La tecnología automotriz autónoma obliga a repensar los sistemas eléctricos de los automóviles

Jul 21, 2023

Usted sabe lo frustrante que es cuando presiona un botón o gira una perilla en su automóvil y algo no funciona como debería o no funciona en absoluto.

A medida que avanzamos en la era de los vehículos autónomos, muchos de los cuales tendrán un sistema de 48 voltios en el tren motriz, las fallas eléctricas no pueden ocurrir. Una unidad de cámara, radar o lidar que funcione de forma intermitente o deje de funcionar podría provocar un accidente mortal, y un cortocircuito en la batería o en el motor eléctrico de un vehículo eléctrico puede provocar un incendio.

Los ingenieros de Delphi han estado estudiando los gremlins eléctricos en los automóviles en la carretera analizando los datos de la garantía. Es un esfuerzo por comprender dónde y por qué ocurren las fallas y parte de un impulso de toda la industria para eliminar los problemas eléctricos. Delphi ha estado hablando con fabricantes de automóviles alemanes y franceses y, para fin de año, podría tener una buena idea de cómo se configurarán los sistemas eléctricos de próxima generación.

Aquí hay un hallazgo impactante de la investigación de Delphi: los conectores no fallan debido a la corrosión de la humedad, terminales mal asentados que se aflojan durante la conducción o cables mal engarzados o dañados. Los conectores fallan y dañan los accesorios electrónicos de un vehículo principalmente debido a errores cometidos durante el ensamblaje. La principal razón de la falla eléctrica es que ambas partes de la carcasa de plástico que sostiene los terminales de los cables no están completamente acopladas, dice Delphi.

Durante una visita al centro tecnológico de Delphi al norte de Detroit, le pregunté a Glen De Vos, director de tecnología de la empresa, y a Mary Gustanski, vicepresidenta de ingeniería de Delphi, cómo eliminará la industria los problemas eléctricos en los vehículos autónomos con sistemas de propulsión de alto voltaje. .

Puede pensar que la respuesta es simple: diseñe conectores de cables infalibles y métodos de ensamblaje impecables para que los arneses de cableado no se puedan manipular de manera incorrecta.

Es mucho más complicado que eso. La próxima generación de vehículos que tienen características de conducción autónoma y trenes motrices electrificados tomará prestada una página de la industria de la aviación comercial y tendrá redundancia integrada en sus arquitecturas eléctricas.

Eso significa que los sistemas críticos para la seguridad seguirán funcionando si hay una interrupción de energía o alguna otra falla.

Y para que eso funcione, solo pones dos de todo en un auto, ¿verdad?

Una vez más, es mucho más complejo que eso.

"En este momento, estamos dedicando mucho tiempo a que los OEM desarrollen cuáles son esas estrategias", dice De Vos. "Simplemente duplicar todo es realmente costoso, especialmente si tiene que duplicarlo de diferentes maneras. Es como dos esfuerzos de desarrollo diferentes. Pero, fundamentalmente, eso es lo que tenemos que ver: ¿Cómo se proporciona redundancia y capacidad operativa ante fallas?"

Gustanski dijo que la redundancia es más que dos conjuntos de cables y componentes. Son las computadoras a bordo las que pueden detectar cuando hay una falla en una computadora y luego proporcionar respaldo automáticamente.

"Para los sistemas críticos de seguridad, no queremos dejar varado al conductor", dijo. "[Tenemos que] asegurarnos de que haya una manera de llevarlo a donde necesita estar, tal vez en modo de emergencia. Entonces, en la arquitectura eléctrica del vehículo, [podríamos] ir a la computación centralizada, una para seguridad y otra para la arquitectura eléctrica porque terminan respaldándose entre sí".

El peso y el costo son dos grandes problemas al agregar redundancia. Pero Delphi y otras empresas están atacando esos problemas.

En el Chevrolet Volt de segunda generación y el último Toyota Prius, por ejemplo, los ingenieros de General Motors y Toyota eliminaron la mayoría de los pesados ​​cables de cobre al instalar la electrónica de potencia de los autos directamente en la transmisión, donde se alojan los motores eléctricos.

Delphi, dijo Gustanski, está trabajando en una nueva generación de cables de aluminio livianos que también pueden reducir los costos. Ella dijo que el alambre de aluminio, combinado con un aislamiento de pared delgada, puede reducir el peso hasta en un 40 por ciento en comparación con el cobre.

No hay duda de que Delphi y sus competidores e ingenieros de Ford, GM, Toyota, Daimler, BMW y otros lugares resolverán estos problemas y harán que los vehículos autónomos eléctricos sean confiables.

¿Pero a qué precio? ¿Cuánto más caros y complejos pueden ser los vehículos antes de que sean inasequibles?

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