混动百科 | 3500字看懂全新长安福特混动系统

电动邦王元祺

2023-02-17

除了丰田，福特也是功率分流的元老！

长安福特混动系统示意图

常读鄙人混动专栏的读者应该对「功率分流」（即「Power Split」，亦称「动力分流」）不会陌生，当然啦，从目前来看，更多的主机厂选择的是以「串并联式」混动变速箱构型，只有丰田的「THS混动系统」依然坚持搭载在主流畅销产品上，并积攒着不错的口碑。

其实，翻一翻「功率分流」的族谱，大家会发现，可以说，在丰田汽车在研发「THS混动系统」伊始，其实还有一位同时代的『合伙人』，那就是福特汽车。今儿个容我借着长安福特刚刚发布的车型——「长安福特锐界L」，聊一聊其所搭载的长安福特的全新混动系统。

■ 起步是真的早

「功率分流」的概念或许并不是由主机厂提出，而源自一些拥有强大技术积累的OEM，有一种说法其源自TRW的某项专利技术（亦或说是一种工程理念）。随着时代的变迁，在那个世纪之交，对未来新能源技术发展尚在大方向探讨的年代，丰田与福特就开始对「功率分流」技术进行改进，其中福特在混动系统的构型方面，提前申请了不少专利。而丰田则是在控制系统以及能量流管理方面中拿下了不少专利。

到了产品化的阶段，两家人一对眼才发现，貌似在这个阶段都绕不开对方的一些专利，那咋办呢？那就进行『专利交叉授权』吧。于是在福特在「功率分流」技术方面便有了以下的历史（非全部历史）：

2004年福特第一款

混动SUV福特Escape Hybrid面世（采用爱信代号为「 HD-10」的功率分流变速器」），2006年爱信将纵置版的「HD-10」用在了「Lexus GS 450h」等车型上；

2008款福特Escape Hybrid

2009年福特Escape/Fusion/Mercury Milan Hybrid 搭载了爱信代号为「HD-20」的功率分流变速器，较前一代产品，优化了系统结构和速比，提升了系统效率。同年福特正式立项启动第3代功率分流系统的开发；

福特第3代功率分流系统示意图

2012年福特发布了基于自主开发的「HF35」的功率分流变速器，应用在Fusion、C-Max、MKZ等车型上，同时发布HEV和PHEV两个版本，正式走上了完全自主设计、开发、制造的路线；

2017年福特优化改进的「HF45」功率分流变速器问世，较前一代系统，进行了集成化设计，提高了系统功率，提升了效率，匹配更大车型。

福特两代混动变速器对比示意图

根据我收集到的资料，从「HD-10」到「HF45」（具体来说是「HD-20」到「HF35」）的结构最大变化在于，当年福特自研功率分流变速器优化取消了两个组件：一个是位于发动机后段的「单向离合器」，另一个是则是用于锁死「太阳齿轮」的「制动器」。

单向离合器示意图（动图）

「单向离合器」（即「One-way Clutch」，简称「OWC」）：使得动力在一定的条件下，只能从一个转动方向传递。比如我们在第二代「THS混动系统」上看到的「单向离合器」，其具体作用，实现了「发电机」（MG 1）和「发动机」的部分脱开，从而避免「发电机」反拽「发动机」。比如「发电机」在启动「发动机」后，「单向离合器」即会锁死（依靠「发电机」的转速作为锁死的判断标准）；

「制动器」（即「Brake」）：简单来说就是用来锁死「行星齿轮组」中某一个组件，此前在讲解吉利的「DHT Pro」中，我们曾经很详细的从结构和原理上分析过，基本所有的汽车变速器里都会有这个组件。

从迭代逻辑来看，福特显然是想通过几代的集成化迭代，利用全新自研的系统控制及能量流管理系统的优势，最终，减少混动变速器的机械部件，从而减轻重量，减小体积，为功率更高的「发动机」和「电机」留出更多的空间，亦可使得整套动力总成可以适配更多的车型。故此，接下来我们来看看搭载在「长安福特锐界L」上的全新「长安福特混动系统」有什么特点。

■ 令人眼馋的『大马力』

在本次「长安福特混动技术沟通会」（后简称「沟通会」）上，令我印象最为深刻的就是这枚「第5代2.0T的EcoBoost双涡流涡轮增压直喷发动机」（后简称「第5代EcoBoost发动机」），额定功率202kW，最大扭矩405 N·m。这个参数在目前一众以1.5T为主的「混动发动机」中，绝对算是大马力了。这里要说明一下，长安福特并不是想要『大力出奇迹』，而是通过多项技术，平衡性能与油耗之间的关系。

第5代EcoBoost发动机

比如「第5代EcoBoost发动机」采用「进气道喷射」与「高压直喷」（350bar）的「双喷射技术」，在不同工况下，改变喷油的方式，兼顾匀速时的低油耗和功率需求大时的动力性。而目前大部分以省油为目的的混动动力总成，往往会用「阿特金森/米勒循环发动机」来强制省油。此外，「第5代EcoBoost发动机」）还优化了「涡轮增压器」的「双涡道」设计和「电子控制废气阀」等关键部件。

长安福特锐界L

所以，我们可以看到「第5代EcoBoost发动机」在动力、油耗、排放及NVH四大维度较上一代的产品有了许多的提升，从「沟通会」公布的数据来看，哪怕是车长5米、轴距近3米的大7座「长安福特锐界L」，仍可实现零百加速7.1秒，WLTC百公里油耗6.31升，续航超1000公里。

长安福特混动变速器示意图

而从「混动变速器」的爆炸图中，我们可以发现其一大特点，即『化繁为简』：「双电机」的电驱部分，单排的「行星齿轮组」以及用于控制的「逆变器总成」被高度地集成在一起，让人看到了最原汁原味的「功率分流变速系统」（E-CVT）。

长安福特混动变速器工作模式示意图（动图）

「沟通会」上并未详细地透露「长安福特混动系统」的全部技术参数和全面的工作原理，这里结合此前我对第三代福特混动系统的理解，我将全新「长安福特混动系统」的工作模式分为以下5种：

纯电模式：在车辆起步或低速行驶时，「高压电池」为以驱动和动能回收为主的「电机」（即图中「MG 2」）提供电能，「MG 2」的动力沿着「中间轴」最后将动力输出至「车轮」；

混动模式：随着车速提升，功率需求逐步变大，「发动机」启动进入工作状态，部分功率用于驱动。「发动机」的部分功率分配给主要用于发电的「电机」（即图中「MG 1」）发电，电能供给「MG 2」，富余的电量可以储存到「高压电池」中。最终「发动机」和「MG 2」的动力在「中间轴」上汇合，最终输出至「车轮」；

电助力混动模式：当瞬时功率需求较大时，比如超车时，「MG 1」所发的电能不能满足「MG 2」，此时「高压电池」同时也为「MG 2」供电，该模式简单的字面理解就是——『电池助力』混动模式；

驻车充电模式：停车时，「发动机」在怠速阶段，可以视「高压电池」的SOC情况，带动「MG 1」进行补电；

动能回收模式：制动时，轮端的制动能通过「MG 2」转化为电能储存到「高压电池」。

当然啦，以上这些模式都将通过「整车控制系统」（即「VCU」）进行最佳效率精确计算，自动匹配到最佳动力输出模式，使整个混动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。

低镍NCM111三元锂电芯

此外，「长安福特混动系统」在与「混动变速器」所配套的「电机」和「电池」方面也拥有自身的技术特点：

「电机」：采用高效的高速扁线油冷双设计，使得工作效率更高；

「电池」：电芯采用全新「低镍NCM111三元锂电芯」，特点是热扩散风险低，使用寿命持久。封装过程中采用的一体式水冷系统，其特点是散热性能较强。

而整套动力总成在上车前经历了严苛的安全和耐久验证，比如「第5代EcoBoost发动机」经历了超1000小时的结构疲劳耐久试验、冷热冲击耐久试验和系统耐久试验等，保障发动机在全使用周期内的安全可靠；「电池」则通过过充、针刺、海水浸泡、盐雾、跌落、高低温冲击和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。

■ 最后

以上便是本次浅谈的全部内容，关于新一代「长安福特混动系统」的干货讲解，就留到官方给出更多的详细资料了，到时候我们在『干货篇』中再来好好扯掰。

2008款福特Escape Hybrid的尾标

说实话，本文对于福特的混动技术分析的还是比较粗浅，鄙人也有一些意犹未尽。因为除了福特除了「功率分流」的混动解决方案，还研发过一系列基于「P2架构」的混动系统（比如2019年左右的福特 F150搭载的是第四代「MHT混动系统」），而所有的混动系统又离不开与电相关的技术储备，故此这又与「福特电马Mustang」有着千丝万缕的关系……

故此，这就不是单聊一项技术了，而是在看福特汽车全球新能源的布局，那可是一个大大的故事了。所以，坑先挖着，至于填不填……就看大家是不是『素质三连』了~~