福特E油版的性能如何?,

不喝油只充电,福特能造好电动车吗?解析福特汽车的三电系统

一说到福特,相信很多人都会想到T型车。1908年,福特T型车开始推向市场,售价定为850美元,而在当时的美国,一辆汽车的价格大约为4700美元,是一个普通人几年的收入,反观福特T型车,这台车的价格不过是一个老师一年的工资。这种巨大的改变,也在美国市场掀起了一波购车热潮。

随着造车工艺的逐步升级,每辆福特T型车的生产时间也从原来的12小时缩短到了之后的90分钟,甚至是24秒钟。到1927年,福特在全球售出超过1500万辆汽车,占当时全球汽车销售总量的50%。接下来的一百多年时间里,福特也陆续为市场带来了多款燃油车型。

如今,在新四化的大背景下,由于动力源与驱动方式发生了改变,福特汽车的发展方向也出现了一定的调整。消费者对曾经“三大件”的关注度,也逐渐转移到了今天的“三电系统”。本文,我们就以福特Mustang Mach-E为例,看看福特汽车在三电系统上的实力究竟如何?

何为三电系统?在介绍福特电动化布局之前,我们有必要先了解一下汽车的三电系统。三电系统,简单来讲就是对电驱、电池、电控的一个合称。


比亚迪技术加持,聊聊福特Mustang Mach-E的电池系统

我们首先看汽车的电池系统,对于纯电动车来说,一台车可以跑多远,就要看这台车搭载的电池实力如何?一般而言,这里的电池是指高压电池,这一点,与车型搭载的低压电源还是存在一定差异的。

结构上,动力电池系统通常由电芯、电池组、电池管理系统、冷却系统、高低压线束等部分组成。其中电芯又是电池的一个最小单元,它由正负极、隔膜、电解液组成,我们平时听到的三元锂电池、磷酸铁锂电池,归根结底,还是电池正极材料的不同。

Mustang Mach-E在国内和国外所采用的电池并不相同。具体来看,Mustang Mach-E在国外采用了LG的电池,而在国内,基本上都是采用模组方式的设计,电芯采用了比亚迪的三元58.5Ah的小容量电芯设计

Mustang Mach-E国内版和国外版本电池系统的差异

以海外版车型为例,这台车采用软包电芯,沿用了软包大模组的成组方式。具体来看,福特把75.7kWh的电池分成了10个模组,98.8 kWh分成了12个模组。并且采用了一体化的BMS电池管理单元。据悉,这款电池的设计最高充电功率为150kW,对应的峰值充电电流为430A,电池的充电倍率峰值为1.5C左右

比亚迪提供的电池模组

在电池与电机系统的集成化技术方面,Mustang Mach-E这台车也比较有意思。比如,这辆车的前副车架与电池侧框无缝对接,可以防止在碰撞过程中副车架侵入电池包,提升安全性能;再比如,Mustang Mach-E的前桥通过铸铝框架,集成了电机、充电器等设备,优化了内部高压线的布局方式

Mustang Mach-E整个电池系统的示意图

所以在日常工作的过程中,这台车也就可以保证足够的纯电续航。以国内车型为例,针对不同的车型,Mustang Mach-E提供多种续航,其中,Mustang Mach-E 2021款 无疆后驱版的纯电续航达到了619公里。而售价类似的Model Y 2022款 后轮驱动版的纯电续航为545公里。


从混动到纯电,与特斯拉硬刚的电驱系统

前面聊的是电池部分,我们接下来再来看看福特的电驱系统。其实早在上世纪50年代,福特汽车就有过电动车的研发,福特第一台现代意义上的纯电动车“Comuta”也在英国诞生。随后,Ranger、福克斯等电动车相继诞生

(福特Comuta)


大家还记得之前特斯拉与福特的PK吗?

早前,特斯拉用Cybertruck来拖动F-150皮卡,而福特汽车作为反击,用纯电动F-150的原型车轻松拖动了总重超过 450 吨的 10 节双层货柜列车车型。福特汽车之所以这么做,还是与其电驱系统存在着很直接的联系。

(特斯拉用Cybertruck来拖动F-150皮卡)

2003年,福特在北美国际车展上展示了其第一代MHT(P2构型)的混合动力变速器。这一点,与丰田的THS技术颇有类似,但细节的技术方向不同。

再往后面,就是福特汽车的电驱系统。以纯电版福特F-150 Lightning为例。双电机设计,在配备扩展电池组的情况下,0-96公里/小时加速时间在4秒左右。它的零件供应商有很多,比如麦格纳,该公司早前发布了一套专为皮卡设计的EtelligentForce动力总成

麦格纳EtelligentReach是一个智能化纯电动四轮驱动总称,这套系统的核心部件是eBeam 电动车桥,适用于皮卡和轻型商用车。按照官方的说法,这套系统可以应对载重0.75吨和1吨皮卡和轻卡的性能。

(福特F-150 Lightning最大拖曳能力为4.5吨)

再比如在早前,福特汽车推出Mustang Mach-E的时候,还打造过一台拥有1400匹马力的“超级电马”。前桥3个电机、后桥4个以并列式阵列组成的同轴电机,让这台车拥有了不错的加速度。

在福特家族的纯电矩阵当中,Mustang Mach-E目前的主要对手是特斯拉Model Y。我们以四驱车型为例,从资料中可以看到,Mustang Mach-E的电机系统均提供永磁同步电机,而特斯拉Model Y提供的是前感应异步,后永磁同步电机。

在这里,我们还是介绍一下二者的区别。永磁同步电机的优点很明显,在同等体积下,永磁同步电机能输出更高的功率和扭矩。至于缺点,永磁同步电机如果想要大的功率,就要大块的永磁体,造价高;

而异步电机的优缺点就和同步电机相反了,但在同样的功率和扭矩下,异步电机所需要的体积和重量要大于前者。目前很多欧洲品牌的电动车都喜欢用异步电机,比如宝马i3,但国内品牌和日系品牌更愿意用永磁同步电机。大家可以看一下上面的区别。

我们以同价位的Mustang Mach-E 2021款 GT和Model Y 2022款 长续航全轮驱动版进行对比,无论是电动机的总功率,还是零百公里加速度,Mustang Mach-E 2021款 GT都更占优势。


电池+电驱打好基础,论汽车工作稳定性还得看电控系统

要想让汽车稳定、正常地行驶,汽车的电控系统也是不得不说的。汽车电控系统是指车辆上的传感器与车上的机械系统配合使用,并利用电缆或无线电波互相传输讯息。而在介绍纯电动车的时候,我们讲得更多的还是汽车的电池管理系统。

(Mustang Mach-EE的电控系统)

以Mustang Mach-E为例,在用户设置好目的地,启动路线导航后,系统不仅仅计算最优路线,同时还需要呈现出整车的续航还有多少。为了进一步提高充电效率,系统还会在充电,或者工作的过程中,及时调整动力电池的温度。

此前有资料显示,仅温度这一个因素就能使续航里程减少10-12%,而使用车内空调控制系统可使续航里程损失扩大41%

为了保证Mustang Mach-E的续航表现,福特通过高能量密度三元锂电池与智能温控系统的有机配合,保证了车辆在酷暑和严寒的续航表现。即便在起步阶段,该车搭载的预加热功能也可以让动力电池包实现保温节能,启动时有效避免多余电耗。

基于对比表格不难看出,二者在电池温度管理系统的处理上并不相同。相比Mustang Mach-E的低温加热,特斯拉Model Y还多出了液态冷却。但在充电速率上,Mustang Mach-E更有优势。

还有一个细节值得一说,为提升电池包的防尘能力、防火能力和抗击打能力,Mustang Mach-E还做了以下测试:

电池包达到了IP67及IPX9K的等级防护标准;

Mustang Mach-E的电池包在被烈火焚烧130秒后仍然没有爆炸;

在热失控试验中,Mustang Mach-E通过福特的智能电池监控系统在最短2秒内发出热失控预警。

(Mustang Mach-EE的集中式采集线缆)

结尾:

虽然福特汽车属于传统车企,但从前面的介绍分析不难看出,福特汽车在电池、电控以及电驱等环节,都有着不错的表现。或许对比特斯拉Model Y这一类车型,Mustang Mach-E在参数上更显弱势,但从稳定性来说,福特电动车的测试还是相对完善的,尤其是与续航和安全的电池系统。从油到电的转型,大家觉得福特汽车的表现如何?

2024-09-05

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