原来混动也可以这么硬核,长安福特新一代混动系统解析
随着电动化潮流的不断深入,新能源车型的市场渗透率正在不断提升。这其中,人们公认的油电切换过程中的“最佳过渡方案”——普通混动车型也在不断扩大着市场占有率。刚刚过去的2022年,中国市场的普通混动车型销量占据全球的23%,已经超越了北美市场的20%,成为一股不可忽视的力量。就企业来看,普通混动车型主要来自于日系和韩系车企,占据93%。但除去丰田、本田、日产和现代之外,紧随其后的还有一个令人想象不到的企业:福特。它在全球普通混动车型市场的占有率达到近2%。基本算得上是当前唯一一家能够大规模量产普通混动车型的美国车企了。
恰好,长安福特借全新一代大7座SUV锐界L上市之机,推出了一套全新的混动系统,集成了福特成熟先进的EcoBoost发动机技术和动力分流技术,兼具强劲动力与燃油经济性。
下面我们就来看一看这套全新的混动系统到底好在什么地方?
福特混动靠丰田?基本是误解
有人说,福特混动靠丰田。
2004年,福特和丰田签订了一份协议,授权福特使用丰田的混动技术。据此,很多人认为福特的混动技术来源于丰田。其实这基本上是个误解。
时任福特汽车集团北美产品副总裁的Phil Martens接受采访时曾经说,当混动系统的研发开始时,福特面前有两个选择:既可以从丰田全盘购买相关技术,也可以少量引进项目启动时急需的专利,后续以自己为主。当然,福特选择了后者——它与丰田的合作大约只有20项专利而已。在规避了法律方面纠纷使得研发顺利起步之后,福特的混动系统走上了一条属于自己的路。
Phil Martens说,在技术应用及产品策略层面,福特与丰田还是有很大区别的。例如,福特就更早地把混动系统与四驱系统相结合。其实,福特与丰田在混动系统方面的合作,更像是为了绕开不必要的障碍与麻烦、快速推进项目的开展——毕竟福特混动系统的许多零部件和丰田比较类似。然而,在系统的控制策略及算法等这些核心领域,福特始终都是坚持自己开发的。后来,福特为自己的混动系统申请了100多项专利。
福特第一款采用混动系统的车型是于2004年推出的Escape(国内称为“翼虎”)。从时间上也能看得出来,福特在与丰田签订协议之前,已经将这套系统开发得差不多了。Escape是北美市场第一款混动SUV,也是美国车企生产的第一台混动车型。美国环保署(EPA)认为其油耗比普通版翼虎低了70%。2004年下半年,Escape的销量达到1.7万辆,比福特的预期高出4倍。
新一代混动系统有何特点?
最新一代混动系统的核心是一台第5代2.0T EcoBoost单涡轮双涡流增压直喷发动机。这台发动机采用了进气道(PFI)和缸内(DI)双直喷系统,可根据不同工况切换喷油方式。最大功率202千瓦(275马力),最大扭矩405牛·米,可以推动锐界L这款5米车长、近3米轴距的大7座SUV在7.1秒内实现零百加速。
混动系统的关键在于变速箱。这台变速箱代号HF55,是混动车型专用的最新款eCVT变速箱,由福特自研并在密歇根州的Van Dyke电力动力总成中心(Electric Powertain Center)生产。HF55的特点是结构紧凑、节能高效、平顺灵敏。经过强化后,最大输出扭矩可达5000牛·米。内部使用了一套行星齿轮机构将发动机和发电机进行耦合,从而实现在功率的输入端做到功率分流。
变速箱会提供纯电驱动、混合驱动、电力助力混合驱动、制动能量回收和驻车充电共五种动力输出模式。整车控制系统VCU对发动机和电机的最佳效率进行精确计算,自动匹配最佳的模式,使整个混合动力系统始终运行在综合效率最优的区间,实现动力与油耗的平衡。
比起丰田,福特混动强在何处?
说起混动,丰田一哥的地位无可撼动。但丰田的策略很清楚,研发混动系统的主要目的是提高燃油经济性。因此,在动力和省油面前,丰田毫不犹豫地选择了后者。但对于福特来说,过于平庸的动力是无法接受的。毕竟,福特品牌的基因中,运动激情不可或缺。就在前不久,福特刚刚宣布重返告别了近20年的F1赛场,将与冠军车队红牛车队共同联手打造F1赛车用的新一代混动系统。此举恰恰显示出福特对于品牌DNA的执着。
那么,即将随锐界L亮相的全新一代混动系统又是怎样凸显运动特色的呢?
首先,如我们前面所说,福特这套混动系统的核心是一台高功率涡轮增压发动机。众所周知,丰田此前在混动系统上采用的都是自然吸气发动机。虽然现在刚刚推出一套2.4T的混动系统,但因为成本较高,所以只搭载在例如皇冠SportCross顶配车型这样的高端产品上。相比之下,福特的混动系统则一步到位了。况且这台高功率的2.0T发动机只需92号油就行,这又是成本方面的一项优势。
其次,福特这套系统采用了自研的双电机。发电机和电动机都采用了先进的扁线绕组技术,槽满率超过60%,效率也更高,达到96.2%。再配合油冷技术,电机的转速能达到17000转/分钟。最大输出功率达到140千瓦(190马力),最大扭矩320牛·米。这样强劲的输出无疑会为整套混动系统的动力表现锦上添花。
除此之外,系统还采用了高集成、轻量化的全新低镍NCM111三元锂水冷电池组。这块电池里的镍、钴和锰元素的配比比例相同,具有高倍率、长循环和高安全等性能优势,且更容易制备。因此,电池的体积更小、集成度更高,寿命也更长。技术先进的一体式高效水冷系统提供了高效的散热性能,降低了热扩散风险。
此外,这块电池还通过了过充、针刺、海水浸泡、盐雾、跌落、高低温冲击、循环寿命等多项超国家标准的严苛测试,保障极端情况下电池的正常、安全运行。
合理的动力分流策略结合优秀的三电系统,使得锐界L的WLTC百公里油耗低至6.31升,一箱油续航能超过一千公里。
此外,这套系统还有一个与丰田THS的重大区别,就是四驱系统。丰田的E-Four四驱系统是由内燃机驱动前轮、由电动机驱动后轮,前后桥之间并没有传动轴。本质上来说,仍然属于一台前驱车。而在锐界L的四驱版本上,装备的是一套带有传动轴的真四驱。虽然这套真四驱会带来更加复杂的结构和控制逻辑,但显而易见的是,机械四驱系统能承受更强的负荷,带来更好的通过性。当然要把这套系统整合得足够好,对于没有积淀的企业来说未免有些太难,但对于底盘调校非常在行的福特来说,这却恰恰是强项——它甚至把前后轴驱动力切换的时间缩短到了毫秒级。
虽然还没有机会试驾到锐界L,也无法体验福特新一代混动系统,但能看得出来,长安福特还是把握住了大势。根据中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》的规划,到2025年,混动乘用车销量预计为1075万辆,2021~2025年的复合年均增长率将达到74.7%。到2035年,传统能源动力的乘用车将全部替换为混动车型,并且节能汽车与新能源汽车年销量将各占一半。
由此可见,混动车型已经进入即将爆发的时间节点。长安福特选择在这个时候推出新一代混动系统,恐怕也是想要成为那个“得大势者”吧。