Lucid首席工程师谈三电设计

作为Lucid的首席工程师(前特斯拉Model S总工程师），Peter Rawlinson多次接受媒体专访。

Peter Rawlinson是Lucid Motors的首席执行官和首席技术官，并以他作为特斯拉Model S和Lucid Air的车辆工程师而闻名。

Rawlinson曾在英国汽车行业担任过多个职位，包括Jaguar Cars的首席工程师，Lotus Cars的首席工程师和Corus Automotive的车辆工程主管。

2009年加入特斯拉后，罗林森担任特斯拉Model S的车辆工程副总裁和车辆工程师。在此职位上，罗林森负责Model S的技术执行和交付，通过利用电动汽车传动系统在三年内减少的限制来改善结构和生产。

Peter于2013年加入Lucid Motors，担任首席技术官，并于2019年被任命为首席执行官

Peter Rawlinson

本期，特梳理网上访谈内容，便于大家更好的理解Lucid设计理念。

我们已经为圆柱形电池采购了三星SDI。我们还与LG化学签订了生产合同，但我们的主要生产来源是三星SDI。

它们在尺寸和外形方面是标准的，但它们在化学性质方面是共同开发的，将巨大的能量容量与循环快速充电的耐受性相结合。一些领先的参与者有一种电池化学，它特别容易受到重复循环快速充电的影响，这实际上加速了电池组的退化。

我能做的最好的类比是十项全能运动员——我们不只是为了短跑、跨栏、铁饼投掷或跳远，我们还在研究电池单元内的圆角能力。我们寻找的一些关键属性是功率能量、寿命、寒冷天气能力、未使用时的存储，以及对快速充电的容忍度。

电池采用水/乙二醇液冷，我们有专利的冷却系统，我真的相信这是目前任何竞争对手的一大进步。我相信这对我们的电池技术至关重要。10年前，我们作为一家电池技术公司开始。我们在这一领域拥有十年的专业知识，现在我们的电池组在实际使用中累积了大约2000万英里。

所有电池组均为内部设计，我们拥有丰富的专利。作为一家公司，我们现在拥有大约300项专利，其中很大一部分是我们的动力总成，尤其是电池组。我们能够实现电池单元的非凡堆积密度，我相信我们的电池单元非常安全。我相信它们本质上比最接近的竞争对手更安全，这在很大程度上要归功于我们设计冷却系统的方式。

汽车媒体错误地将更高电压的推动解释为主要是为了更快地充电。我们拥有高压系统的真正原因是逆变器和控制电机的电子设备的效率更高。

我们看到未来电动汽车可能会出现更密集的使用模式。如果你看看中国，这对我们来说将是一个很大的市场，典型的中国车主没有能力像典型的美国车主那样在他们的车库里安装一个过夜的慢速充电站。因此，他们在中国更依赖于走走停停的快速充电，就像我们目前在西方世界使用加油站一样。

此外，当我们看到更密集的拼车应用时，我们认为容忍重复快速充电，结合巨大的能量容量，是要走的路。如果你看看移动出行的方式，它将走向共享出行。我们已经在拼车和Uber Black等服务中看到了这一点，即使是高端汽车也是如此。

Lucid Air在其硬件和传感器套件以及整个系统集成方面是自主就绪的 - 在适当的软件和立法条件允许的情况下准备就绪。我们将进入自动驾驶时代，我们将进入这个共享自动驾驶的时代，这将看到更密集的使用模式。

电动汽车特别适合这种范式。我们将遇到这样的情况，与今天不同，我每天使用我的车大约一个小时，而那天有23个小时，它坐在外面积聚灰尘和贬值，我们将看到对可用汽车的更密集的使用。我认为这对所有人都将大有裨益，特别是那些生活在人口稠密的城市环境中的人。

电机完全由内部设计。我们在效率方面取得了非凡的进步，并且我们获得了突破性的冷却技术，并获得了专利。这真的会给我们提供非凡的效率和范围。

挑战的核心是电导电机内部导电的铜线的温度，这些铜线将这些电子从电池输送到电机中，导致转子旋转，从而产生使汽车移动的动力。但是当电子流过铜线时，它们会产生热量，这种热量积聚会产生阻力。工程师试图通过尽可能靠近铜线的冷却液来管理这一点，但是笨重的铁定子 - 包裹旋转转子并向其导电的固定组件 - 往往会妨碍。

团队对电机内部的电磁场进行了一些数学建模，发现定子中有几个"死区"对电传导没有贡献，因此可能用于使冷却剂更接近电线。以前没有人真正确定过这些区域，这些地方你无法获得任何通量。我们首先想到的只是去除材料并放一些孔以减轻重量。但后来我们意识到，我们可以将冷却系统通过这些区域直接带到电机的核心。

定子中的电线也是着眼于温度控制的。大多数电动汽车电机中的电线缠绕不精确，这增加了一个电机与下一个电机之间的差异，从而影响了工程师准确预测和塑造磁场的能力。我们使用计算机化的线圈绕组系统，在连续波中具有独特的绕组模式，并指出这使得温度更加一致。这也使我们能够避免将所有导线焊接在一起，以确保电子的连续路径。

非簧载质量的问题是你没有使用轮毂电机的原因吗？

四轮驱动版本的Lucid Air有两个电机（在前部和后部都有永磁电机，我们有一个突破，当你启动磁电机时，它会非常非常接近感应电机的旋转方式。），后轮驱动入门级车型只有一个电机在后部。我们不采用轮毂电机。

在某种程度上，尽管弹簧质量效应实际上没有许多人认为的那么有害。真正的问题是存在效率问题，还有转向几何形状和制动冷却问题，因此，如果我们试图实现这一目标，那么在这种特定级别的汽车中，试图获得出色的操控性汽车的悬架特性将受到损害。有一个簧下质量问题，这会降低行驶性能，但这不是关键。悬架几何形状，特别是转向几何形状的前部，并且还获得了传统的基础制动器冷却，这些是真正的杀手级问题，这些问题排除了在这样的汽车类中使用轮毂电机的可能性。

克罗地亚初创公司Rimac使用四个电机和电子扭矩矢量分配。您对此有何看法？

您可以使用四个电机 - 它们不必是轮毂电机。您可以将它们放在舷内，弹簧质量 - 并且您可以使用它进行扭矩矢量分配。现在，对于终极超级跑车来说，这是一个非常纯粹的解决方案。如果你有四个小电机，它们本质上不如两个稍大的电机效率。

使用电机进行电子扭矩矢量分配（假设您实际上可以做到这一点，因为它是极具挑战性的软件）与使用ABS系统和制动器与电机和谐工作的扭矩矢量分配之间存在细微差别。这是一个微妙的问题，也许赛道上一些非常精英的车手可能只是能够检测到，但你真的会这样做，并妥协为日常使用而设计的汽车的范围吗？我认为这是课程的马匹。我认为，对于一辆终极超级跑车来说，可能四个内置扭矩矢量的电机是一个很好的解决方案。这就是他们试图实现的目标。我认为该解决方案不适合Lucid Air。我认为对于Lucid Air来说，首要任务是非凡的日常能力，包括惊人的范围。

我最近读到很多关于从供应商那里购买组件与内部制造东西的相对优势。听起来您似乎倾向于内部解决方案 - 电机，电池组。为什么在内部做所有这些事情更好？

原因有很多。首先，如果你看看我们的电池组，我们的电机，逆变器，甚至我们的变速器上的技术，你不能买到现成的技术水平。它根本不可用。我们以一些非常接近的竞争对手为基准，我们的表现要好得多。加州还有另一家电动汽车公司，他们的电机转速约为11000RPM，而我们的电机转速约为19000RPM。他们从一家非常有信誉的电机制造商那里购买了现成的产品，但它们仅限于11000RPM。您可能已经意识到，旋转速度与零RPM下的绝对扭矩一样重要，这实际上是定义电机能力的带宽。

我们的后部逆变器额定功率为650马力。这是真正的艺术水平。我们在内部使用了自己的多物理场仿真技术，制造了我认为是世界上最紧凑、最高效的逆变器。在我看来，我们将其与行业领导者进行了基准比较，而我们的标准更先进了一步。

所以，如果你要伸手去抓星星，这些东西根本就不能从货架上买到。我想创造世界上最好的汽车。如果你正在追求平庸，只想创造另一辆电动汽车，那么你可以从货架上买下它。

但是，在内部进行的第二个原因可能更具吸引力。我们将动力总成的五个关键要素——电池组、电动机、变速器、逆变器和软件——视为一个真正协同、和谐的系统，就像人体一样。它作为一个生态系统一起工作，就像将肌肉组织与肺和心率相匹配一样，这些器官在它们的能力上是相互作用的。如果我们从现成的元素中购买，那么这就是创造弗兰肯斯坦的可靠方式 - 这是我能做的最好的类比。

您是否从其他供应商处购买了哪些主要组件？

我们正在购买核心组件 - 我们购买IGBT芯片以放入我们的逆变器中。我们为电机购买铜线。我们购买电工钢板来制造转子，我们实际上为电池组购买电池。我们不是电池制造商 - 我们与三星和LG化学合作。当然，在核心组件层面，我们并不是要重新发明轮子。我们是一家科技公司 - 我们从一家电池技术公司开始，后来演变成一家完整的电动汽车动力总成公司。几年前，我加入了这家公司，希望它转型为一家整车公司。

我认为这真的是一个有趣的观点，因为我们在Lucid Air上所做的，如果我们没有事先真正掌握电动汽车动力系统，我们将无法做到。我们正在利用电动动力总成的小型化作为工具，使汽车作为一个整体变得更好。尽管其他人现在已经展示了电动汽车的可行性甚至优越性 - 我认为这得到了公众的认可，并且为此获得了满分- 但我认为没有人真正将这项技术推向了自然的结论 - 远非如此。我认为其他人正在制造传统汽车的汽车，这些汽车从头开始设计为电动汽车，但并没有重新想象成汽车可以是什么样子。

对于Lucid Air，我们已经说过，"让我们看看这个电动机的尺寸，内部开发的600马力。它的尺寸只有600马力汽油发动机的一小部分。我们没有驱动轴，因为有两个动力源，两个电机，我们不是试图从一个汽油发动机分裂成四轮驱动。让我们充分利用这种紧凑性和不同的形状来重新构想3D拼图，即汽车的设计，并梳理出更多的内部空间，并拥有更大，更具变革性的内饰和驾驶舱，以适应汽车的外观尺寸。

这就是Lucid Air真正令人兴奋的地方，也是它真正富有想象力的地方。它的外表比特斯拉Model S更紧凑，它更短、更窄、更低，实际上窄约43毫米。然而，它拥有更多的内部空间，特别是在后部。事实上，我们的内部空间比长轴距的S级梅赛德斯更多。我真的不认为这在网络上的一些照片中完全体现出来。当人们坐在里面时，他们经常惊讶地说："哦，我的天哪，我没有意识到它会像这样好。我看到你们现在在做什么，这是非同寻常的。这是一个真正的突破。以前没有人真正这样做过。

为什么这很重要，首先，更紧凑的汽车是更好的驾驶汽车。我喜欢驾驶它，这是一辆非常快的真正跑车，一台很棒的机器。它在城镇周围更具机动性，更可用。我开过一些这样的大型汽车 - 我们有一辆梅赛德斯S级作为基准车，这是一个了不起的工程，但它不是一辆真正令人愉快的驾驶汽车 - 它太大了。

Lucid Air在城里真的很实用 - 我们今年早些时候在曼哈顿驾驶它。转弯很容易，停车在多层[车库]也很容易。这种敏捷性只是闪耀，但它拥有这个终极豪华空间，这是其他人所没有的。我认为这就是它成为世界汽车的原因，因为它的紧凑性将在欧洲和日本等市场特别有所帮助，但它拥有令人垂涎的后排座椅空间，这在最大的市场，即中国，确实是如此令人向往。

其他汽车公司倾向于为他们的汽车提供长轴距版本，并为不同市场提供短轴距版本。我认为我们已经覆盖了它 - 我们有一个适度的轴距，具有所有带来的操控性和动态属性，以及其出色的内饰奢华。

有一次，你说，"我今天和Model S团队一起拥有关键脑力。在Model S团队中，为Lucid工作的其他一些人是谁？

我有埃里克·巴赫（Eric Bach），他曾在Model S和Model X工作过，他是我的身体工程高级总监。在安全方面，曾担任特斯拉Model S安全总监的Louise Zhang博士将她招募到特斯拉团队中。她是Lucid的车辆安全总监。我还有David Mosely，他是这里的动力总成总监。大卫和我一起在特斯拉Model S的形成阶段。还有罗杰·埃文斯（Roger Evans），这里的车辆工程总监。罗杰对Model S的很多事情负责，一直到最后。然后他们每个人都把他们团队的许多成员也带到了这里。这些是核心团队成员，他们在我们所做的许多创新中发挥了重要作用。

你能告诉我你在设计Model S时学到的东西吗？也许有些事情你做对了，也许你做错了，有些事情你在Model S上做了一些你决定不做的事情。

首先，我想指出的是，我们在Lucid没有使用特斯拉的任何技术。我们一直在努力确保绝对不使用特斯拉的任何IP。我们从头开始设计电动汽车时，已经以全新的眼光看待。这绝对是我们自始至终的做法。在顶级桌上竞争的最佳方式是使用新技术，使用我们自己的东西。从这个意义上说，就好像特斯拉Model S从未存在过一样。

但是，随着一个人在职业生涯中积累的经验，所学到的教训不可避免地会铭刻在我们的意识中，我认为我在管理工程团队以及如何管理这一过程以及如何以更集中，更有效的方式运营方面更有经验。

关于我们在这里所做的工作，我想说的一件事是，我们没有为不存在的问题提供解决方案。我相信，我们在Lucid提供的解决方案对客户具有非常直接和切实的价值。我们不是在做深奥的车门系统，而是以一种非常务实和有价值的方式做舒适性和腿部空间，你可以欣赏和享受在车内行驶的每一英里。

汽车需要具备哪些技术功能才能针对自动驾驶拼车应用进行优化？

自动驾驶和拼车是两个稍微不同的东西，但如果你把它们融合在一起，我认为对拼车真正重要的是......这是关于后排座椅的体验，这是关于腿部空间，这是关于进出后排的便利性。例如，Lucid Air并不是专门为拼车而设计的 - 它更像是一种具有这种功能的奢侈品。我们的后门完全打开到90度，我们的后进出孔窗以非常符合人体工程学的方式雕刻，实际上，与大多数汽车的轮廓相比，这是一种非常不寻常的方式，这使得进出后排座椅并享受这种体验非常容易获得。

在让汽车自动驾驶准备就绪方面，我们赋予了它一套非常全面的传感硬件。我们最近宣布与Mobileye建立传感技术合作伙伴关系，因此我们拥有短距离和远程摄像头，激光雷达和雷达。我们真的相信激光雷达覆盖与雷达交互工作的价值，因此我们在这种传感中获得了一定程度的冗余。

再一次，也许我可以指出人体作为一种类比。当我们四处走动时，大脑会很好地将视觉输入与来自内耳的平衡输入融合在一起，看看我们在哪里，并且我们不会摔倒。如果你闭上眼睛，走路或慢跑就不那么容易了。当一个人失去对内耳的控制时，即使有视觉输入，平衡也是困难的。就像人脑融合了这种平衡和视觉传感一样，我认为这些自动驾驶汽车能够融合来自摄像头、雷达和激光雷达的不同输入非常重要。

其中一个原因是在某些情况下可以体验到的恶劣天气范围，您可以有雨夹雪、雪、雾，您可以有彩虹效果、反射光、强烈的阳光、大灯、反射大灯、喷雾。

我们将传感器套件与大量的车载处理和非常可观的车载数据存储相结合，为汽车提供了高度的连接性。这是集成到Lucid Air中的关键硬件系统，使其能够在立法条件允许和/或适当的软件可用时立即成为完整的4级甚至5级自主就绪。