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看看这款2021年款福特Mustang Mach-E背后的设计

生活经验知识分享


福特野马(Mustang Mach-E) 2021年款是笔大买卖 。这是福特首款建立在专用电动汽车平台上的高产量车型，标志着随着世界从汽油汽车转向电动汽车，这可能成为该公司的一个重大转折点 。我有机会和一些工程师讨论了mache的技术;这是我学到的 。

福特野马(Ford Mustang ma - e)最初是作为一款合规车而存在的，福特将其组装起来以满足政府的二氧化碳排放和加州的零排放要求 。但随后就来了个转变——上级的指示把这个项目的性质从无聊变成了一辆电动“野马” 。
由
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这使得machi - e变成了一辆运动型汽车，它的设计灵感来自于著名的“小马”(pony)，这意味着“野马”(Mustang)这个名字将会用一个全新的专用电动汽车平台来装饰它;在车轴之间有一个相当大的、滑板式的电池组;和电力驱动单位，要么只是在后方，或在前面和后面 。
这至少是我从福特野马(Ford Mustang ma - e) 2021年版的首席工程师罗恩?海塞尔(Ron Heiser)那里听到的故事 。
福特野马(Mustang ma - e) 2021年版的驱动装置与特斯拉(tesla)、大众(Volkswagen)的MEB、保时捷(Porsche)的泰坎(Taycan)和其他电动汽车类似 。它封装了一个带有齿轮箱的永磁同步电机，齿轮箱的减速器大约是10:1，它集成了电子设备，包括一个电源逆变器，它可以把电池的直流电流转换成电机的交流电流 。
福特提供两种发动机改型，一种210千瓦(282马力)，最大扭矩输出约300磅-英尺的扭矩，和一种较小的50千瓦(67马力)，使111磅-英尺的扭转 。后轮驱动Mach-E只有更大的发动机，四轮驱动模式增加了前面67马力的小单元，GT在前轴和后轴都有一个大发动机 。
后驱马赫声称，配备标准范围的电池时，有255马力和306磅-英尺的扭矩(更多关于电池等);随着更大的包，扭矩数字保持不变，但马力上升到282 。
有了标准范围的电池组，四轮驱动的非gts，大发动机在前，小发动机在前，与后驱动的汽车产生相同的功率(255马力)，但在417磅-英尺时提供更大的扭矩 。将这两个不同大小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 。最后是GT车型，前后都有一个210kw的发动机;这导致了一个目标459马力和612磅英尺的扭矩 。
零到60英里每小时的加速范围从“中六秒范围”的汽车与较重的电池后轮驱动到“中三秒范围”的GT 。
本节前两幅图为较小的50kW电机，后两幅图(包括正上方的图)为210kw机组 。
福特说，这些发动机是定制设计的，较大的那台用机油冷却定子，油通过油-冷却剂热交换器输送 。福特告诉我，较小的发动机只有一个水套，大概在发动机外壳周围 。根据福特公司的说法，特殊的阀门允许发动机和电力电子设备产生的热量用来加热电池(还有一个电阻式加热器来帮助加热) 。
注意“发夹”定子的设计，这也是发现在雪佛兰螺栓和保时捷Taycan 。据保时捷介绍，与传统的“拉入绕组”定子装配方法相比，这种设计可以更紧密地封装铜，提高给定尺寸的性能和冷却 。
Mach-E的两个马达组成驱动单元，被固定在后面(或前面和后面)的子框架上 。上面和下面的图像显示了其中一个驱动单元(较小的50千瓦) 。正如你所看到的，电机是包装与许多电力电子，它是配合一个同轴齿轮箱 。
同轴，单速变速箱螺栓直接到电机的末端，并位于轴中心线，使它和电机直接包装在车轮之间 。事实上，其中一个CV轴驱动的车轮实际上通过转子内部的电机，以钩到变速箱 。
这同轴设置中,还发现在捷豹I-Pace和保时捷Taycan相当轻巧,提供大量的包装优势相比,平行排列的电机通过齿轮箱发送功率要么向前或向后并行驱动axle-found的电动汽车包括所有特斯拉 。
您会注意到电力电子封装在与驱动单元相同的子帧上 。根据我与福特工程师讨论第一种情况略高于替身子帧是充电器,左上角是逆变器的情况下,和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 。这里有一些电子设备的近距离图像;你会注意到它们都有冷却剂端口:
在周日的首次亮相中，我从一些机器下面滑了下来，想看一眼车内的五金件，但我看不清多少，因为整个车身都被空气动力屏蔽罩住了 。尽管如此，上面和下面的照片显示了Mach-E的独立后多连杆悬架，看起来像一个冲压的钢制下控制臂，你可以看到驱动装置的铸铝外壳朝向轴的中心 。
在前面，mache的特点是MacPherson悬架设计，与什么看起来是一个铝下控制臂和铝转向节 。
这是另一个角 。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 。?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 。
【看看这款2021年款福特Mustang Mach-E背后的设计】

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