La tecnologia automobilistica autonoma sta imponendo un ripensamento dei sistemi elettrici delle auto

Jul 21, 2023

Sai quanto è frustrante quando premi un pulsante o giri una manopola della tua macchina e qualcosa non funziona come dovrebbe o non funziona affatto.

Mentre entriamo nell’era dei veicoli a guida autonoma, molti dei quali avranno un sistema a 48 volt nel gruppo propulsore, i guasti elettrici non possono più verificarsi. Una telecamera, un radar o un'unità lidar che funziona in modo intermittente o smette di funzionare potrebbe causare un incidente mortale, mentre un cortocircuito nella batteria o nel motore elettrico di un veicolo elettrico può provocare un incendio.

Gli ingegneri Delphi hanno studiato i malfunzionamenti elettrici nelle automobili in viaggio esaminando i dati della garanzia. Si tratta di uno sforzo per capire dove e perché si verificano i guasti e fa parte di una spinta a livello di settore per eliminare i problemi elettrici. Delphi ha parlato con case automobilistiche tedesche e francesi ed entro la fine dell'anno potrebbe avere una buona idea di come saranno configurati i sistemi elettrici di prossima generazione.

Ecco una - ehm - scoperta scioccante della ricerca Delphi: i connettori non si guastano a causa della corrosione dovuta all'umidità, di terminali posizionati in modo errato che si allentano durante la guida o di cavi piegati o danneggiati in modo improprio. I connettori si guastano e danneggiano gli accessori elettronici del veicolo principalmente a causa di errori commessi durante il montaggio. Il motivo principale dei guasti elettrici è dovuto al fatto che entrambe le parti dell'involucro di plastica che contiene i terminali dei cavi non sono completamente accoppiate, afferma Delphi.

Durante una visita al centro tecnologico di Delphi a nord di Detroit, ho chiesto a Glen De Vos, chief technology officer dell'azienda, e Mary Gustanski, vice president of engineering di Delphi, come l'industria eliminerà i problemi elettrici nei veicoli a guida autonoma con propulsori ad alta tensione .

Potresti pensare che la risposta sia semplice: progetta connettori per cavi infallibili e metodi di assemblaggio impeccabili in modo che i cablaggi non possano essere maneggiati in modo errato.

È molto più complicato di così. La prossima generazione di veicoli dotati di funzionalità di guida autonoma e propulsori elettrificati prenderà in prestito una pagina dal settore dell’aviazione commerciale e avrà la ridondanza integrata nelle loro architetture elettriche.

Ciò significa che i sistemi critici per la sicurezza continueranno a funzionare anche in caso di interruzione di corrente o di altro guasto.

E per farlo funzionare, basta mettere due di tutto in una macchina, giusto?

Ancora una volta, è molto più complesso di così.

"In questo momento stiamo dedicando molto tempo agli OEM per sviluppare tali strategie", afferma De Vos. "Duplicare semplicemente tutto è davvero costoso, soprattutto se devi duplicarlo in modi diversi. Sono come due diversi sforzi di sviluppo. Ma fondamentalmente è questo ciò a cui dobbiamo guardare: come fornire ridondanza e capacità operativa in caso di guasto?"

Gustanski ha affermato che la ridondanza è più di due serie di cavi e componenti. Sono i computer di bordo che possono rilevare quando si verifica un guasto in un computer e quindi fornire automaticamente il backup.

"Per i sistemi critici per la sicurezza, non vogliamo lasciare il conducente incagliato", ha affermato. "Dobbiamo [dobbiamo] assicurarci che ci sia un modo per portarti dove devi essere, magari in modalità di emergenza. Quindi, nell'architettura elettrica del veicolo [potremmo] ricorrere al calcolo centralizzato, uno per la sicurezza e uno per l'architettura elettrica perché finiscono per sostenersi a vicenda."

Peso e costo sono due grossi problemi legati all'aggiunta di ridondanza. Ma Delphi e altre società stanno affrontando questi problemi.

Sulla Chevrolet Volt di seconda generazione e sull'ultima Toyota Prius, ad esempio, gli ingegneri della General Motors e della Toyota hanno eliminato la maggior parte dei pesanti cavi di rame installando l'elettronica di potenza dell'auto direttamente sulla trasmissione, dove sono alloggiati i motori elettrici.

Delphi, ha detto Gustanski, sta lavorando su una nuova generazione di fili di alluminio leggeri che possono anche ridurre i costi. Ha affermato che il filo di alluminio, combinato con un isolamento a parete sottile, può ridurre il peso fino al 40% rispetto al rame.

Non c’è dubbio che Delphi, i suoi concorrenti e gli ingegneri di Ford, GM, Toyota, Daimler, BMW e altri risolveranno questi problemi e renderanno affidabili i veicoli elettrificati e a guida autonoma.