un coche aparte en el mundo de la tecnología eléctrica

Lucid Air tiene como objetivo redefinir el enfoque del automóvil eléctrico con un nivel de ingeniería sin igual. Peter Rawlinson, CEO de la marca, nos lleva al corazón de la berlina eléctrica.

Presentado a fines de 2016, Lucid Air tiene como objetivo ascender a la cima de la jerarquía, ya sea en términos de tecnología automotriz o eléctrica. Sucediendo a la empresa Atevia, también conocida por ser especialistas en el suministro de baterías de Fórmula E, Lucid tiene una gran experiencia. Detrás del proyecto está Peter Rawlison, un ingeniero de formación que trabajó especialmente en Jaguar y Lotus. Pero fue sobre todo el ingeniero jefe para desarrollar un sedán eléctrico, ahora conocido como el Tesla Model S.

Ahora, Lucid Air es una realidad y está llegando a las carreteras estadounidenses. La oportunidad para que el sedán haga sus primeras pruebas concretas, pero también para revelar la mayoría de sus misterios. Es bastante difícil encontrar por dónde empezar con Lucid, ya que el plumaje y el follaje son lo mismo, y muchas innovaciones lo son. Pero quien dice coche eléctrico, dice sobre todo batería de tracción. Y para hablar de ello, nada mejor que una presentación del mismísimo Peter Rawlinson, que hará que te arrepientas de no tenerlo como profesor de química física, en una época en la que no tenía nada mejor que hacer, que dibujar coches en los cuadernos.

Batería: I².R

Esta es una de las partes más importantes de Lucid Air, y no menos importante. La unidad eléctrica fue completamente desarrollada internamente desde cero. Es la autonomía en el corazón de las especificaciones que determinaron toda la ingeniería en torno a esta batería, compuesta exclusivamente de celdas cilíndricas. Por lo tanto, lo que parece una batería de automóvil ordinaria controlada por radio es, después de una extensa investigación, el punto de partida que permite, entre otras cosas, que Lucid Air suba a la cima de la canasta en términos de alcance.

Al igual que Tesla o Rivian, Lucid elige celdas en forma de cilindro, por razones técnicas, pero también por razones térmicas. Más asequibles y ya integrados en una caja limpia, tienen una resistencia mecánica inherente, especialmente en caso de fuga térmica. Lucid Motors usa 21-700 (o 2170) celdas en sus paquetes Samsung SDI para Dream Edition y LG Chem para los otros modelos de la línea. La marca indica que la química es diferente, sin entrar en detalles. En ambos casos, sin embargo, hay 6.600 de estas celdas, divididas en 22 módulos de 300 baterías cada uno.

La razón de este patrón: la ley de Ohm. Además, una regla eléctrica básica, pero que supone un reto para el fabricante. Porque ahora, la potencia es el producto de la resistencia (expresada en Ohmios) y la intensidad al cuadrado. O P=I²xR. Y cuanto más aumenta la intensidad, más aumenta el calor, trayendo consigo pérdidas físicas. Por tanto, para reducir la intensidad, es necesario aumentar la tensión, expresada en voltios, teniendo en cuenta las necesidades de potencia.

Por lo tanto, los equipos de Lucid optaron por combinar los dos tipos de ensamblaje con, por módulo, 10 grupos en serie de 30 celdas montadas en paralelo. Esto da 220 celdas conectadas en serie y 30 grupos en paralelo, para un voltaje máximo de 924V, o 800V dependiendo del valor nominal, como aprendimos. uno de los informes del PER. Esto también nos permite comprender la capacidad ligeramente menor de las celdas a bordo del Lucid Air Grand Touring, que tiene una capacidad utilizable total de 112 kWh, frente a los 118 kWh de la Dream Edition.

Cada módulo tiene una placa de enfriamiento colocada en la parte posterior de las celdas, en la que se inyecta el glicol. Peter Rawlinson explica así que si el calor se disipa en varias direcciones, es más importante axialmente que radialmente. Además, el enfriamiento lateral, aunque puede ser efectivo, impone la instalación de canales entre las celdas, agrandando el paquete y haciendo más compleja la industrialización. Así es como los ingenieros decidieron utilizar la arquitectura de la batería de carreras del Atevia, uniendo las placas de enfriamiento a la parte posterior de las celdas, donde el contacto es más importante.

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Para aprovechar mejor esta solución técnica, las baterías se orientan hacia abajo (el polo positivo hacia el suelo) de modo que las placas y el líquido caloportador formen un cortafuegos adicional para garantizar la protección de los pasajeros en caso de problema. . Debajo de los módulos hay un pequeño espacio con el piso de la caja para ventilar la batería. La caja tiene aberturas laterales para permitir que escapen los gases en caso de una fuga térmica y, una vez formado, el paquete es una parte integral de la estructura de Lucid Air.

Con este diseño, Lucid tuvo que encontrar una solución para conectar las celdas entre sí a través del bus de aluminio. Un elemento que se tiene a sí mismo también puede ser objeto de una descripción larga. Pero contentémonos con especificar que este proceso de fabricación de este elemento es novedoso, ya que se moldea directamente con la caja que contiene las celdas. Una solución única y patentada para optimizar la industrialización. Aquí es donde las celdas están conectadas por dos hilos de cinta, sin que se revelen los secretos de la soldadura. Uno es más ancho y menos resistente para reducir el calor y las pérdidas. El otro, más delgado y resistente, funciona como fusible en caso de algún problema. A modo de comparación, Tesla utiliza conexiones de cables redondos, que tienen las desventajas naturales de aumentar el calor y la resistencia. Lucid indica que el aire perdería 100 hp con esta solución cableada.

Motor: todo incluido

La otra hazaña de Lucid en el desarrollo de componentes no es otra que el motor. La marca imaginó así una de las máquinas eléctricas más pequeñas del mundo, que además tiene la ventaja de incluir la transmisión y el inversor en un solo paquete. Figuras laterales, el conjunto pesa solo 73 kg para una potencia máxima de 679 hp. Entonces esto representa una densidad de 9.30 hp/kg. Eso es casi 3,5 veces mejor que la unidad trasera del Porsche Taycan que se muestra en esta infografía (los otros son los motores sin nombre Tesla Model 3 y Model S).

Peter Rawlinson actualmente es menos transparente en sus explicaciones por razones obvias de secretos comerciales. Pero con la miniaturización de los elementos, repensando la disposición de los imanes en el rotor y la forma de las bobinas en el estator, Lucid promete un campo magnético más denso. Un total de 24 alambres de cobre cuadrados se tuercen y presionan en el estator. Estas innovaciones específicas de Lucid permiten que el motor desarrolle más par de reluctancia para la misma cantidad de imanes. Además, Lucid afirma que si su motor usa tecnología con imanes permanentes, también es posible liberarse de su resistencia natural. Por lo tanto, se comportaría como un motor de inducción (o casi) a velocidades más altas. Sobre todo porque esta máquina puede llegar hasta las 20.000 rpm. Pero aún no hay detalles sobre este proceso.

Queda por resolver los problemas de refrigeración. Porque cuanto más se calienta un cable, más fuerte es. Para hacer esto, los ingenieros dijeron que descubrieron varias zonas muertas en el devanado del estator. Zonas que no aseguren la conducción de corrientes eléctricas y que puedan ser utilizadas para refrigeración, lo más cerca posible de los cables que físicamente emiten calor. El enfriamiento lo proporciona lógicamente el aceite. Se inyecta directamente en el serpentín a través del colector de canal axial. Una pieza que es objeto de varias patentestanto por su forma y funcionamiento, como por su integración en el centro del estator.

Este conjunto mecánico, encapsulado en su carcasa, está intercalado entre la transmisión por engranajes planetarios, donde se han patentado los dientes: según los diseñadores, su forma se ha optimizado para transmitir el máximo par con la menor resistencia posible. Enfrente está el reductor. El inversor se encuentra encima de la máquina eléctrica. Este dispositivo cuenta con MOSFET (para transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido metálico) que maximizan la eficiencia para amplificar y cambiar los voltajes del circuito. El sistema está hecho con carburo de silicio (SiC) en lugar de silicio estándar, más comúnmente asociado con un sistema IGBT (para transistores bipolares de puerta aislada).

Esto trae muchas ventajas en términos de enfriamiento, volumen y resistencia eléctrica (nuevamente). Pero fue sobre todo su capacidad para gestionar la conmutación de alta frecuencia con altos voltajes lo que interesó a los equipos de Lucid. Esta tecnología adquirida en la Fórmula E y heredada de Atevia permite, por tanto, ganar aún más eficiencia en el proceso de conversión actual según las fases de aceleración o desaceleración. Pero es más caro de aplicar.

Cargador de a bordo: la caja de los sueños

La última pieza que destaca en Lucid Air se llama Wunderbox. Instalado en la parte delantera, también utilizado para absorber deformaciones en caso de impacto, controla todo el sistema de 900+ V del sedán eléctrico. Es a través de él que pasan las corrientes AC y DC para recargar el Lucid Air.

Recarga en corriente alterna (toma doméstica, terminal pública, etc.) Estados Unidos). También tiene una capacidad de carga de corriente continua (en estaciones de carga rápida Modo 4) que puede alcanzar los 350 kW de potencia máxima. Peter Rawlinson está convencido de que la energía puede llegar más lejos, pero ninguna red de carga promete tanto. Tampoco Electrify America, con la que Lucid tiene una sociedad comercial (los sedanes aprovechan 3 años de recarga gratis), sino también para el desarrollo del automóvil.

Peter Rawlinson prefiriendo calcular la autonomía adquirida por el tiempo de recarga, así es como Lucid Air comunica sus datos. En carga AC se necesitarían 128 km de autonomía ganados por hora. En terminales rápidas se pueden recuperar 32 km por minuto, o 482 km en 20 minutos. Esto corresponde a casi el 60 % de la batería, o el equivalente al 20-80 %.

Entre otras características, Wunderbox puede convertir el voltaje de las estaciones de carga de generaciones anteriores para calibrar el sistema de 900 V del automóvil. Por lo tanto, debe poder, debido a un efecto turbo inexplicable en este momento, rectificar una corriente de 400 V y viceversa. Además, ella es quien proporciona la función de carga inversa. Esto todavía no es efectivo, pero podría alimentar un hogar a través de Lucid Connected Home (V2G) u otro vehículo eléctrico (V2V).

¿Una nueva referencia?

Lucid Air no es solo un nuevo automóvil eléctrico. Tampoco es un competidor más del Tesla Model S, su media hermana espiritual. Es un nuevo referente en términos de ingeniería, sean cuales sean sus vertientes. Diseñado de adentro hacia afuera, todos los elementos han sido pensados ​​el uno en el otro, para formar un todo armonioso, lo más eficiente y efectivo posible. Sobre el papel, las promesas son geniales.

Para ello, Lucid cuenta con más de 10 años de experiencia, sobre todo en competición, y en varios millones de kilómetros de pruebas en carretera. Han pasado seis años desde que se presentó Lucid Air. Seis años durante los cuales los ingenieros desarrollaron parcialmente estas tecnologías al servicio de la eficiencia. En los stands de la EPA, la gama Lucid Air Dream Edition (con llantas de 19 pulgadas) apunta a una autonomía de 836 km. A la versión Grand Touring se le atribuyen 830 km o 754 km según su configuración.

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