野马Mach-E) 2021年是一件大事。这是福特首款基于专用电动汽车平台打造的高产量汽车,标志着该公司在全球从汽油车转向电动车的过程中迎来了一个重大转折点。我有机会和一些工程师讨论mache技术。这是我学到的。
福特Mustang ma-e最初是作为合规车存在的,福特为了满足政府的二氧化碳排放和加州的零排放要求而对其进行了组装。但是后来发生了变化。——的指令把这个项目的性质从无聊变成了电动“野马”。
经过
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这让machi-e成为了一款跑车,它的设计灵感来源于著名的小马,这意味着Mustang这个名字将被装饰上全新的专属电动车平台;车轴之间有一个相当大的滑板电池组。和电驱动单元,要么在后面,要么在前面和后面。
至少这是我从福特Mustang ma-e) 2021的总工程师Ron Heiser那里听到的故事。
Mustang ma-e) 2021款的驱动装置类似于特斯拉、大众的MEB、保时捷的Taycan等电动车。它封装了一个永磁同步电机,带有一个减速器约为10:1的齿轮箱。它集成了电子设备,包括一个功率逆变器,可以将电池的DC电流转换成电机的交流电流。
福特提供了两种发动机改装,一种是210千瓦(282马力),最大扭矩输出约为300磅-英尺,另一种是较小的50千瓦(67马力),扭矩为111磅-英尺。后轮驱动Mach-E只有更大的发动机,而四轮驱动模式在前面增加了一个67马力的小单元。GT在前轴和后轴上都有一台大型发动机。
后驱Mach声称,当配备标准范围内的电池时,它有255马力和306磅-英尺的扭矩(更多关于电池等)。);使用更大的包装,扭矩数字保持不变,但马力上升到282匹。
有了标准范围的电池组,四轮驱动就不是gts了,大发动机在前,小发动机在前,产生的动力(255马力)与后驱车相同,但在417磅-英尺时提供的扭矩更大。将这两个不同尺寸的电机与更大的电池组相匹配,可以为332匹马提供动力,但扭矩仍然是417磅-英尺。最后,GT车型前后各有一台210kw发动机;这导致了459马力和612磅-英尺扭矩的目标。
从零到60英里/小时的加速范围从汽车和重型电池后轮驱动的“中等六秒范围”到GT的“中等三秒范围”。
前两张图为较小的50kW电机,后两张图(包括上图)为210kw机组。
福特表示,这些发动机都是定制设计的,大一点的发动机用机油冷却定子,机油通过机油-冷却液热交换器输送。福特告诉我,较小的发动机只有一个水套,可能在发动机外壳周围。根据福特的说法,特殊的阀门允许发动机和电力电子设备产生的热量用于加热电池(还有一个电阻加热器来帮助加热)。
注意“发夹”定子的设计,雪佛兰bolt和保时捷Taycan也有。根据保时捷的说法,与传统的“拉入式绕组”定子组装方法相比,这种设计可以更紧密地封装铜,并提高给定尺寸的性能和冷却。
Mach-E的两台电机组成驱动单元,固定在后(或前后)副车架上。上图和下图显示了其中一个驱动单元(较小的50千瓦)。如你所见,电机封装了许多电力电子器件,并配有同轴变速箱。
同轴单速变速箱直接用螺栓固定在电机的端部,并位于轴的中心线,使其与电机直接封装在车轮之间。事实上,由一根CV轴驱动的车轮实际上穿过转子内部的电机,钩住变速箱。
在这种同轴设置下,还发现与捷豹I-Pace和保时捷Taycan相比,它们相当轻便,并提供了大量的封装优势,并联电机通过变速箱或驱动桥找到的电动汽车并行向前或向后发送动力,包括所有特斯拉。
您会注意到,电力电子设备与驱动单元封装在同一个副车架上。根据我和福特工程师的讨论,第一种情况比更换框架是充电器的情况略高,左上角是逆变器,右上角的小盒子是将高压电源转换为12伏的电源转换器内部配件和灯具。下面是一些电子设备的特写图片;您会注意到它们都有冷却液端口:
周日的首秀,我溜到了一些机器下面,想看看车内的硬件,但是看不到太多,因为整个车身都被空气动力学屏蔽覆盖了。尽管如此,上图和下图显示了Mach-E的独立后多连杆悬架,它看起来像一个冲压钢下控制臂。可以看到驱动装置的铸铝外壳正对轴的中心。
在前部,mache的特点是麦弗逊悬架设计,看起来像一个铝制下控制臂和铝制转向节。
这是另一个角落。
。带有大型橡胶CV-boot的黑色轴是将能量从同轴传输到轮毂的轴:这是另一个角度,显示的转向拉杆(也有一个黑色的手风琴形波纹管)在前景和轴在后面:
我试图让我的相机深入到悬架位,看看驱动桥实际上进入变速箱,但下面的照片是我能做的最好的。注意驱动单元的外观有一些黑色的覆盖:
福特并没有过多地谈论mache的车身结构,事实上,公司甚至还没有公布其控制体重的数据。我在发布会上了解到的是,机身主要是钢制的,两个电池包中较大的那一个,我敢打赌它一定很重。
更大的,“扩展范围”电池组显示在上面。它的特点是98.8 kWh的能力,由于12个电池模块(不是所有相同的大小)和376个电池。较小的“标准量程”电池组只有10个模块和288块锂离子电池,总容量为75.7千瓦时。
你会注意到在图片的最左边,实际上有一个第二层。在大射程的Mach-Es上,那两个在第二层的模块位于后座之下。标准续航汽车只是在那个位置上有一个空隙,因为两种电池大小相同。
这些电池是LG公司生产的袋装锂离子电池,以“3P96S”和“4P94S”的方式排列,也就是说较小的电池组有3组96个平行电池串联排列,而较大的电池组有4组94个平行电池串联排列。整个系统电压接近400伏特。
福特的电池工程师告诉我,电池组本身是一个大型的铸铝部件,托盘底部焊接着各种挤压物。该包是螺栓到底盘从下面。
包装袋内的袋细胞(如下图所示)垂直放置在托盘中,每个袋细胞都靠在铝鳍上,铝鳍将热量向下输送到下面的热交换器中。
我必须承认,我不完全确定mache上的电池冷却装置是如何工作的,福特的工程师们对细节也不是很清楚。电池组地板下面有冷却板吗?或者每个单独的模块(或者可能是每行模块)都有自己的冷却板吗?
我不确定,但根据福特的显示,我可以断定第二层的模块有自己的冷却板,这是有道理的:
至于第一层,我不知道热交换器是如何设置的,但我敢打赌,包装层是一个大的热交换器,冷却剂通过它,把热量从电池中带走,然后把热量通过冷却器排出冷水机只是一个从制冷剂到制冷剂的热交换器,它使用已经在那里的冷凝器和压缩机进行空调)。
据我了解,在车前只有两个热交换器:冷凝器和散热器。电机、电池、DC-DC转换器(在舱内使用时将高压转换为低压)、充电器、逆变器和其他电力电子设备都是主“低温”冷却回路的一部分,使用的可能是某种基于乙醇的冷却剂。
有一组阀门可以让马达加热电池,在前面有一个电阻加热器。此外,阀允许电池将热量倒入空调系统的制冷剂中。我非常期待学习更多关于冷却系统的设置。
标准配置的续航里程估计为:无gt的四轮驱动210英里,后驱230英里。非GT - es在配备全轮驱动或后轮驱动模式下可行驶约270英里,而GT可行驶约235英里而不耗油。
基础“选择”修剪,这是提供与标准范围的电池,提供充电115千瓦,而其他修剪提供150千瓦的充电。福特在其Mach-E的新闻稿中讨论了充电率,写道:
当使用直流快速充电站充电时,带有扩展电池和后轮驱动的Mustang Mach-E最高充电速率为150 kW,在大约10分钟的时间内可以增加47英里的平均续航里程。⁷标准范围野马Mach-E估计费用在大约38分钟从10%降至80%,而直流快速充电站充电。
但是你不需要用插头给mache充电;像所有的电动汽车一样,电动机可以作为发电机将电子推进电池。福特表示,它提供了不同程度的刹车再生,包括真正的“单踏板驾驶”,这意味着当汽车利用汽车的动能给电池充电时,松开油门会产生强烈的减速。
mache有一些非常有趣的空气动力学特征。请注意,在上面的照片,似乎有字面上的零格栅开口。前面的大嘴巴可能看起来像烤架,但它是假的。但在下面,有六个格栅百叶窗:
在那些格栅百叶窗后面是冷凝器和散热器。根据我与福特销售代表的谈话,这两套格栅百叶窗并不是独立工作的,而是共用一个执行器(我已经联系了福特公司来确认这一点)。
格栅百叶窗(你也可以在有内燃机引擎的汽车上看到)的作用是避免产生不必要的阻力,让气流通过一个不符合空气动力学的引擎隔间。如果发动机、电池、电子设备或乘客不需要冷却,就没有必要通过热交换器输送空气,从而导致距离惩罚。
另一个有趣的aero位是在前筋膜的较低角落的开口,这意味着在车轮开口周围创建一个窗帘。
2015年,福特在F-150的新闻发布会上描述了“空气幕”的优势,写道:
这不是显而易见的,但旋转的轮子是阻力的主要来源。把轮子装在裙子里以使气流平滑并不一定实用或有吸引力——尤其是在像F-150这样的交通工具上。所以Lietz和他的团队采用了一种不同的方法。
前大灯下的水平槽将空气从卡车的前部引到轮毂上的开口,引导空气穿过轮毂和轮胎的外表面。高速空气壁的工作原理很像一个裙子,以减少阻力,同时仍然留下合金车轮完全暴露。
另一个aero使能器是可笑的平面底板。这是前:
这是中心,这只是底部的扁平电池组:
这是从后面看的:
当然,还有一些门没有传统的把手或按钮。事实上,后轮根本没有把手,Ron Heiser说,这可以提供一个空气动力学的好处,因为传统的把手可能会导致车辆侧面的气流分离。
以下是这辆2021年款福特Mustang Mach-E与众不同的车门是如何工作的
Heiser在我们上面的采访中说,实际上门上有超级电容,即使电池没电了,也可以让用户进入车内。如果超级电容不起作用,海塞尔告诉我们,还有另一种进入的方式,包括进入弗伦克,跳过电池。
当汽车出现电气故障,电子门闩不再工作时,从汽车里出来,前两扇门上有两个小把手,你可以把它往后拉一点,开动电动门闩,或者往后拉一点,开动机械装置。
无论如何,这是我所知道的所有关于2021年福特野马马赫- e。福特没有邀请我参加他们的技术深潜,所以我和工程师们在一起的时间有限,即使我和工程师们交谈,他们似乎也不想深入。所以我们得等一会儿才能知道真相。