Tesla, kısa süre önce elektrik ve elektronik mimarisini 12V'dan 48V'a geçireceğini duyurdu. Bu kararın amacı, güç verimliliğini yapısal olarak iyileştirmek ve araçların hafifliğini daha da artırmaktır. Karar, Tesla'nın mimari ve modüler inovasyonu sürdürme stratejisiyle uyumludur ve bileşen ekosisteminin güçlendiğini göstermektedir.

Mart ayında düzenlenen Tesla Yatırımcı Günü'nde şirket, 48V tabanlı elektrik ve elektronik (E/E) mimarisinin benimsenileceğini ima etti. Şu anda, belirli güç aktarma organları bileşenleri hariç, araçların çoğu elektrikli bileşenleri için standart 12V voltaj kullanıyor. 1960'lardan bu yana, araç elektrikli bileşenleri için standart voltaj 6V'tan 12V'a değiştiğinden, çoğu binek ve kompakt ticari araç 12V akü (kurşun-asit akü), alternatör ve buna göre tasarlanmış bileşenler kullanıyor. Elektrikli araçlar (batarya ile çalışan elektrikli araçlar veya şarj edilebilir hibrit elektrikli araçlar), hibrit elektrikli araçlar (HEV'ler) ve hafif hibrit elektrikli araçlar (MHEV'ler) bazı güç aktarma sistemi bileşenlerinde yüksek voltajlı bileşenler kullanmaktadır, ancak bu durumlarda bile genel düşük voltajlı elektrikli bileşenler, düşürme mekanizmaları aracılığıyla 12V veya daha düşük voltajda çalışmaktadır.

Ancak Tesla, yakında piyasaya sürülecek olan Cybertruck modelinden itibaren 48V tabanlı E/E mimarisine geçeceklerini açıkladı. Tesla'ya göre, çeşitli elektronik cihazlarla donatılmış modern araçlar, 250 amper'e kadar akımları idare etme gerekliliği nedeniyle karmaşık kablolama ve artan kablo ağırlığı gibi zorluklarla karşı karşıya kalıyor.

Bu sorunu çözmek için Tesla, Cybertruck, gelecekteki araç modelleri ve insansı robot Optimus'a 48V mimarisini uygulamayı ve gerekli ana kontrol ünitelerini şirket içinde tasarlamayı planlıyor. Tesla, seri üretime geçmeyi hedeflediği için bu planları 2023'ün ikinci yarısında uygulamaya koyacak. 2025'ten itibaren Model S ve Model X'in bile tamamen 48V mimarisine geçeceği tahmin ediliyor. 2029 yılına kadar, Tesla'nın montaj hattından çıkan 3 milyondan fazla araç 48V mimariye sahip olacak.

Avantajlar ve zorluklar

48V tabanlı bir mimari, güç verimliliğini yapısal olarak artırabilir ve aracın hafiflemesine katkıda bulunabilir. Aynı güç gereksinimleri altında 12V'dan 48V'a geçiş yapıldığında, akım yaklaşık dörtte bir oranında azalır ve bu da EV gücünün yaklaşık %3-7'sini tüketen aydınlatma, bilgi-eğlence ve direksiyon gibi çeşitli yaygın elektrikli bileşenlerde güç kayıplarının azalmasına neden olur. Ayrıca, ısıtma, havalandırma ve klima (HVAC) sistemleri ile güç dönüştürme sistemlerinin verimliliğini artırma potansiyeli de bulunmaktadır. Teorik olarak daha yüksek voltajlar kayıpları daha da azaltabilir, ancak yolcu güvenliği göz önüne alındığında, 48V uygun güç gereksinimi seviyesidir.

Kablolamayı basitleştirmek ve kablo ağırlığını azaltmak, aracın hafifletilmesine ve maliyet tasarrufuna katkıda bulunabilir. Akım azaltıldığında, uzunluğu 4 km'ye ve ağırlığı 30-60 kg'a ulaşabilen araç içi kablolamanın hacmini, ağırlığını ve ilgili maliyetleri azaltma potansiyeli vardır. Ayrıca, güç gerektiren hesaplama sistemleri, ses sistemleri ve özelleştirilmiş 48V aksesuarları entegre etmek daha kolay hale gelir. Ancak, dikkat edilmesi gereken bir nokta, daha önce Model S (2012'de piyasaya sürüldü) ve Model 3 (2017'de piyasaya sürüldü) gibi modellerde merkezi E/E mimarisi benimseyerek kablolamayı basitleştirmeyi hedefleyen Tesla araçlarının, diğer üreticilere kıyasla nispeten sınırlı ek hafifletme etkisine sahip olabileceğidir.

Beklenen kısa vadeli maliyet artışlarına rağmen, bu karar Tesla'nın tutarlı inovasyon stratejisini vurgulamaktadır. Piyasada 48V bileşenlerin nadir olması nedeniyle, önceki 12V bileşenlere kıyasla teslimat maliyetlerinde artış olasılığı bulunmaktadır. Piyasada bulunan çoğu araç 12V kullanmaktadır; bu nedenle, 48V bileşenlerin geliştirme maliyeti ve üretim miktarındaki eksiklik, 12V bileşenlere göre daha yüksek fiyatlara neden olabilir. Ayrıca, birçok 12V bileşen, parça üreticilerinin bunları büyük miktarlarda üretip çeşitli otomobil üreticilerine tedarik etmesinden dolayı ölçek ekonomisinden yararlanırken, kısa vadede 48V bileşenler, talep Tesla ile sınırlı olduğu için üretim maliyetlerini düşürmede zorluklarla karşılaşabilir.

Ancak bu karar, Tesla'nın mimari ve modüler inovasyon stratejisini de teyit ediyor. Tesla, daha önce merkezi E/E mimarisinin benimsenmesi, arka zemin paneli dökümünün (Giga Press) ve dış iskelet benzeri gövde yapısının (planlanmış) entegrasyonu gibi mimari inovasyonlar yoluyla maliyet ve performans optimizasyonu peşinde koşmuştu. 48V mimarisinin tanıtılmasına yönelik planlar ve Tesla Yatırımcı Günü 2023'te sergilenen çeşitli modül düzeyinde teknolojik iyileştirmeler göz önüne alındığında, Tesla'nın gelecekte de mimari ve modüler yenilikleri sürdürme stratejisini devam ettireceği açıktır.

Dikkat edilmesi gereken bir diğer önemli husus, Tesla'nın bileşen ekosistemindeki hakimiyetinin artması ve bu durumun, Tesla'yı yakalamaya çalışan geleneksel otomobil üreticileri üzerinde yarattığı baskıdır. Bu karar, Tesla'nın bileşen ekosistemi üzerindeki kontrolünün arttığını simgelemektedir, zira Tesla, yeni standart bileşenlerin makul bir maliyetle seri üretilmesini sağlamak için ilgili bileşen şirketleriyle görüşmeleri başarıyla tamamlamıştır. Geçmişte Tesla, yetersiz üretim hacimleri nedeniyle, direksiyon kolonları, cam anahtarları ve ısıtıcı-fan motorları gibi diğer otomobil üreticilerinin araçlarında kullanılan parçaları satın almaya bağlı olarak, bileşen endüstrisi üzerinde sınırlı bir etkiye sahipti. Ancak, kendi bileşen ekosistemini kurarak Tesla, tasarım özerkliğini koruyabilir ve parçaların istikrarlı bir şekilde tedarik edilmesini sağlayabilir.

Tesla, 48V geçişinin pratik avantajlarını kanıtlamayı başarırsa, eski otomobil üreticileri bu gelişmeyi yakalamak için baskı hissedebilir. Bazı geleneksel otomobil üreticileri, bileşen şirketlerinin çeşitli kademeleriyle kurdukları sağlam ilişkiler nedeniyle, geçişin gerekliliğini kabul etseler bile, 48V'ye pratik bir geçiş için daha uzun bir süreye ihtiyaç duyabilirler. Geleneksel otomobil üreticileri için geçiş, kaçınılmaz olarak tedarik zincirinde değişiklikler, geliştirme ve tedarik departmanlarında organizasyonel yeniden yapılandırma ve kaynak tahsisi gerektirecektir.

Yukarıdan aşağıya doğru geliştirme

Diğer otomobil üreticileri, Tesla tarafından uygulanan birçok yeniliği inceliyor veya benimsiyor. Ancak, 48V mimarisi ile, sadece birkaç ultra lüks otomobil üreticisi bu mimariyi on yılın sonuna kadar araçlarına dahil edecek gibi görünüyor. Bu uygulamanın kısa ve orta vadede daha çok C segmenti ve üstü araçlarda öne çıkması bekleniyor. Tesla dışında, diğer markalar da yüksek elektrik gücü gerektiren gelişmiş özelliklere sahip otomobillerde yardımcı uygulamalar için 48V mimarisi sunan benzer bir yaklaşımı teşvik edebilir, ancak yeni oyuncuların 2028'den önce bu ürünleri sunması olası görünmüyor.

Başlangıçta yavaş benimsenmesinin birkaç nedeni olabilir. Bunlar arasında, montaj hattının yenilenmesi için gereken büyük yatırımlar, tedarik zincirinin yeniden düzenlenmesi ve özellikle yolcularla doğrudan temas edebilecek bileşenler için bir dereceye kadar güvenlik endişeleri sayılabilir.

Bununla birlikte, otomobillerde artık aktif süspansiyonlar, elektrikli turbo ve çok sayıda yeni gadget gibi güç yoğun eklemeler bulunduğundan, güç talebini verimli bir şekilde karşılamak için daha yüksek voltajlı mimariyi benimseme eğilimi otomobil üreticileri arasında giderek ivme kazanacaktır. Ancak bunun ne zaman yaygınlaşacağı hala belirsizdir.

Yazarlar:

Richard Kim,

, Yardımcı Direktör S&P Global Mobility

Srikant Jayanthan,

Kıdemli Araştırma Analisti S&P Global Mobility

S&P Global Mobility hakkında daha fazla bilgi için lütfen buraya