IEEE中国|Lucid Air EV单次充电突破500英里

【IEEE中国|Lucid Air EV单次充电突破500英里】

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Photo: Lucid Motors
如果你有一家电动汽车初创企业，你需要找到一个角度来吸引全世界的关注，尤其是在媒体多年来一直把你描绘成特斯拉的跟风者的情况下。对于Lucid Motors来说，这个角度非常简单明了：500英里的续航 -- 一次充电可行驶800公里。
即将推出的Lucid Air豪华电动轿车将成为世界上续航里程最长的电动汽车，远远超过了2020年特斯拉车型S Long range Plus的402英里额定值，后者是目前的里程冠军。
这款车型将于9月9日发布，并将在6个月内开始生产。不过，美国环保局（U.S. EPA）要等到明年春天才会公布官方的Lucid Air排放范围估计值，而就在几周前，该公司表示将交付第一批量产汽车。因此，从Lucid冒险让一个独立的第三方测试其范围可以看出，在认证汽车符合环保署的测试周期方面有着丰富的经验。
近日，这家电动汽车制造商宣布，根据FEV北美公司在密歇根州奥本山进行的测试，对EPA估计的517英里范围进行了独立验证。这些试验采用了美国环保局的多循环试验程序，该程序由2012年10月的SAE J1634标准编撰，每个制造商在测试排放物或电池范围时使用的程序相同。
Your move, Tesla.
Lucid于2017年4月发布了其Air electric豪华轿车，但随后不得不停产两年，原因是该公司寻求资金，从而在亚利桑那州的一家专门建造的工厂将该设计定制化投入生产。正如首席执行官Peter Rawlinson今年早些时候对Motor Trend的解释，当时的出资人对自动驾驶汽车技术以及众多其他电动汽车初创企业感到兴奋。
Lucid又花了两年时间筹集到了足够的资金投入生产。今年6月披露的文件显示，该公司最终从沙特阿拉伯sovereign-wealth基金获得了13亿美元，支撑了该公司超过一半的资金。
公司没有解雇工程师。在接下来的两年里，研究小组改变了Air电池的设计，电池组电压，电力电子设备，以及驱动轮子的电动机等。 2017年的Air原型使用了一个高达130千瓦时的电池（与最高规格型号S的100千瓦时相比）在400伏电压下工作。它有交流感应电动机和150千瓦快速充电，续航被承诺“超过400英里” 。
明年春天投产的这款车将有一个更小、更高能量密度的组件，而Lucid目前还没有给出。其运行电压在900伏左右、还包括一对永磁电机和350千瓦快速充电的数据。根据测试，它的续航里程至少为517英里。

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Peter Rawlinson, CEO of Lucid Motors
正如首席执行官Peter Rawlinson几个月前告诉Spectrum的那样，这些变化都是为了提高效率，通过减少空气阻力、阻力造成的能源浪费以及汽车各方面的机械摩擦，使每千瓦时的续航里程和性能达到同样的水平。他还于近日告诉我们（作者，以下简称我），要做到这一点，一家电动汽车公司不仅要设计汽车，还要设计其电动动力总成的各个方面。
在Rawlinson看来的关键点之一是，任何一家电动汽车制造商都必须对其动力总成的所有关键部件进行内部设计：电池组、电机、逆变器、变速器和软件。他经常反复强调这个问题。
他阐述了他认为Lucid在各个领域相对于其他所有电动车制造商的优势。
Battery Pack
尽管目前还没有汽车投入生产，但Lucid已经掌握了大量电池在极端工作循环下的性能数据。这源于其母公司Atieva为所有24辆赛车提供电池组的经验，这些车都是由参加Formula E系列赛的参赛车队提供的。
改进后的电池组工作电压“大大超过900伏” ，允许在高达350千瓦的情况下快速充电，并降低电阻热。和其他电池组一样，它的电池组被封装成模块（或Rawlinson称之为“bricks”）组成电池组的构建块。分页标题
尽管Lucid没有透露与电池合作伙伴LG Chem联合开发的电池化学的细节，但它使用了数千个21700格式的圆柱形电池（就像特斯拉一样）。 Lucid和LG Chem共同设计了一种具有低电阻连接器的特定电池结构，同样是为了减少因电阻而产生的热量而浪费的能量。 Rawlinson称赞LG Chem是一个长期而专注的合作伙伴。他还说， “Thank goodness I don’t have to build a gigafactory!”
Traction Motors
Lucid包装的秘密之一是一个“超紧凑（ultracompact）”马达，一个Rawlinson说每升容积产生55千瓦的功率，他说这个输出密度是其他制造商马达的两到三倍。其效率的秘密之一就是他所描述的一种新颖的冷却方法（并且拥有大量的专利），这种方法可以使液体更接近电机的核心，而不像传统的冷却液在电机外围循环的设计。
Lucid电机转速高达20000 rpm（转/分），在磁性设计方面有未指明的突破，以减少永磁电机因磁铁和定子槽的相互作用而产生的转矩的齿槽损耗，在低速时尤其明显。同样，首席执行官对设计进步的准确程度也很谨慎。下个月这款车发布后，更多细节可能会浮出水面。
Inverters
虽然Lucid使用碳化硅MOSFETs进行开关并没有对EPA测试周期起多大作用，而EPA测试周期决定了Lucid的续航能力。但Rawlinson认为，在现实世界驾驶中，这种技术可以在更广泛的应用范围内加强续航能力。
Transmission
Rawlinson让他的设计团队将电动马达和变速器作为“单一旋转系统”来开发，以确保设备尽可能地集成和紧凑。这款变速箱还没有亮相，该公司已经申请了多项专利。
然而， Rawlinson表示，齿轮齿本身的三维形状是很少有制造商花费大量时间研究的领域。 Lucid已经为其变速器内的齿轮齿的渐开线齿廓申请了专利，针对性能和效率进行了优化，以便在动力下输出最大扭矩，同时以最小阻力旋转。
Software
“我们既是一家硬件公司，也是一家软件公司， ”Rawlinson欣然承认。从动力总成每个部件的控制策略到承诺的用户界面都将是“革命性的” ， Lucid Air软件的创建和优化可能会成为一系列文章的主题。我们把那个话题的细节留到另一天再说吧。

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Image: Lucid Motors

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