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May 10, 2024

Tesla se compromete a 48

Dan Carney | 07 de marzo de 2023 Los ingenieros han predicho constantemente que los automóviles pasarían de sistemas eléctricos de 12 voltios a sistemas de 48 voltios durante dos décadas. Pero el coste y la inercia han mantenido los 12 voltios.

Dan Carney | 07 de marzo de 2023

Los ingenieros han predicho constantemente que los automóviles pasarían de sistemas eléctricos de 12 voltios a sistemas de 48 voltios durante dos décadas. Pero el costo y la inercia han mantenido la electricidad de 12 voltios en su lugar, con la aplicación ocasional de energía de 48 voltios en aplicaciones de alta corriente.

Pero la era de los vehículos sin 12 voltios es finalmente inminente, según el vicepresidente de ingeniería de hardware de Tesla, Pete Bannon. "Uno de los cambios que estamos buscando hacer ahora es cambiar algo que ha sido estable durante los últimos 60 años: 12 voltios", dijo en la conferencia anual del Día del Inversor de Tesla.

Hay buenas razones para hacer el cambio, explicó Bannon. "Durante 60 años, la demanda de energía en el automóvil ha aumentado constantemente hasta el punto en que ahora tenemos que tener cables bastante grandes para conducir más de 200 amperios de corriente alrededor del automóvil, lo que aumenta la masa y el costo", dijo. Estos son los factores que han llevado a la expectativa de larga data de que la industria cambiaría.

"Con Cybertruck y todas las plataformas futuras de Tesla pasaremos a 48 voltios", anunció Bannon. “Esto reduce la corriente necesaria a un factor de cuatro. Y dado que la pérdida de potencia en el arnés es la resistencia multiplicada por el cuadrado de la corriente, una reducción de cuatro veces la corriente conduce a una reducción de 16 veces la potencia perdida al distribuir la energía en el automóvil. Eso permite cables más pequeños, fusibles electrónicos más pequeños y controladores más pequeños. Eso también nos permite reducir el tamaño de los disipadores de calor o, en muchos casos, eliminarlos por completo, beneficiando al coche en términos de masa y peso”.

Hasta ahora, la aplicación de la tecnología de 48 voltios ha sido limitada. "Los sistemas de cuarenta y ocho voltios existen desde hace algunos años, alimentando el alternador de arranque en híbridos suaves y otros accesorios de alta potencia como la suspensión activa y la dirección asistida", señala Mike Austin, analista de investigación senior para vehículos eléctricos en Guidehouse. . "Como dijo Tesla en la presentación, el voltaje más alto permite una corriente más baja y cables más delgados, lo que ahorra peso y costo".

Sin embargo, si bien un mazo de cables simplificado es más barato y más fácil de instalar, los componentes de 48 voltios son más caros, lo que ha sido un factor clave. "Hasta ahora no ha proliferado más debido principalmente al costo", explica Austin. "Una batería y un controlador de 48 voltios son más caros que un arrancador y una batería de 12 voltios comunes".

La fragilidad de los filamentos de las bombillas incandescentes fue otro obstáculo durante mucho tiempo, ya que la cantidad de bombillas en todos los vehículos parecía hacer que la idea de eliminar los sistemas de 12 voltios fuera un dolor de cabeza. Sin embargo, la iluminación LED ya incluye circuitos para adaptar el voltaje a los bajos niveles utilizados por las luces LED, lo que significa que deberían poder funcionar con 48 voltios como lo hacen con los sistemas de 12 voltios, dijo Greg Green, director de marketing automotriz de Vicor. , una empresa que se especializa en módulos de potencia.

Gestión de la pérdida de energía con un convertidor tradicional con una eficiencia del 94 por ciento.

Y el lado de los costos de la ecuación se puede abordar en los vehículos eléctricos mediante la eliminación completa de la batería de bajo voltaje. En cambio, estos automóviles pueden emplear un convertidor de energía que reduce el alto voltaje de la batería de tracción para alimentar los sistemas a bordo. "Es más fácil con un vehículo eléctrico, donde todo lo que hay que hacer es convertir el voltaje de la batería de propulsión", dice Austin. "Si Tesla planea utilizar 48 voltios para todo el bajo voltaje de sus automóviles, habrá ahorros en términos de complejidad, peso y materiales".

Ése es exactamente el escenario que Vicor está promoviendo. “En la transición de los automóviles de combustión interna construidos con alternadores de 12 voltios, hay que pagar más para obtener 48 voltios. Con los vehículos eléctricos, la transición a 48 voltios es algo natural”.

Sistemas que pasan de un sistema sobrecargado de 12 voltios a 48 voltios.

Según Green, no sólo se benefician del peso y tamaño reducidos del mazo de cables, sino que también se benefician algunos de los dispositivos alimentados por el sistema. "Los compresores y bombas funcionan más eficientemente con 48 voltios que con 12 voltios", afirma. "Es una doble ventaja".

El truco ha sido desarrollar convertidores de potencia que entreguen energía según demanda con la estabilidad de una batería. Vicor dice que ha resuelto ese desafío. "Hemos estado trabajando con clientes desarrollando convertidores CC a CC muy compactos que convierten la batería de alto voltaje a 48 voltios", dice Green. Y para cualquier dispositivo heredado de 12 voltios, Vicor ofrece módulos adicionales que reducen el voltaje nuevamente de 48 voltios a 12 voltios.

Que Tesla anuncie que la entrega de una tecnología es inminente es una cosa; La empresa que realmente entrega eso es otra. Por lo tanto, queda por ver cuándo los Cybertrucks de producción llegan realmente en volumen a los clientes minoristas.

Previsión global por tipo de tren motriz.

Pero no importa lo que haga Tesla, otros fabricantes de automóviles también tienen planes de producción para vehículos de 48 voltios, dice Green. El cliente de lanzamiento de Vicor hará un anuncio de un nuevo modelo a finales de este año para entregarse en 2023 o principios de 2024, afirma. Está previsto que le sigan clientes adicionales en 2025 y 2026, y los sistemas de 12 voltios disminuirán gradualmente durante la próxima década.

"Cuarenta y ocho voltios es el futuro para el diseño de bajo voltaje en Tesla y probablemente el resto de la industria a su debido tiempo", concluyó Bannon.

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