Hur den klara tyngdkraften blev ett snabbt laddande monster
Att ladda en elbil är fortfarande inte så snabb som att ta gas. Men det är att komma dit, och tekniken rör sig snabbare än någonsin.
Förra månaden avslöjade Kinas BYD nästa generations fordon som lovar att lägga till 250 mil räckvidd på bara fem minuters laddning. Då sa Catl, världens största batteritillverkare, ”Håll min öl” och tillkännagav ett paket att den hävdar kan lägga till över 323 mil under samma korta period. Med tanke på Kinas alltför optimistiska intervallberäkningar tittar vi på cirka 170 miles verkliga sortiment för BYD och 210 för CATL-paketet-fortfarande super imponerande och till skillnad från allt branschen någonsin har sett.
Här i USA är Lucid Motors den nya laddningskungen. Tyngdkraften SUV träffar allmänheten denna månad som den snabbast laddande EV utanför Kina, enligt tester av Insideevs-bidragsgivare och staten av Charge YouTube-värd Tom Moloughney.
Foto av: Tim Levin/Insideevs
Så när jag deltog i en förhandsgranskning av medierna för tyngdkraften den här månaden var jag angelägen om att komma ikapp med Emad Dlala, Lucids senior vice president för Powertrain and Energy, om att ladda Tech. Dlala gav mig nedladdningen om hur Lucid fick sin SUV att ladda så snabbt och varför Byds nyheter kanske inte är allt det är knäckt att vara.
Tyngdkraften: ett 400 kW laddningsmonster
Men först, hur snabbt gör denna SUV -juice upp? För det vänder vi oss till Toms test vid en 350 kilowatt EVGO-dispenser.
Tyngdkraften kan teoretiskt acceptera 400 kW toppladdningskraft. I Toms test från ett uttömt batteri maxade det ut på 375 kW. Det är bara lite mer än EVs som Porsche Taycan eller GMC Hummer EV, som toppar 350 kW.
Det som kan vara ännu viktigare är att SUV också upprätthöll hög laddningskraft för en betydande del av laddningssessionen. Det sätt som laddningskraften rusar upp och minskar sedan under ett bränslestopp kallas en EV: s ”laddningskurva”, och tyngdkraften har mycket bra. Det laddades på över 300 kW tills nästan 40% avgift. Det bibehöll över 200 kW upp till nästan 50%.
Foto av: Tim Levin/Insideevs
I körsträcka tillsätts tyngdkraften 100 miles av EPA-klassificerad intervall på drygt fem minuter, 200 mil på 10,9 minuter, 250 mil på 15 minuter och en enorm 300 mil på 20 minuter. Dessa siffror är ganska mycket okända för denna sida av Stilla havet.
Hur klar gjorde det
Så, hur slog Lucid Tesla, Rivian, Hyundai och alla andra på att ladda? Det började med en ny battericell som kan rymma massor av energi på kort tid, sa Dlala. Lucid arbetade med Panasonic för att utveckla en ny cell med bättre energitäthet (800 watt-timme per liter) och laddningsförmågor än vad som kom i uppstartens första bil, luften.
Enligt Dlala presterar den nya cellen också bättre i extrem värme och kyla. Det är en cylindrisk 2170 -cell, vilket betyder att den är 21 mm bred och 70 mm lång.
Det finns alltid ett tryck och drag mellan hur mycket energi (aka miles) ett batteri kan lagra och hur snabbt det kan ladda. Detta beror på att packning av mer aktivt material i en cell skapar resistens när litiumjoner flyter från en elektrod till den andra.
Foto av: Tim Levin/Insideevs
”Här är det som folk fortfarande inte förstår: du kan få en kraftcell som ger dig mycket mindre energi, men ger dig mycket snabbare laddningshastighet,” sa Dlala. Det är viktigt att han sa, Lucids nya cellavgifter snabbt utan att kompromissa med energitätheten. Det hjälpte Gravity att landa ett stellar EPA -intervall på 450 mil.
Batteriet var bara början. Lucid var sedan tvungen att konstruera resten av tyngdkraften för att också acceptera superfasta laddningshastigheter. ”Vi var tvungna att ompröva och omforma hela termiska systemet och arkitekturen för att stödja denna mycket högkraftcell,” sade Dlala. Termiska frågor är en stor anledning till att många bilar inte kan ladda till topphastigheter för länge. Överhettning kan orsaka parasitiska reaktioner i ett batteri som till exempel försämrar dess kapacitet över tid.
Tyngdkraften är inte bara en högre, längre luft. Den använder en helt ny drivlinje och plattform. Den körs på 926 volt – mer än dubbelt spänningen för typiska EV: er – som var nyckeln för att öka laddningshastigheterna. Vid högre spänningar behöver du mindre ström (alias färre förstärkare) för att uppnå samma nivå av laddningskraft och hastighet (aka kilowatt). Det är en stor hjälp eftersom mer nuvarande genererar exponentiellt mer värme.
Foto av: Tim Levin/Insideevs
För att hjälpa till att hantera värmen med snabbare laddning utvecklade Dlalas team ett nytt termiskt system. De ändrade layouten för fordonets radiatorer, optimerade för bättre luftintag framför, installerade separata kylsystem för drivenheterna och laddningssystemet och utvecklade en ny kylplatta för batteripaketet.
Varför gör inte varje biltillverkare detta? Många rör sig i riktning mot högre spänningssystem. Men utvecklingskostnaderna är högre, och det finns fler 400 volt komponenter tillgängliga utanför hyllan. Exklusive tekniska kostnader ger Lucids 926-volt-system inte mycket kostnad för allvar, om någon, sade Dlala. Det skulle troligen inte vara sant för äldre biltillverkare, som ofta käller in många komponenter från befintliga leverantörer. Lucid, Tesla och andra nyare företag designar mycket fler komponenter internt, vilket gör det enklare att övergå till högre spänningssystem.
Eftersom systemet arbetar med en lägre ström sparade Lucid faktiskt pengar på kablar, kontakter, inverterare och motorer, sade han. Batterihanteringssystemet blir lite dyrare eftersom det har att göra med fler celler. ”Så totalt sett tror jag att det är en tvätt, eller $ 100, $ 200 dyrare,” sade han.
Effektivitet är också en kritisk ingrediens här som många andra biltillverkare förbiser. (När du tittar på dig, allmänna motorer, med din 9000-kg elektriska Cadillac Escalade.) Maximera avståndet kan tyngdkraften resa per kilowatt-timme långt mot att förkorta laddningsstopp. Tyngdkraften kan gå ungefär så långt som Escalade, men den senare har en extra Tesla -modell Y: s värde av batterikapacitet. Så även om Escalade erbjuder upp till 350 kW laddning, kommer dess verkliga avgiftstid på en bilresa att vara mycket längre.
Dlala sa att Lucid tänker på effektivitet när det gäller tre huvudområden: roterande delar (hjul, bromsar, motorer), elektronik (batteriet och andra system) och aerodynamik.
”Du bryter ner det i de familjer med energiförbrukningskällor, och du börjar ta itu med dem alla,” sade han. Små förbättringar kan ha kaskadeffekter över hela fordonet. Till exempel, genom att göra motorerna mer kompakta, kunde biltillverkaren också förkorta fordonets totala höjd och minska drag.
Tesla Supercharger -problemet
En utmaning var att se till att tyngdkraften kunde prestera bra på Tesla Superchargers. Tyngdkraften är bland de första EV: erna som kommer från fabriken med den Tesla-designade nordamerikanska laddningssystemporten som bilindustrin långsamt migrerar mot. Och tyngdkraften, som ett ökande antal EV från icke-Tesla-tillverkare, kan komma åt det tidigare exklusiva Tesla Supercharger-nätverket.
Foto av: Lucid Motors
Den klara tyngdkraften anslöt sig till en Tesla Supercharger -station.
Problemet är att de flesta superladdare arbetar med 500 volt, eftersom de flesta Teslas inte kan acceptera mer än så. Lucid behövde ett sätt att kliva elen som kommer från en superladdare upp till 926 volt, annars skulle laddning inte fungera. Så det återanvände tyngdkraftens bakre drivenhet för att fungera som en spänningsförstärkare. Jag låtsas inte förstå hur detta fungerar, men du kan lyssna på Dlala förklara det djupgående här.
Tyngdkraften kan fortfarande inte göra 400 kW på de flesta superladdare-det är bara möjligt på modernare 1 000-volt dispensers som de från Electricy America och EVGO-men det kan hantera en solid 225 kW. Tesla rullar också långsamt ut sina så kallade V4-laddare, med 1 000 volt kapacitet. De stöder för närvarande laddningshastigheter på upp till 325 kW och lovar att stödja 500 kW senare i år.
Dlala sa att Lucid också utvecklade den första NACS -hamnen som betygsattes för 500 ampere och 1 000 volt.
Laddningsshowdown: Lucid vs. BYD
Så hur är det med Byds bombshell som laddar genombrott? Jag var nyfiken på att höra Dlalas tankar, med tanke på att det kinesiska företaget slår Lucids laddningsprestanda på papper. Kanske överraskande ser han några nackdelar med Byds tillvägagångssätt och tycker att Lucids teknik är bättre.
Foto av: BYD
BYD Tang L och Han L (bilden ovan) är de första som använder biltillverkarens nya ”Flash Charging” -plattform.
Han sa att BYD tydligt prioriterade laddningskraften och hastigheten över energitäthet och räckvidd för dess nya batteri, vilket inte är Lucids stil. Visst nog, Byd Han L, som använder sin ”flash-laddande” teknik, har ett EPA-ekvivalent intervallbetyg på under 300 mil.
Dessutom fungerar Byds teknik bäst med 1 000 kilowatt laddningsstationer. Dlala tvivlar på användbarheten av det, med tanke på att den infrastrukturkalibern inte är allmänt tillgänglig just nu. De högst drivna laddarna i Amerika dispenserar 350-500 kW.
Foto av: BYD
BYD och andra kinesiska tillverkare distribuerar laddare som är rankade för 1 000 kW och högre.
Naturligtvis kan du också hävda att anledningen till att vi inte har ännu biffigare laddare är att vi inte har några fordon som kan använda dem. I Kina distribuerar BYD, Huawei och Zeekr ultra-högdrivna laddningsdispensatorer för att möta efterfrågan från en ny generation av snabbt laddande bilar. Och till Byds kredit har dess nya bilar dubbla laddningsportar och kan juice upp från två bås samtidigt. Det betyder att de kan få mycket av den nuvarande EV -laddningsinfrastrukturen.
”Vi kan till och med göra denna avgift snabbare. Men kommer den att användas på vår infrastruktur? Och också: är det värt den extra kostnaden och naturligtvis komprometterar en del av sortimentet? Det är frågan,” sade han. ”Jag tror att vi verkligen träffar rätt balans.”
Har du ett tips om EV -världen? Kontakta författaren: Tim.levin@insideevs.com
