说起汽车动力分流混动技术,多数人会第一个想到丰田。世界上动力分流技术不只是丰田,很多东西从来不是表面上所看到的那样简单。福特首款混动Escape Hybrid 2004年量产,虽晚于丰田的1997年,但福特混动领域涉足时间和功力都和丰田相当甚至更长。

2004年福特escape hybrid

1997年丰田普锐斯
近日长安福特锐界L混动发布,福特混动系统才稍稍引起国内人们留意,很多人还以为福特剽窃丰田的ths混动系统。无需重提福特曾经辉煌的历史,也不必否认国内目前福特孱弱的品牌溢价,今天只从历史渊源和技术开发层面聊聊福特的动力分流混动系统:

全新锐界L
一、关于动力/功率分流技术
功率分流说法最早来源于TRW公司(以前很牛掰的公司,可自行百度)的概念,福特后来改进后去申请过专利,丰田当然也改进了有了第一代THS。1992年福特率先和爱信联合研发混动技术,1995年两家合作开发的混动专利(US5419406)开始生效;丰田的混动专利(US5904631)1999年生效;两者技术理念几乎相同,按照正常程序丰田必须向爱信和福特支付高额的专利费用,但是爱信和福特的专利里偏偏提到了一句“电机和减速齿轮同轴布置来驱动左右车轮”把自己专利范围限制了,于是鸡贼的丰田将两个电机和发动机同轴,并与减速齿轮输出轴错开,绕开了前者专利的同轴限制。但最终里面还是有部分绕不开的专利,于是丰田2004年和福特进行了专利交叉授权。据说福特有21项核心的结构原理专利,而丰田的专利绝大部分是系统控制以及能量流管理方面,结构原理专利只占很小一部分,这也是整个福特和丰田共用同一套系统原理的由来。

动力分流技术典型结构:行星齿轮组
二、福特混动开发轴线
2003年福特研发第一代MHT(P2构型)的混合动力变速器;
2004年福特第一款混合动力车Escape Hybrid面世,采用爱信制造HD-10 功率分流系统;
2009年福特Escape/Fusion搭载福特优化系统结构的爱信HD-20功率分流变速器,同年正式立项启动自主研发第三代功率分流系统。
2012年福特开始自主研发初代HF35(HEV和PHEV两版),并用于Fusion、MKZ等车型。
2017年福特混动二代HF45 上市,系统功率和效率提升,匹配更大车型,覆盖福特全系。
2019年福特研发出第四代MHT(P2构型)混动变速器,搭载在Explorer、F150等大型和重型车上。

福特电气化之路
小结:福特在A级及以下车型,采用纯电动,共享大众MEB平台,Mustang 也纯电化了;中级平台基本都采用自家的HF35/45/55动力分流平台;大型和重型车采用MHT平台。
三、技术原理
1. 福特混动结构:
福特混动系统由行星齿轮组、两台高速扁线油冷双电机(发电机/驱动电机)和电控器组成,通过太阳轮、行星齿轮架、齿圈,分别连接发动机和电机,实现不同工况下的动力分流、融合与调整转速的果。

HS混动内部结构示意图
相对丰田THS,福特HF混动系统没有设计离合器和断开机构,结构更简单,重量更轻、体积更小,可靠性相对更高,但对电控和调校要求也更严格。像丰田THS混动车型发动机介入或者是急加速时,抖动、噪音大、踏板共振等问题理论上不会在福特混动车型上发生。另外结构上另外一处不同就是前面提到的THS变速器为规避专利采取了不同轴设计。

福特HF混动(同轴)架构示意图

丰田ths混动(不同轴)架构示意图

异曲同工
2.工作模式
福特HF55混合动力系统可以根据车辆的不同工况,实现发动机电动机直接驱动的并联模式,也可以实现发动机带动发电机,发电机带动电动机的串联模式,还可以实现发动机既参与车辆驱动,也参与发电的混联模式。

2.1 纯电驱动:在电量充足且功率需求较小时(轻加速或稳定车速时),采用纯电驱动模式。
2.2 混合驱动:在功率需求较大时,采用混合驱动工作模式。
2.3 电力助力混合驱动:在混合驱动工作模式下,当有额外的功率需求时,高压电池给电机提供额外的电力补偿。
2.4 驻车充电:停车模式下,电池电量较低时发动机会被启动以带动发电机给电池充电,系统进入驻车充电模式。
2.5 再生制动:刹车或松开油门时。发动机停止喷油,电动机MG2工作于发电机模式,将动能转化成电能向电池充电,以备后用。
3.技术优势
3.1 福特HF55属于福特最新的第三代混动,采用变速箱和电控集成化设计,内部配置升压模块,采用油、水双重冷却,小体积优势明显。

参考对比
3.2 采用高速扁线油冷电机,可输出最大140kW/320N·m 动力,得益于其驱动速比,纯电最高车速为85mph(137公里/小时),远高于丰田的40mph(64公里/小时)。
3.3 采用低镍NCM111三元锂电芯,相比传统镍氢电池在过充、高温和高冲击耐久度方面安全性更高,使用寿命更长,同时能量密度、放电倍率也更加有优势。

比亚迪锂电池
3.4 采用第五代2.0T ECOBOOST双涡轮增压直喷发动机,最大功率202kW、最大扭矩405N·m,同级别车中这动力几乎无出其右。

全新锐界L混动有足够的技术实力和技术底蕴,也有更好的空间和舒适性表现,至于市场表现我想只剩一个合适的价格了吧。价格决定命运……
最后请尊贵的锐界圈主推荐加精!