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テスラのCybertruckで採用された48V冗長システム

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  4. テスラのCybertruckで採用された48V冗長システム

テスラが「サイバートラック（Cybertruck）」で導入した48V冗長システムは、単なる電圧の変更を超えた、**「車両全体の電気プラットフォームの再定義」**といえる革新的なものです。

最大の特徴は、**ステア・バイ・ワイヤ（Steer-by-Wire）**という、物理的なつながりがない操舵システムを支えるための「絶対に落ちない電源」を実現している点にあります。

1. サイバートラックの冗長電源構成

サイバートラックでは、従来の12V鉛バッテリーを完全に廃止し、小型の48Vリチウムイオン補助バッテリーを採用しています。

  • メインソース: 高電圧バッテリー（約800V）からDC/DCコンバータを介して供給される48V。

  • バックアップソース: 48Vリチウムイオン補助バッテリー（容量4Ah程度と非常に小型）。

  • 冗長バス: ステアリングやブレーキなどの重要保安部品には、物理的に分離された複数の48V電源パスが用意されており、一方が断線や短絡しても、もう一方が瞬時に（1ms以下）電力を維持します。

2. 「Etherloop（イーサループ）」による配線の簡素化と冗長性

テスラは電源の冗長化と同時に、通信の冗長化も行っています。

  • 双方向リング構造: 通信（ギガビット・イーサネット）をリング状に配置しています。これにより、どこか1カ所で配線が切れても、反対方向からデータと電力を送り続けることが可能です。

  • PoE（Power over Ethernet）の概念: 通信線と電源供給を高度に統合し、従来のポイント・ツー・ポイント配線（一対一の配線）を排除。これにより、ワイヤーハーネスの重量を約70%削減しています。

3. ステア・バイ・ワイヤを支える冗長設計

物理的なステアリングシャフトがないため、電源喪失は「ハンドルが効かなくなる」ことを意味します。これを防ぐために以下の対策が取られています。

  • 独立した3つのモーター（ステアリング用）: フロントの転舵アクチュエータには複数のモーター巻線があり、それぞれが独立したインバータと電源系統に接続されています。

  • 電圧監視と高速切り替え: 各エンドポイント（ECU）の入り口に、前述の**eFuse（電子ヒューズ）**や理想ダイオード機能を持つコントローラが配置されており、異常電圧を検知するとナノ秒単位で隔離・切り替えを行います。

4. 48V化による実務的メリット

テスラの設計は、冗長性を確保しつつコストを下げるという、相反する目標を以下の方法で達成しています。

項目 テスラのアプローチ 効果
電流値の削減 12Vから48Vへ（電流1/4） 配線が劇的に細くなり（4ゲージ→10ゲージ等）、軽量化とコストダウンを実現。
ヒューズの撤廃 すべてをデジタルeFuse化 物理ヒューズの交換が不要になり、ソフトウェアによる診断と自動復旧が可能。
コネクタの標準化 水色の48V専用コネクタ 組み立てミスを防ぎ、アーキング（火花）対策が施された専用設計。

5. 設計思想の転換

テスラは、この48Vアーキテクチャの仕様書を他の自動車メーカー（フォード等）にも無償で送付しました。これは、業界全体のサプライチェーンを48Vへ強制的にシフトさせ、部品コストをさらに下げるための戦略と言われています。

 

出典：Google Gemini

 

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