒音を軽減し、時速113kmで投げられた野球の衝撃にも耐えられる割れにくいものとなっている。というかほぼ。
これらの技術の一部のみが、テスラの将来の手頃な価格の電気自動車（多くの人がすでにモデル 2 と呼んでいます）に搭載されるべきであることは明らかです。後輪ステアリングやスチールステアリングなど、特定の技術は間違いなく最もハイエンドモデルの特権であり続けるでしょう。構造やレンジエクステンダーさえも。
しかし、私たちの意見では、48 ボルト、800 ボルト、パワーシェア、ステアバイワイヤ電子ステアリング、分散型イーサネット ネットワーク、および 2 つの部分からなるシャーシは、将来の 25,000 ドルのテスラに搭載されるでしょう。
この将来の電気自動車の生産はテキサス州オースティン工場で開始されます。それがいつになるかはまだ分かりません。将来的にはメキシコにあるメキシコギガファクトリーでも生産される予定だ。
Chiyoye