Photo: Lucid Motors
如果你有一家電動汽車初創企業,你需要找到一個角度來吸引全世界的關注,尤其是在媒體多年來一直把你描繪成特斯拉的跟風者的情況下。對于Lucid Motors來說,這個角度非常簡單明了:500英里的續航 -- 一次充電可行駛800公里。
即將推出的Lucid Air豪華電動轎車將成為世界上續航里程最長的電動汽車,遠遠超過了2020年特斯拉車型S Long range Plus的402英里額定值,后者是目前的里程冠軍。
這款車型將于9月9日發布,并將在6個月內開始生產。不過,美國環保局(U.S. EPA)要等到明年春天才會公布官方的Lucid Air排放范圍估計值,而就在幾周前,該公司表示將交付第一批量產汽車。因此,從Lucid冒險讓一個獨立的第三方測試其范圍可以看出,在認證汽車符合環保署的測試周期方面有著豐富的經驗。
近日,這家電動汽車制造商宣布,根據FEV北美公司在密歇根州奧本山進行的測試,對EPA估計的517英里范圍進行了獨立驗證。這些試驗采用了美國環保局的多循環試驗程序,該程序由2012年10月的SAE J1634標準編撰,每個制造商在測試排放物或電池范圍時使用的程序相同。
Your move, Tesla.
Lucid于2017年4月發布了其Air electric豪華轎車,但隨后不得不停產兩年,原因是該公司尋求資金,從而在亞利桑那州的一家專門建造的工廠將該設計定制化投入生產。正如首席執行官Peter Rawlinson今年早些時候對Motor Trend的解釋,當時的出資人對自動駕駛汽車技術以及眾多其他電動汽車初創企業感到興奮。
Lucid又花了兩年時間籌集到了足夠的資金投入生產。今年6月披露的文件顯示,該公司最終從沙特阿拉伯sovereign-wealth基金獲得了13億美元,支撐了該公司超過一半的資金。
公司沒有解雇工程師。在接下來的兩年里,研究小組改變了Air電池的設計,電池組電壓,電力電子設備,以及驅動輪子的電動機等。2017年的Air原型使用了一個高達130千瓦時的電池(與最高規格型號S的100千瓦時相比)在400伏電壓下工作。它有交流感應電動機和150千瓦快速充電,續航被承諾“超過400英里”。
明年春天投產的這款車將有一個更小、更高能量密度的組件,而Lucid目前還沒有給出。其運行電壓在900伏左右、還包括一對永磁電機和350千瓦快速充電的數據。根據測試,它的續航里程至少為517英里。
Peter Rawlinson, CEO of Lucid Motors
正如首席執行官Peter Rawlinson幾個月前告訴Spectrum的那樣,這些變化都是為了提高效率,通過減少空氣阻力、阻力造成的能源浪費以及汽車各方面的機械摩擦,使每千瓦時的續航里程和性能達到同樣的水平。他還于近日告訴我們(作者,以下簡稱我),要做到這一點,一家電動汽車公司不僅要設計汽車,還要設計其電動動力總成的各個方面。
在Rawlinson看來的關鍵點之一是,任何一家電動汽車制造商都必須對其動力總成的所有關鍵部件進行內部設計:電池組、電機、逆變器、變速器和軟件。他經常反復強調這個問題。
他闡述了他認為Lucid在各個領域相對于其他所有電動車制造商的優勢。
Battery Pack
盡管目前還沒有汽車投入生產,但Lucid已經掌握了大量電池在極端工作循環下的性能數據。這源于其母公司Atieva為所有24輛賽車提供電池組的經驗,這些車都是由參加Formula E系列賽的參賽車隊提供的。
改進后的電池組工作電壓“大大超過900伏”,允許在高達350千瓦的情況下快速充電,并降低電阻熱。和其他電池組一樣,它的電池組被封裝成模塊(或Rawlinson稱之為“bricks”)組成電池組的構建塊。
盡管Lucid沒有透露與電池合作伙伴LG Chem聯合開發的電池化學的細節,但它使用了數千個21700格式的圓柱形電池(就像特斯拉一樣)。Lucid和LG Chem共同設計了一種具有低電阻連接器的特定電池結構,同樣是為了減少因電阻而產生的熱量而浪費的能量。Rawlinson稱贊LG Chem是一個長期而專注的合作伙伴。他還說,“Thank goodness I don’t have to build a gigafactory!”
Traction Motors
Lucid包裝的秘密之一是一個“超緊湊(ultracompact)”馬達,一個Rawlinson說每升容積產生55千瓦的功率,他說這個輸出密度是其他制造商馬達的兩到三倍。其效率的秘密之一就是他所描述的一種新穎的冷卻方法(并且擁有大量的專利),這種方法可以使液體更接近電機的核心,而不像傳統的冷卻液在電機外圍循環的設計。
Lucid電機轉速高達20000 rpm(轉/分),在磁性設計方面有未指明的突破,以減少永磁電機因磁鐵和定子槽的相互作用而產生的轉矩的齒槽損耗,在低速時尤其明顯。同樣,首席執行官對設計進步的準確程度也很謹慎。下個月這款車發布后,更多細節可能會浮出水面。
Inverters
雖然Lucid使用碳化硅MOSFETs進行開關并沒有對EPA測試周期起多大作用,而EPA測試周期決定了Lucid的續航能力。但Rawlinson認為,在現實世界駕駛中,這種技術可以在更廣泛的應用范圍內加強續航能力。
Transmission
Rawlinson讓他的設計團隊將電動馬達和變速器作為“單一旋轉系統”來開發,以確保設備盡可能地集成和緊湊。這款變速箱還沒有亮相,該公司已經申請了多項專利。
然而,Rawlinson表示,齒輪齒本身的三維形狀是很少有制造商花費大量時間研究的領域。Lucid已經為其變速器內的齒輪齒的漸開線齒廓申請了專利,針對性能和效率進行了優化,以便在動力下輸出最大扭矩,同時以最小阻力旋轉。
Software
“我們既是一家硬件公司,也是一家軟件公司,”Rawlinson欣然承認。從動力總成每個部件的控制策略到承諾的用戶界面都將是“革命性的”,Lucid Air軟件的創建和優化可能會成為一系列文章的主題。我們把那個話題的細節留到另一天再說吧。
Image: Lucid Motors
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原文標題:Lucid Air EV單次充電突破500英里
文章出處:【微信號:IEEE_China,微信公眾號:IEEE電氣電子工程師】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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