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关于FF91电动车的分析介绍

汽车与新动力 来源:djl 作者:汽车与新动力Mik 2019-08-15 15:45 次阅读

1表现亮眼

虽然2017年出现财政问题使法拉第未来困扰不已,但对于旗下品牌车型EV FF91的开发工作仍在继续。目前已有29台样车正在进行评审,包含一台竞赛车型,这台竞赛车今年的表现令人眼前一亮,已完成了历史上著名的20 km派克峰爬山赛。

法拉第工程总监Savagian提到,FF 91这款车型具有很好的前期规划,当前其开发过程已进行到β阶段,这意味着其正以量产车型的状态进行开发,因此所有系统都在参与试运行,到了后期技术成熟阶段则会采用γ型设计。法拉第对其所要进行设计的特征和内容有着深刻理解,并在量产车上得以实现。

第一辆β车型于2016年9月开始试验,试验基于一个可升级的可变平台结构(VPA)。同时,官方声称在该车型在第二次充电之前,可行驶长达608 km的距离。

在2017年7月,法拉第工程师Robin Shute驾驶一台β型FF91,挑战拥有156个弯道的派克峰赛道,用时为11 min 25.083 s,打破了由特斯拉之前在2016年创下的纪录,FF 91比特斯拉提前了20 s。但就目前而言,打破纪录并非开发团队的首要目标。

派克峰赛道对车辆的推进系统和热管理系统是一个极大的挑战,需在极限情况下保证车辆正常运行。电驱动系统和新产品开发系统总监Sabagian,在通用汽车工作了25年后来到法拉第,他认为法拉第已经对车辆驾驶动态以及仿真进行了试验验证,且对电池热管理系统进行了最佳标定,并有了真正的突破。

FF 91在车体后端配置了两台电机,车体前端则有一台电机。经热管理模型预测,汽车从开始攀爬海拔1 300 m的山峰直到赛程结束,复杂的使用过程将使该车趋于其性能极限。车辆采用300 kW 的平均功率上山可能会使整车超负荷运转,但实际上,电机和变频器表现依旧稳定,一定程度上可能低估了整车系统的实际隔热能力。

在赛道终点线处,FF 91的电池依旧完好无损,整个电池单元能够通过过热性能试验,该优势并非所有EVs都具备。法拉第对电池系统有着充分认识,Robin在操控过程中使整车趋于性能极限,但是该操控过程和庞大的电池系统给法拉第带来了新的挑战。该车型电池管理系统内子系统之间的连接存在一定问题,其密封和电池液体的冷却系统也有着一定的技术劣势。由于所有的应力,位移,弯矩和电池系统等相关影响,使密封环变得较为松驰。此类现象在之前的开发试验过程中从未出现。但通过竞赛跑道,加快了开发进程。

2集中动力优势

法拉第未来已经决定采用LG Chem公司的21700圆柱形电池,电池组的功率可以达到130 kW,额定电压略高于400 V。法拉第从其潜在供应商处选择对应型号的电池,但最终更青睐LG公司的电池。其电池系统,有着较高的能量密度,还配备有专门的液态冷却热管理系统。该电池系统集成安装到了FF91的底盘上,虽然质量较大,但并不影响车辆操控性能。

车上配备的3个电机和变频器都由法拉第工程师设计,电机直接使用油冷却,变频器则为公司的首个专利产品。变频器的功率密度比任何一家竞争对手的产品都要高出30%,其功率密度与沃蓝达的功率密度相比较,高出其2倍还多。变频器直接集成到电机上与驱动单元组装,使总成体积庞大。

由法拉第设计的前置变速箱采用步进行星排列方式,并委外制造。变速箱的减速比为6.5:1,将动力传递到传统的开式差速器上。而位于后端左侧和右侧的电机/变频器的组合具有同样6.5:1的减速比。后端并未设置差速器,可使两个电机像开式差速器一样运转或者应用一个扭力分配器,相比传统机械式传动可以更高频次地使用扭力分配系统。

FF91设计了四轮转向系统,在加速或减速工况下,能保证车辆的转向稳定性。其线性持平的转向表现,可使车辆在偏航时直接形成转向输入角。这个优点能与扭力分配系统结合,甚至在紧急加速或减速时,其仍具备良好的响应性。在制动或差速扭矩分配系统工作中,没有发生潜伏的故障、延迟及滞后的转向失效。

3未来的性能

从β车型的试验结果来看,FF 91的工程师针对论断进行了大量比较。早期0~96 km/h的加速目标时间设定在3.8~3.9 s的范围内。但随着技术发展,法拉第意识到客户实际上很少会采用0~96 km/h的大幅加速,但仍想购买一台在加速性能方面更为优越的车,该指标会直接影响到客户的选择。客户的选择主要包括特斯拉汽车以及保时捷汽车,由于其具备更优越的性能。所以法拉第决定大力推动项目研发,使其产品具备短于3.8 s的加速水平。

FF 91在2017年拉斯维加斯国际消费类电子产品展览会(CES)上亮相时,公司官员对于该车型曾夸夸其谈,称其0~96 km/h的加速时间将达到2.39 s。法拉第为此进行了一系列的研究活动,包括利用虚拟工程分析,以不断提高能力水平来掌握当前的技术。在进行设计时,考虑到机械零件结构寿命的疲劳期,法拉第0~96 km/h的加速时间需下降至2.5 s。如要在2 s内展示其全部动力性能,可谓是一个非常短的试验开发时段,法拉第通过试验也积累了一些关于车型匹配与预测能力的经验。

目前一些FF 91β车型已经通过了碰撞试验并满足国际标准,且位于紧凑车型内的动力系统在碰撞后能得以完整无缺。可输送522 kW功率的后轴,在出现碰撞事故时,可保障整车安全性,并且对于整个驱动系统而言,不存在任何弊端。

关于未来的发展方向,法拉第透露直至2018年底,将会保障生产过程的有序进行。改善后的电池化学成分使能量密度提高10%~20%,但是即将出现的其他技术正在困扰着法拉第的工程师。或许在未来10年时间内,锂金属的应用将更为广泛,与此同时仍有一些制造领域的技术挑战,但法拉第期望的是能量密度的不断提升和成本因素的控制。

就市场选择而言,当电动车领域真正出现技术转折点时,部分很少使用的材料可能变得更加稀缺。例如,锂、镍和钴等材料。目前,法拉第对车辆无线充电技术也充满兴趣。

4建立工厂

在2018年底,法拉第公司的目标是第一台FF 91汽车的上市。2017年8月法拉第未来与位于加利福尼亚汉福德的一个新制造厂签订了租约。在宣布新工厂址后,来自超过300个公司的员工加入了法拉第。其战略性地在美国两大电动汽车市场洛杉矶和硅谷之间选择建厂,以此具备更显著的地理优势。

法拉第的新生产厂址是其承诺于2018年底使FF 91上路行驶的最新证明。法拉利全球制造副总Dag Rechorn对此解释道,新厂址的建设仍在持续进行,先前的承租人已于2017年底离开。该新厂址的测量面积可达92 900 m2,并将雇佣约1 300个工人进行3班次轮换作业,以保证项目的正常进行。

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