Un’auto separata nel mondo della tecnologia elettrica

Lucid Air intende ridefinire l’approccio dei veicoli elettrici con un livello di ingegneria senza precedenti. Peter Rawlinson, CEO del brand, ci porta nel cuore della berlina elettrica.

Introdotto alla fine del 2016, Lucid Air intende salire in cima alla gerarchia, sia in termini di tecnologia automobilistica che di elettricità. Dopo Atevia, nota anche agli esperti per la fornitura di batterie di Formula E, Lucid ha una solida esperienza. Dietro il progetto si nasconde Peter Rawlson, un ingegnere di formazione che ha lavorato in particolare presso Jaguar e Lotus. Ma fu soprattutto l’ingegnere capo per lo sviluppo di una berlina elettrica, Conosciuta oggi come la Tesla Model S..

Ora, Lucid Air è una realtà e arriva sulle strade americane. Un’occasione per la berlina di fornire le prime prove tangibili, ma anche di svelare gran parte dei suoi segreti. È molto difficile trovare da dove cominciare per quanto riguarda Lucid, poiché le piume e il berretto sono una cosa sola, e anche le molte innovazioni. Ma chi dice auto elettrica, dice soprattutto batteria di trazione. E a proposito, niente di meglio di una presentazione dello stesso Peter Rawlinson, che ti farà pentire di non essere stato lì come insegnante di fisica e chimica, in un momento in cui non avevi di meglio da fare. Cosa disegni le auto sui quaderni.

Batterie: I².R

Questa è una delle parti più importanti di Lucid Air, non meno importante. L’intera unità elettrica è stata sviluppata internamente fin dall’inizio. È l’autonomia al centro della specifica che ha definito tutta l’ingegneria attorno a questa batteria, composta esclusivamente da celle cilindriche. Quindi, quella che sembra una pacchiana batteria per auto radiocomandata è, dopo lunghe ricerche, il punto di partenza che consente, tra le altre cose, al Lucid Air di salire in cima al cestino in termini di autonomia.

Come Tesla o Rivian, Lucid sceglie celle di forma cilindrica, per ragioni tecniche, ma anche per ragioni termiche. Più conveniente e già integrato in una custodia pulita, ha una resistenza meccanica intrinseca, soprattutto in caso di fuga termica. Lucid Motors utilizza 21-700 (o 2170) celle nel suo pacchetto da Samsung SDI per la Dream Edition e da LG Chem per altri modelli della gamma. Il marchio osserva che la chimica è diversa, senza entrare nei dettagli. Tuttavia, in entrambi i casi, ci sono 6.600 celle divise in 22 unità di 300 celle ciascuna.

La ragione di questo schema: la legge di Ohm. Inoltre, una base elettrica di base, ma rappresenta una sfida per il produttore. Perché ora la forza è il prodotto della resistenza (espressa in ohm) e il quadrato della densità. o P = I²xR. Maggiore è l’intensità, maggiore è il calore, che porta a perdite di materiale. Pertanto, per ridurre la densità, è necessario aumentare la tensione, espressa in volt, tenendo conto della potenza richiesta.

Quindi i team di Lucid hanno scelto di combinare i due tipi di assemblaggio con 10 gruppi sequenziali di 30 celle per unità montate in parallelo. Questo dà 220 celle collegate in serie e 30 gruppi in parallelo, per una tensione massima di 924 volt, o 800 volt a seconda del valore nominale, come sappiamo. Una delle relazioni del Parlamento europeoc. Questo permette anche di comprendere la capacità leggermente inferiore delle celle a bordo del Lucid Air Grand Touring, che mostrano una capacità utile totale di 112 kWh, contro i 118 kWh della Dream Edition.

Ciascuna unità dispone di una piastra di raffreddamento posta sul retro delle celle, dove viene iniettato il glicole. Così Peter Rawlinson spiega che se il calore viene dissipato in più direzioni, è più importante assiale che radiale. Inoltre, sebbene il raffreddamento laterale possa essere efficace, forza l’installazione di canali intercellulari, che dilatano il raggio pur essendo più complessi da produrre. È così che gli ingegneri hanno deciso di utilizzare l’architettura delle batterie da corsa di Atevia attaccando piastre di raffreddamento sul retro delle celle, dove il contatto è più importante.

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Per sfruttare al meglio questa soluzione tecnica, le batterie sono dirette verso il basso (l’elettrodo positivo verso terra), con le piastre che formano un ulteriore firewall per garantire la protezione degli occupanti in caso di problemi. . Sotto le unità c’è un piccolo spazio con il pavimento del case per ventilare la batteria. La scatola è dotata di prese d’aria laterali per consentire la fuoriuscita dei gas in caso di fuga termica e, una volta sagomata, la confezione è parte integrante del telaio del Lucid Air.

Con questo design, Lucid ha dovuto trovare una soluzione per collegare le celle l’una all’altra tramite un’asta di alluminio. Un articolo che ha lo stesso può essere oggetto di una lunga descrizione. Ma ci accontenteremo di specificare che il processo di realizzazione di questo elemento è nuovo, poiché si forma direttamente con la scatola contenente le celle. Soluzione unica e brevettata per migliorare la produzione. È qui che le celle sono collegate da due strisce di fili, senza svelare i segreti della saldatura. Uno è più largo e meno resistente per ridurre il calore e le perdite. L’altro, più sottile e resistente, funge da miccia in caso di problemi. Per fare un confronto, Tesla utilizza connessioni a filo tondo, che hanno gli svantaggi naturali di aumento del calore e della resistenza. Lucid indica che l’aria perderà 100 cavalli con questa soluzione per filo.

Motore: universale

L’altra abilità di Lucid nello sviluppo di componenti non è altro che il motore. E così il marchio ha immaginato una delle macchine elettriche più piccole del mondo, che aveva anche il vantaggio di includere una trasmissione e un inverter in un unico pacchetto. Fianchi, il kit pesa solo 73 kg per una potenza massima di 679 CV. Quindi questo rappresenta una densità di 9,30 CV/kg. È quasi 3,5 volte meglio dell’unità posteriore della Porsche Taycan mostrata in questo grafico (gli altri sono i motori Tesla Model 3 e Model S senza nome).

Peter Rawlinson è attualmente meno trasparente nelle sue interpretazioni per ovvi motivi legati ai segreti industriali. Ma man mano che gli elementi si rimpiccioliscono, ripensando alla disposizione dei magneti sul rotore e alla forma delle bobine nello statore, Lucid promette un campo magnetico ancora più intenso. Un totale di 24 fili di rame quadrati sono intrecciati e pressati nello statore. Queste innovazioni di chiarezza consentono al motore di sviluppare una coppia maggiore per la stessa quantità di magneti. Lucid sottolinea inoltre che se il suo motore utilizza techno con magneti permanenti, è anche possibile liberarsi dalla sua naturale resistenza. Quindi si comporterà come (o quasi) un motore a induzione alle velocità più elevate. Soprattutto perché questa macchina può raggiungere i 20.000 giri / min. Ma non sono ancora noti dettagli su questo processo.

Resta da risolvere i problemi di raffreddamento. Perché maggiore è la temperatura del filo, maggiore è la sua resistenza. Per questo, gli ingegneri hanno affermato di aver rilevato diverse zone morte nell’avvolgimento dello statore. Le aree che non garantiscono la conduzione delle correnti elettriche e che possono essere utilizzate per il raffreddamento, sono il più vicino possibile ai fili che emettono calore fisicamente. Il raffreddamento è logicamente fornito dall’olio. Viene iniettato direttamente nella bobina attraverso il complesso di condotti assiali. Widget che è un tema Diversi brevettisia in termini di forma e funzionamento, sia per la sua integrazione nel centro dello statore.

Questo gruppo meccanico, racchiuso nella sua custodia, è inserito tra la trasmissione planetaria, dove i denti sono brevettati: secondo i progettisti, la loro forma è stata ottimizzata per trasmettere la massima coppia offrendo la minor resistenza. Il contrario è il riduttore. Sopra il dispositivo elettrico è posizionato un inverter. Questo dispositivo è basato su MOSFET (per transistor a effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo) che massimizzano l’efficienza per l’amplificazione e la commutazione della tensione del circuito. Il sistema è realizzato in carburo di silicio (SiC) anziché in silicio standard ed è più regolarmente associato a un sistema IGBT (per transistor bipolari a gate isolato).

Questo porta molti vantaggi in termini di raffreddamento, dimensioni e resistenza elettrica (di nuovo). Ma soprattutto, è stata la loro capacità di gestire la commutazione ad alta frequenza con tensioni elevate ad incuriosire i team di Lucid. Questa tecnologia acquisita in Formula E ed ereditata da Atevia permette di guadagnare più efficienza nel processo di conversione delle correnti secondo le fasi di accelerazione o decelerazione. Ma la sua applicazione è più costosa.

Caricabatterie di bordo: Dreambox

L’ultimo pezzo che spicca all’interno del Lucid Air si chiama Wunderbox. Montato nella parte anteriore, viene utilizzato anche per assorbire la distorsione in caso di collisione e controlla l’intero sistema a oltre 900 volt della berlina elettrica. Attraverso di essa passano le correnti AC e DC per ricaricare la Lucid Air.

La ricarica avviene in corrente alternata (presa domestica, stazione pubblica, ecc.) tramite la porta di Tipo 2, con potenza che può aumentare fino a 22 kW di potenza, secondo le informazioni veicolate dalla Carta Europea (19,2 kW nei 2 pollici USA) . Ha anche una capacità di ricarica CC (in modalità 4 stazioni di ricarica rapida) che può raggiungere 350 kW di potenza massima. Peter Rawlinson è convinto che l’energia possa andare oltre, ma nessuna rete di trasporto merci è così promettente. Nemmeno Electrify America, con cui Lucid ha una partnership commerciale (beneficiano le berline 3 anni di spedizione gratuita) ma anche per lo sviluppo dell’auto.

Peter Rawlinson preferisce calcolare l’autonomia guadagnata attraverso il tempo di ricarica, è così che Lucid Air trasmette i suoi dati. Con la ricarica AC, ci vorranno 128 km di autonomia guadagnati all’ora. Nelle stazioni veloci si possono ripristinare 32 km al minuto, o 482 km in 20 minuti. Ciò corrisponde a circa il 60% della batteria, o l’equivalente del 20-80%.

Tra le altre caratteristiche, il Wunderbox può convertire la tensione dalle vecchie stazioni di ricarica per calibrare il sistema del veicolo a 900 V. Deve quindi essere in grado, tramite un inspiegabile effetto turbo al momento, di rettificare una corrente di 400 volt e viceversa. Inoltre, è lei che fornisce la funzione di ricarica inversa. Questo non è ancora funzionante, ma sarà in grado di alimentare una casa tramite Lucid Connected Home (V2G) o qualsiasi altro veicolo elettrico (V2V).

Nuovo standard?

La Lucid Air non è solo una nuova auto elettrica. Né è solo un altro concorrente della Tesla Model S, la sua sorellastra piena di sentimento. È un nuovo riferimento in termini di ingegneria qualunque siano i suoi aspetti. Tutti gli elementi sono progettati dall’interno verso l’esterno e l’un l’altro è stato pensato per formare un’unità il più armoniosa, efficiente e funzionale possibile. Sulla carta, le promesse sono grandiose.

A tal fine, Lucid si affida a oltre 10 anni di esperienza, principalmente nelle competizioni, e a diversi milioni di chilometri di prove su strada. Sono passati sei anni da quando è stato introdotto Lucid Air. Sei anni durante i quali gli ingegneri hanno sviluppato queste tecnologie in parte al servizio dell’efficienza. Sui sedili EPA, il kit Lucid Air Dream Edition (su ruote da 19 pollici) punta a un’autonomia di 836 km. La Grand Touring Edition è accreditata con 830 km o 754 km a seconda della sua configurazione.

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