Rivian 作為美國為數(shù)不多的造車新勢力公司，不僅備受各大媒體的，還受到了美國各巨頭的，大家都在期待 Rivian 能像特斯拉一樣給這個行業(yè)帶來一些新鮮血液。
2018 年11 月 28 日的洛杉磯車展上，Rivian 正式發(fā)布了 R1T 皮卡和 R1S SUV 兩款純電動車型。
這兩款車型最大將搭載 180 kWh 的電池組，續(xù)航超過 400 英里，搭配 4 電機驅(qū)動系統(tǒng)，峰值輸出功率 522 kW，峰值扭矩 1120 N·m，0-60 英里加速 3.2 秒。從數(shù)據(jù)層面來看，Rivian 創(chuàng)造了電動車汽車的多項新紀(jì)錄，而且這兩款車型也正是美國市場最吃香的車型。
發(fā)布之后，Rivian 先后獲得了來自亞馬遜、福特、Cox Automotive、T.Rowe Price 等公司獲得了超過 28.5 億美元的投資。此外福特在向 Rivian 投資時還表示會與 Rivian 共同開發(fā)一款純電動車型，亞馬遜 CEO 也表示計劃從 Rivian 公司購買 10 萬輛電動貨車。
Rivian 到底強在哪？
2020 年 1 月 6 日，Rivian 副總裁 Richard Farquhar 接受了外媒 Charged 的采訪，采訪中 Farquhar 向我們詳細(xì)介紹了 Rivian 的 skateboard 平臺以及三電技術(shù)。
Richard Farquhar 原就職于 McLaren Automotive 擔(dān)任動力總成總監(jiān)，現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo) Rivian 公司的動力總成、電池、電力電子和熱力系統(tǒng)工程團隊。
*以下為采訪原文，原文來自 Charged，翻譯：譯龍。
Charged：Rivian 將其電動傳動系統(tǒng)稱為 skateboard（滑板）平臺。那么，skateboard 平臺架構(gòu)又包含哪些系統(tǒng)呢？
Richard Farquhar：skateboard 是 Rivian 旗下所有車輛的核心，我們能夠基于該平臺，打造不同的車型。
該平臺由儲能裝置（電池）組成，該車載電池位于前橋與后橋之間的較低位置，該設(shè)計旨在提升車輛的動態(tài)控制性能、降低車輛的重心、提升慣性的極矩（polar moment）。
我們在車輛的前橋和后橋各配置了一個驅(qū)動總成，而各驅(qū)動裝置分別配置了兩個電機。因此 skateboard 共配置了四個電機，其通過一根固定齒比的單速變速箱，獨立地到四個車輪上。
對于每個車輪，我們還配置了獨立的扭矩控制裝置，其反應(yīng)速度快、操作精度高。因此，在車輛的路面操控性及車輛行駛方面，沒有比這個更好的設(shè)計了。
但是，對我們而言，車輛的越野操控性才是真正重要的性能表現(xiàn)。對每個車輪進(jìn)行獨立的扭矩控制，這有助于獲得最佳的車輛越野性能。
Skateboard 還包括完整的熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)一共三個熱控制回路，用于管控電驅(qū)動總成、電池及客艙內(nèi)的熱能。為了讓純電動車達(dá)到最佳性能，我們需要出色的熱控制及熱管理，這恰好是我們重點的事項，從而致力于實現(xiàn)性能和效能的最大化。
Skateboard 的最后一項關(guān)鍵元素是底盤系統(tǒng)。我們在空氣懸架方面實現(xiàn)了全面的行駛高度控制，在液壓系統(tǒng)的前端到后端、角對角上實現(xiàn)了自適應(yīng)側(cè)傾控制。
在工程力學(xué)方面，我們對推進(jìn)系統(tǒng)與底盤系統(tǒng)達(dá)到了如此程度，沒人能比我們做得更好了。
Charged：您剛才提及了對稱型驅(qū)動單元，所以您為 Skateboard 配置了四套相同的電機和驅(qū)動裝置？
Richard Farquhar：沒錯，我們配置了四套電機，分別位于前橋和后橋的左、右兩側(cè)。
每個車輪的扭矩值和功率值均相同，旨在實現(xiàn)性能最優(yōu)化。憑借我們的努力，（測試車輛）各車輪的總接地扭矩逾 14000 N·m，最高車速達(dá)到 125英里/小時（約合 201 公里/小時）。
憑借固定齒輪比的單速變速箱，不需要再換檔，也無需使用雙速變速箱，能夠盡大限度地減少齒輪嚙合帶來的效能所耗，同時最大程度地實現(xiàn)我們的性能目標(biāo)。
逆變器是推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分，相當(dāng)于王冠上的明珠，該設(shè)備完全由我們內(nèi)部自主設(shè)計。
我們設(shè)計了一款雙電源逆變器，該設(shè)備被整合到電驅(qū)動總成中，可極為高效地控制一個逆變器總成上的兩部電機。
從電池到逆變器，再到電機乃至車輪，我們投入了大量的精力。在每個車橋上配置了一個雙組合式逆變器，使得我們能夠最大限度地提升電效率，從而利用既定的能量，實現(xiàn)車輛續(xù)航里程的最大化。
Charged: 電機也是內(nèi)部自主設(shè)計的嗎？
Richard Farquhar：對于電機，我們與一家伙伴方開展合作，共同設(shè)計了核心的電磁學(xué)和電機總成，然后將其封裝到我們的驅(qū)動單元中。
這與電池模組的設(shè)計情況類似，我們與多家伙伴方合作，先獲得電池的電芯，再設(shè)計、研發(fā)模組，然后根據(jù)我們的意愿進(jìn)行精準(zhǔn)地封裝。
因此，對 Rivian 而言，電機是獨一無二的，因為在如何將電機整合到電驅(qū)動總成、如何安裝固定、如何實現(xiàn)逆變器與電機的接觸、如何實現(xiàn)電機制冷、如何配置到我們的變速箱內(nèi)等多個方面，都是由 Rivian 內(nèi)部進(jìn)行的。
Charged: 您剛才說電動車性能最大化與熱管理有關(guān)。您能詳細(xì)解說下哪些性能領(lǐng)域會成為熱管理問題的限制因素嗎？
Richard Farquhar：電動車系統(tǒng)設(shè)計始終圍繞權(quán)衡取舍與性能優(yōu)化兩大話題，而熱管理因素始終排在首位。
就電動車性能的邊界情況（corner cases）而言，不論是直流快充、以恒定速率實現(xiàn)動力分配，還是在牽引力和高扭矩方面，都要歸結(jié)到電機、逆變器和電池的熱限制上。
所以，通過采用三個獨立的制冷系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)內(nèi)配置部分智能閥控裝置，我們就能查看到能耗情況——正在產(chǎn)生的熱量，通過非常智能的方式實現(xiàn)制冷最優(yōu)化，從而實現(xiàn)最佳性能。
電池帶有專用的回路，可供加熱并配置冷卻裝置。我們可根據(jù)需要，智能地將電池溫度調(diào)節(jié)至最佳溫度。若車輛處于極寒環(huán)境下，我們可以加熱電池，提升其溫度，從而實現(xiàn)效能的最大化并提升車輛的續(xù)航里程數(shù)。
牽引系統(tǒng)也采用了相同的原理——獨立的回路，該設(shè)計旨在確保電機和逆變器處于最佳溫度。電機和逆變器有一個冷卻液回路，用于冷卻定子和電力電子器件。
此外，還有第三個回路，供客艙及暖通空調(diào)（HVAC）使用。因此，對于上述三個獨立的回路，我們?yōu)槠渑渲昧酥悄荛y及控制系統(tǒng)，旨在優(yōu)化其性能。
在熱能系統(tǒng)內(nèi)，還有一個智能控制元件。我們可通過智能網(wǎng)聯(lián)車輛控制功能來智能地控制車輛的熱管理系統(tǒng)。
例如，若您在超高功率下采用直流快充的方式充電，我們要了解到該操作對應(yīng)的最佳溫度，然后利用冷卻裝置，將電池溫度降至該溫度范圍。
這就不再局限于熱管理系統(tǒng)本身了。我們還自主研發(fā)了整套模組和電池包，將其用作一套機電系統(tǒng)，然后在旗下伊利諾伊州內(nèi)全新的 Normal 裝配廠內(nèi)生產(chǎn)了上述設(shè)備。
除了電池管理系統(tǒng)的硬件外，我們還研發(fā)了軟件、算法及控制策略，然后將其與智能網(wǎng)聯(lián)汽車平臺實現(xiàn)連通。
當(dāng)然，該平臺也是由 Rivian 自主研發(fā)的。所以，我們不僅能控制電池的功能性能來優(yōu)化電池使用壽命及其性能，還能更改電池管理系統(tǒng)的參數(shù)，該系統(tǒng)專為個人用戶量身打造，了解其車輛的使用方式、是否有充電偏好或能量往返率。
我們能夠據(jù)此實現(xiàn)定制服務(wù)，以便定制我們的電池使用方式，從而優(yōu)化電池的使用壽命及效能，我們竭力為您提供最優(yōu)的性能。
因此，我們確實對 Rivian 智能網(wǎng)聯(lián)汽車平臺所的電池管理系統(tǒng)（BMS）及用戶的車輛使用方式實現(xiàn)了真正意義上的智能控制。
Charged: 您能像我們闡述下電池模組及電池包的設(shè)計嗎？
Richard Farquhar：若您縮小范圍，我們堅信，目前 Rivian 所擁有的電池模組及電池包擁有全球最高的體積能量密度，相較于當(dāng)前市面上的其他任何同類產(chǎn)品，我們電池產(chǎn)品的能量密度要高出 20%-25%，計量單位為 Wh/L。
實現(xiàn)上述優(yōu)勢的關(guān)鍵在于電池模組的構(gòu)造。各模組均有兩層，每層均含有 21700 型柱狀電池。
各個電池模組的能量為 15 kWh，我們的標(biāo)準(zhǔn)電池包有 9 個電池模組，而高配版電池包則有 12 個電池模組，后者的總能量為180 kWh。因此，車輛的續(xù)航里程數(shù)可達(dá) 400 英里（約合 644 公里）以上。
該模組的核心在于電池上、下電芯層間的一塊冷卻板，使得我們能夠控制那些電池在最高效介質(zhì)內(nèi)的制冷，該介質(zhì)以軸向方式冷卻。
我們通過電芯的中心將熱量帶出，相對于徑向而言，這是最有效的一種方式。這使得我們能夠?qū)⑦@類電芯緊密地封裝在一起，從而獲得當(dāng)今最高的體積能量密度。
Charged：您在電芯之間使用了一款導(dǎo)熱界面材料嗎？
Richard Farquhar：我們未使用這類材料，在電芯之間只有空氣。我們無需在封裝在一起的電芯之間放置任何東西。電芯間的空間旨在確保：在您能想象到的任何情況下，該模組本身、電池包及車輛都盡可能地安全，安全性是我們工作日程中的重要事項。
當(dāng)各個車輪配置了獨立的扭矩控制裝置時，這類越野車輛能前往任何地方。我們需要考慮到這類駕駛場景。
例如，當(dāng)您在巖石路上爬坡并從陡坡上下坡行駛時，我們需要從結(jié)構(gòu)上對車載電池形成良好的保護(hù)，使其與車身結(jié)構(gòu)高度融合，在電池包底部的下方有一個防彈罩，作為車輛主體結(jié)構(gòu)的重要一環(huán)，旨在防范來自于地面的碎石撞擊事件。
該款電池包本身被擠壓鋁材所包裹，旨在防止碰撞事故，確保不論發(fā)生正面碰撞還是側(cè)面碰撞，電池都不會出問題。被動安全是我們的最高標(biāo)準(zhǔn)，在電池包內(nèi)的電芯，也能免受長途越野所帶來沖擊及振動的影響。
此外，電池包的這類封裝方式也受到了良好的保護(hù)。
例如，在電池包內(nèi)部的 9 個模組里，所有的高電壓、低電壓和制冷系統(tǒng)都被封裝到電池包的中脊（spine）處，其正好位于車輛的中心線上。因此，對于任何碰撞事故，其位置應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離外側(cè)，電池包中央的這類電池組件獲得了良好的保護(hù)。從被動安全和越野行駛角度看，我們在確保電池包完好方面考慮了很多。
Charged：Rivian 宣稱這類車輛可在一米深的水中行駛。那么，所有傳動系統(tǒng)部件是否會被浸沒？您能談及一下潛水系統(tǒng)的工程設(shè)計挑戰(zhàn)嗎？
Richard Farquhar：是的。我們的一大要求是，車輛能夠在一米深的水中行駛一段時間。如果您從前往后查看整個車輛，那我所提到的所有部件——我們的制冷系統(tǒng)、暖通空調(diào)制冷模組、電池包、驅(qū)動單元總成、電機、逆變器，上述設(shè)備都屬于可潛水的部件類別。
那么，這類部件是如何透氣？如何運行？長期浸沒于水中時溫度會出現(xiàn)何種變化？我們在進(jìn)行車輛設(shè)計時就已經(jīng)考慮到了上述問題。實際上，若行駛到更深的區(qū)域，車輛將開始上浮，其車身質(zhì)量可防止車輛在行駛中越陷越深。
實際上，工程設(shè)計方面的挑戰(zhàn)在于思考物理定律。每當(dāng)有熱量流動的車輛駛?cè)肜渌袝r，您會看到熱擴散和熱收縮，所以需要有許多溫度保護(hù)（delta temperatures）的問題亟待攻克，也就是所謂的工程設(shè)計難題。
隨著溫度的變化，這類設(shè)備將如何實現(xiàn)透氣（breathe）。顯然，您必須要通過所有的縫隙實現(xiàn)密封操作。只要您有水的動態(tài)壓力及靜態(tài)壓力，這類參數(shù)都成為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)級測試標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分。通風(fēng)和排水顯得非常重要，這無疑為我們的研發(fā)過程提供了有趣的、亟待攻克的工程設(shè)計難題。
Charged：Rivian 宣稱將于明年末正式啟動車輛的生產(chǎn)工作，那么目前公司的研發(fā)進(jìn)程處于哪個階段了？下個階段的工作內(nèi)容是什么？您是否會凍結(jié)設(shè)計，還是會持續(xù)管控生產(chǎn)過程中的主要設(shè)計變動？
Richard Farquhar：我們以 RDP（Rivian研發(fā)進(jìn)程）為基礎(chǔ)，開展產(chǎn)品研發(fā)工作，我們非常清楚在該流程中所制定的一系列手段，上述舉措都是啟動生產(chǎn)所必需的環(huán)節(jié)。
我們列出了每個階段所需要按時實現(xiàn)的可交付成果及重大事件（里程碑）。我們的工作主要分為四個階段：概念階段、研發(fā)階段、驗證階段及逐步實現(xiàn)量產(chǎn)。
我們打造了大量的原型車，還進(jìn)行了大量的零部件及系統(tǒng)測試。此外，我們還采用了 Rivian 的內(nèi)部流程，這些流程一直在不斷成熟，如今已允許逾千人協(xié)作并交付這類產(chǎn)品。所以，這是一個非常明確的過程，一路上都是設(shè)定的相關(guān)里程碑。
關(guān)于您想要了解的問題——我們?nèi)绾喂芾碓O(shè)計變動，在早期階段，我們想要實現(xiàn)車輛（性能）屬性的最大化。我們對該車輛的性能、功能及特性進(jìn)行了定義，不論在質(zhì)量、能源、成本還是其他方面，都有大量的創(chuàng)意、創(chuàng)新，以最高效的方式實現(xiàn)上述設(shè)計目標(biāo)。
我想，您可能會說，我們通過研發(fā)與驗證階段，邁入到了真正的創(chuàng)意與創(chuàng)新階段。此后，我們會將重心放在產(chǎn)品成熟度相關(guān)的可靠性、性能及優(yōu)秀品質(zhì)上。
我們已經(jīng)打造了多輛測試用車，我們處于車輛研發(fā)的初期，目前正致力于打造更多的原型車來測試更多的車輛屬性和待量產(chǎn)的高水平的汽車零部件。
我們專注于所謂的驗證階段，我們將打造數(shù)十款生產(chǎn)指向型（production-intent）的驗證車輛，旨在完成所有的驗證、可靠性、耐用性測試，并啟動認(rèn)證過程，從而獲得成熟品質(zhì)的車輛并在明年年底實現(xiàn)投產(chǎn)。
翻譯：譯龍
編輯：六三
