IDTechEx, Tesla의 완전 전환의 중요성에 대해 논의

보스턴, 2023년 5월 11일 /PRNewswire/ -- 마이크로컨트롤러(컨트롤러, MCU 및 기타 이름 변형으로도 알려져 있음)는 현대 차량이 제작되는 중추입니다. 자동차가 휘발유, 디젤, 전기, 수소, PDG 등 무엇으로 구동되는지에 관계없이 자동차의 기능은 컨트롤러에 크게 의존합니다. 또한 해당 컨트롤러의 공급이 부족할 때 자동차 산업이 어떻게 무릎을 꿇을 수 있는지도 확인되었습니다. IDTechEx의 보고서 "자율 및 전기 자동차용 반도체 (2023-2033년)"에서는 현재 자동차 컨트롤러 내에서 더 많은 컴퓨팅 성능과 새로운 차량 아키텍처 옵션을 제공하는 움직임이 많다는 사실을 발견했습니다. 컨트롤러로 이러한 추세를 거스르는 회사 중 하나가 Tesla입니다. 그 방법은 다음과 같습니다.

Tesla는 Model S부터 컨트롤러 설계를 시작했지만 Model S 컨트롤러 중 20%만이 자체 설계되었습니다. 이는 수년에 걸쳐 증가했으며, Model Y는 61%가 내부적으로 설계된 컨트롤러이고 Cybertruck은 최대 85%입니다. Tesla의 2023년 투자자의 날 프레젠테이션에서는 차세대 차량이 100% 내부적으로 설계된 컨트롤러를 갖게 될 것이라고 밝혔습니다. 컨트롤러 설계를 완전히 사내로 가져오는 이점 중 하나는 Tesla에 배선 하니스 설계에 대한 완전한 자율권을 부여한다는 것입니다. 이것이 처음 생각했던 것보다 더 큰 문제인 이유입니다.

Tesla는 와이어링 하니스 감소 분야에서 업계를 선도하고 있습니다. 현대 자동차에 탑재된 전자 장치의 양을 보면 모든 구성 요소가 서로 통신할 수 있도록 거의 무한에 가까운 미로 같은 배선이 포함되어 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 그러나 큰 와이어링 하니스는 여러 가지 문제, 첫째로 무게를 유발합니다. 자동차의 길이는 불과 몇 미터에 불과하지만 다양한 배선을 위해 수백 번 작동해야 하면 곧 그 길이가 늘어나 현대 자동차에는 문자 그대로 전체 길이가 수 마일에 달하는 하네스를 장착할 수 있습니다. 5마일 길이의 절연 구리 케이블은 무겁습니다! IDTechEx의 연구에 따르면 와이어링 하네스의 무게는 60kg을 넘을 수 있어 Tesla의 17kg 무게 절감 효과가 인상적입니다.

대형 배선 장치가 바람직하지 않은 또 다른 이유는 장치를 만드는 데 드는 인건비 때문입니다. 단일 배선 하네스에는 수백, 때로는 수천 개의 종단이 있습니다. 각각의 와이어를 자르고, 벗기고, 압착하고, 커넥터의 올바른 핀에 끼워야 하며, 이 작업은 모두 손으로 수행됩니다! 이는 높은 수준의 손재주, 세부 사항에 대한 주의, 경험 및 기술이 필요한 까다로운 작업이므로 조만간 기계로 복제할 수 있는 작업이 아닙니다.

컨트롤러 설계를 사내로 가져오면 Tesla는 중앙 집중식 제어 아키텍처에서 지역화된 아키텍처로 이동할 수 있습니다. 중앙 집중식 아키텍처에서는 하나 또는 소규모 컨트롤러 그룹이 차량 주변의 모든 장치와 통신해야 합니다. 예를 들어 차량 반대편 끝에 5개의 장치 그룹이 있고 4m 길이의 케이블이 필요하다고 가정해 보겠습니다. 예를 들어, 각 장치에는 전원용 1개, 접지용 1개, CAN용 2개 등 최소 4개의 연결이 있다고 가정해 보겠습니다. 일부 장치는 더 적고 일부 장치는 더 많습니다. 이제 하나의 작은 장치 그룹에만 20개의 전선과 80m의 케이블이 사용됩니다. 지역화된 아키텍처는 더 작은 컨트롤러가 이러한 장치 중간에서 허브 역할을 한다는 것을 의미합니다. 차량의 중앙 컨트롤러에 대한 하나의 이더넷 연결이 있으며 개별 장치에 대한 연결은 매우 적습니다. 이제 80m의 케이블이 예를 들어 40m로 줄어들 수 있습니다.

컨트롤러 아키텍처 변경 외에도 Tesla는 저전압 장치용 48V 아키텍처로 전환하여 더 많은 이점을 제공하고 있습니다. 48V 시스템 또는 저전압 시스템은 센서, 조명, 인포테인먼트 등 구동계를 제외한 거의 모든 전자 부품과 같은 구성 요소에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 대부분의 차량은 보닛 아래의 납산 덩어리로 구동되는 12V 시스템을 사용합니다. 이 기술은 현재 150년이 넘었습니다. Tesla에 따르면 차량 주변의 모든 보조 부하를 갖춘 12V 시스템은 최신 차량에 200A 이상의 전력을 공급할 수 있어야 합니다. 그러나 전력은 전압에 전류를 곱한 것이므로 하나가 4배가 되면 다른 하나도 4분의 1이 될 수 있습니다. 이는 Tesla의 48V 시스템이 차량 주변 전류의 1/4만 필요하므로 훨씬 더 얇은 케이블을 사용할 수 있음을 의미합니다.