前不久Charged EV對負責Rivian動力系統(tǒng)的VP Richard Farquhar進行了采訪，Farquhar說Rivian有著一流的熱管理系統(tǒng)和業(yè)內最高的電池包級別的能量密度，但當時并沒有更詳細的信息。Charged EV最近剛剛發(fā)布了完整的訪談內容。

Farquhar曾在麥克拉倫擔任動力總成總監(jiān)十五年之久。而對于他的職業(yè)生涯的下一幕，Farquhar迫切希望走在電動車動力系統(tǒng)的最前沿。因此，他加入了Rivian擔任副總裁，負責帶領動力總成、電池、電子電氣和熱管理系統(tǒng)的所有工程團隊。

以下為Charged EV對Farquhar的完整訪談內容：

Charged：Rivian將其電動傳動系統(tǒng)稱為skateboard平臺。該架構中包含哪些系統(tǒng)？

Richard Farquhar：skateboard是Rivian所有車輛的核心，我們可以在該平臺上構建不同車型。它由能量存儲單元（電池）組成，位置較低，位于車軸之間的中心，可實現出色的車輛動態(tài)控制、較低重心和極高的極慣性矩。在車輛的每個車軸上，我們都有對稱的電驅動總成。前端一個驅動單元，后端一個。每個驅動總成都有兩個電機（共四個），并通過一個固定比率的單速變速箱獨立地連接到車輪。我們對每個接觸面都有獨立的快速作用、精確的扭矩控制，因此在車輛行駛方面，它不會動態(tài)地得到改善。但對于我們來說真正重要的是越野場景。對每個接觸面進行獨立的扭矩控制可提供最佳的越野性能。



skateboard還包括完整的熱系統(tǒng)。有三個熱控制回路來管理驅動單元總成、電池和座艙內的溫度。為了讓電動車達到最高能效，我們需要出色的熱控制和熱管理，而這正是我們非常關注的事，才能真正實現性能和效率的最大化。

skateboard的最后一個元素是底盤系統(tǒng)。我們在空氣懸架方面實現了全面的行駛高度控制，并在液壓系統(tǒng)的前后、角到角上實現了自適應側傾控制。因此，就工程動力學方面，對動力系統(tǒng)和底盤系統(tǒng)進行這種程度的控制已經是最高水準了。

Charged：你剛才說你們有對稱的驅動單元，所以有四套相同的電機和驅動？

Richard Farquhar：沒錯，我們有四個相同的電機，左右、前后。為了讓性能最優(yōu)化，每個車輪都具有完全相同的扭矩和功率。我們在車輪組合處實現了超過14,000NM的接地扭矩，最高速度達了125英里/小時。使用固定齒輪比的單速變速箱，無需變速，也無需雙速。在實現所有性能目標的同時，可以減少齒輪嚙合帶來的效率損失，最大程度地提高效率。

逆變器是該動力系統(tǒng)中最重要的關鍵因素之一，并且完全是由我們內部設計的。我們設計了一個集成在驅動單元總成上的雙電源逆變器，該設備可以非常高效地控制一個逆變器總成中的兩個電機。從電池到逆變器、再到電機、再到車輪的運行，我們投入了大量精力。每個軸具有一個雙組合式逆變器，使我們能夠最大程度地提高效率，從而在利用既定的能量可以最大化續(xù)航里程。

Charged：電機是否也是在內部設計的？

Richard Farquhar：對于電機，我們與合作伙伴一起設計核心電磁和電機總成，然后將它們封裝到我們的驅動單元中。它與電池模組相似，我們從合作伙伴那里采購電池，然后完全由我們內部進行模組的設計和開發(fā)，并封裝。

因此，就如何將電機集成到我們的驅動單元總成、如何安裝、逆變器如何與它們連接、冷卻系統(tǒng)如何與它們連接，以及如何與變速箱集成等，都是Rivian內部進行的。

Charged：你剛才說獲得最大的性能與熱管理有很大關系。你能詳細說明哪些性能領域會受到熱管理性能的限制嗎？

Richard Farquhar：電動車的系統(tǒng)設計始終是平衡和優(yōu)化的結果，而熱管理因素始終排在首位。就電動車性能的極端情況而言，無論是直流快充、以恒定速率進行動力分配，還是牽引和高扭矩，都要歸結到電機、逆變器和電池的熱極限。

因此，通過采用三個獨立的冷卻系統(tǒng)，并在冷卻系統(tǒng)中設置一些智能的閥門控制，我們可以查看能量消耗情況（熱量的產生），并非常智能地優(yōu)化冷卻，從而獲得最高的性能。

電池是帶有加熱和冷卻器的專用回路，因此我們可以根據需要智能地將電池調節(jié)到最佳溫度。如果處于非常寒冷的環(huán)境中，我們可以加熱電池溫度使其效率最大化，從而使車輛的續(xù)航里程最大化。

牽引系統(tǒng)的回路采用相同的原理，使電機和逆變器可以保持最佳溫度。電機和逆變器采用水乙二醇回路，用以冷卻定子和電子電氣設備。

第三個回路是座艙以及HVAC回路。因此，對于這三個獨立的回路，我們配有智能閥和控制系統(tǒng)來優(yōu)化其性能。

熱管理系統(tǒng)中還有一個智能控制元件。通過網聯(lián)汽車控制裝置，我們可以智能地思考車輛的行駛方向。例如，如果你要以很高的功率進行直流快充，我們會知道最佳溫度是多少，就可以使用冷卻器降低電池的溫度。

除了熱管理系統(tǒng)外，我們已經在內部開發(fā)了完整的電池包，并將在伊利諾伊州Normal組裝廠進行生產。除了用于控制BMS的硬件之外，我們還開發(fā)了軟件、算法和控制策略，并將其全部連接到我們的網聯(lián)汽車平臺（也在Rivian內部進行開發(fā)）。因此，我們不僅可以控制電池的性能以優(yōu)化使用壽命和性能，而且可以根據個人使用車輛的情況及充電偏好來量身定制BMS參數。我們可以定制如何使用電池來優(yōu)化壽命和效率，從而為你提供最佳性能。因此，我們對通過網聯(lián)汽車平臺連接的BMS以及用戶如何使用車輛具有真正的智能控制。

Charged：你能介紹一下電池模組和電池包的設計嗎？

Richard Farquhar：如果縮小范圍，我們相信我們是目前世界上模組與電池包體積能量密度最高的。與當今市場上的任何產品相比，Wh/L的能量密度大約要高出20-25％。

關鍵在于我們的模組構造。每個模組有兩層，每層都由2170圓柱電芯構成。每個模組有15kWh。我們的標準電池包有9個模組，而最高配的180kWh電池包則有12個模組，續(xù)航里程高達400英里。

模組的核心是在上下電芯層之間的冷卻板。這使我們能夠控制那些電池在其最有效介質中的冷卻，該介質以軸向進行冷卻。我們通過電池的中心將熱量從電池中帶出，這是最有效的方式，而不是徑向的。它使我們可以將那些電芯緊密地封裝在一起。這使我們達到了最高的體積能量密度。

Charged：你在電芯之間使用導熱界面材料嗎？

Richard Farquhar：不，只有空氣。我們不需要在封裝在一起的電芯之間放置任何東西。它們的間距是在確保在你能想到的任何情況下，此模組本身以及電池包和車輛都盡可能安全。安全非常重要。

這些越野車可以通過每個車輪的獨立扭矩控制而行駛到任何地方。我已經在一些越野場景中獲得了很多樂趣。例如，當你在巖石路上爬坡并從陡峭的山坡上開下來時，我們需要考慮這些情況。我們需要從結構上保護電池包，使其與我們的車身結構高度融合。在電池包底部下方有一個防彈罩，作為車輛主結構的一部分，可防止地面撞擊。

電池包本身被鋁制擠壓結構所包圍，以保護它在發(fā)生正面或側面碰撞時都不會有事。被動安全是我們的最高標準，并且電池包可以免受長期越野帶來的沖擊和振動的影響。

另外，電池包的封裝方式也要受到很好的保護。例如，在電池包內部的這9個模組中，所有高壓、低壓和冷卻系統(tǒng)都封裝在電池包的中脊中，就在車輛中心線上。因此，對于任何碰撞事件，它都應盡可能會遠離外界，組件在電池包的中央得到了很好的保護。從被動安全和越野情況的角度來看，這種完整性我們已經考慮到很多。

Charged：Rivian曾說過，這些車輛可以在一米深的水中行駛。那么，所有傳動系統(tǒng)組件都會浸入水中嗎？你能談談潛水系統(tǒng)的工程挑戰(zhàn)嗎？

Richard Farquhar：是的。我們的主要要求之一是能夠在一米深的水中行駛一段時間。因此，如果你從前到后看整個車輛，那么我提到的所有冷卻系統(tǒng)、HVAC冷卻模塊、電池摸組、驅動單元組件以及電機和逆變器，它們都屬于可潛水的類別。因此，他們如何運行、如何工作以及一段時間內因浸入水中引起的溫度變化都已被視為我們車輛設計的一部分。如果到了任何更深的地方，車輛實際上都會開始漂浮，車身的質量阻止了它進一步下沉。

工程上的挑戰(zhàn)實際上是要思考物理定律。每當有熱量流動的車輛駛入冷水中時，都會發(fā)生熱膨脹和熱收縮，所以有一個需要解決的工程問題，就是溫度差。以及隨著溫度的變化，他們是如何運行的。然后，顯然，你必須通過每個孔將東西密封在水中。只要你有水的動態(tài)和靜態(tài)壓力，這些都是設計標準和測試標準的一部分。通風和排水非常重要。這無疑為我們開發(fā)過程提供了有趣的工程問題。

Charged：你們曾宣布說明年年底開始正式生產，你們目前處于開發(fā)過程的哪個階段，下一步是什么？你是否會凍結設計，還是在整個生產過程中持續(xù)管理重大設計變更？

Richard Farquhar：我們以RDP（Rivian Development Process）為基礎進行開發(fā)。在該流程中，我們非常清楚地為自己布置了一些開始生產所需的網關。我們列出了每個網關要按時實現的可交付成果，需要實現的里程碑。我們有四個主要階段：概念階段、開發(fā)階段、驗證階段，然后逐步投入生產。我們已經制造了許多原型車，并且正在進行組件和系統(tǒng)測試。我們使用Rivian的內部流程，這些流程一直在不斷成熟，允許現在超過一千的團隊一起來交付這些產品。因此，這是一個非常明確的過程，一路上都有這些里程碑。

關于你對我們如何管理設計變更的問題，在早期階段，我們希望最大化車輛的屬性。我們已經定義了我們希望這款車具有什么樣的性能、功能和特性。無論是在質量、能源、成本還是其他方面，都有大量的創(chuàng)新以最有效的方式實現這些目標。我想你可以說我們通過開發(fā)和驗證階段走出了真正的創(chuàng)意和創(chuàng)新階段。然后，我們將重點放在產品成熟度的可靠性、性能和質量上。

我們已經制造了幾輛測試車。我們處于開發(fā)車輛的初期，我們正在制造更多的原型車，以測試更多的屬性和更高級別的可生產組件。我們都專注于所謂的驗證階段。在這里，我們將建造數十個面向生產的驗證車輛，以完成所有驗證、可靠性、耐久性測試，并啟動認證過程，得到質量成熟的產品，于明年年底投入生產。