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700英里的解决方案:为什么福特放弃了电动F-150

福特已正式结束F-150 Lightning的生产,取而代之的是配备燃气发电机和700+英里续航里程的增程型电动汽车(EREV)。我们分析了纯电动牵引失败背后的物理原因,以及为什么EREV是工作卡车不可避免的未来。

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机器翻译

本文由英文原文自动翻译而成。 阅读英文原文

一辆未来主义的福特F-150卡车在沙漠环境中拖着重物,示意图叠加显示了电池和燃气发电机动力总成。

这场实验结束了。多年来,福特一直试图说服皮卡车主,每跑100英里就停下来充电——尤其是在拖拽重载时——是”冒险的一部分”。如今,福特正式终止了全电动版F-150 Lightning。

在本周宣布的一项惊人转向中,福特官方确认,虽然Lightning这一名称可能会保留,但纯电动(BEV)架构将被弃用。其继任者将是一款增程式电动汽车(EREV)——由电动机驱动,但搭载一台车载汽油发电机,可在行驶中为电池充电。

承诺是什么?700英里总续航和”不打折扣”的拖拽能力。

一位福特高管解释道:“普通客户一年中十分之九的日子可以仅靠电力出行。""它能够在拖拽时保持不缩水的续航,这对皮卡车主来说意义重大。”

这不仅仅是产品层面的调整,更是对物理规律的妥协。以下是福特别无选择、只能重新带回油箱的原因。

失败的物理根源:为何纯电动皮卡无法拖拽

要理解Lightning为何作为一款工作皮卡失败,就必须看清能量密度问题。

轿车受益于空气动力学设计,皮卡则不然。当你给皮卡挂上7000磅的箱式拖车时,空气阻力便成为消耗能量的主要因素,在高速行驶时往往能让能耗翻倍甚至增至三倍。

能量密度计算

  • 汽油:~\12,000 Wh/kg
  • 锂离子电池:~250 Wh/kg

按重量计算,汽油的能量密度几乎是当前电池的50倍。对于日常通勤轿车来说,这无关紧要,因为驱动一辆流线型轿车行驶30英里所需的能量并不高。但拖着一块”砖头”迎风前行,却需要持续巨大的功率输出。

当一辆标准版F-150 Lightning拖拽较重负载时,续航会从320英里骤降至约100-120英里。对于承包商或拖着船去湖边的人来说,这种实际可用续航焦虑让车辆几乎毫无用处。

若要让纯电动皮卡实现”真实”的300英里拖拽续航,福特基本上需要将电池容量翻倍至250 kWh以上。这将导致:

  1. 增加数千磅”寄生重量”(光是移动自身就要消耗能量的重量)。
  2. 将车辆价格推高到远超$100,000。
  3. 将载重能力压缩到接近零。

EREV解决方案:两全其美?

福特的新战略与Ram 1500 Ramcharger如出一辙,后者最近刚刚亮相,采用了类似的架构。这不是传统混合动力

在传统混合动力车(如Prius或F-150 PowerBoost)中,汽油发动机通过机械结构连接车轮。而在EREV中,汽油发动机仅作为发电机(genset)使用,发动机与车轮之间没有机械连接。

工作原理

  1. 电驱动:车轮始终由高扭矩电动机驱动,保留电动车的瞬间扭矩和平顺拖拽体验。
  2. 电池:更小的电池(可能是90-100 kWh,而非131 kWh)可提供约100-150英里纯电续航,满足通勤或工地往返等日常用途。
  3. 发电机:当电池电量低于某一阈值(或开启”拖拽模式”)时,汽油发动机启动发电,直接为电机供电或为电池充电。

这一架构解决了电动皮卡的两大难题:成本拖拽续航

通过缩小电池,福特可将物料成本削减约$10,000到$15,000。随后,这部分成本被一台廉价、大规模生产的内燃机所取代。最终得到的是一辆驾驶感受像电动车、但在需要干活时加油方式像柴油车的皮卡。

“Project T3”转向

多年来,福特一直将”Project T3”(Trust The Truck)吹捧为其”Millennium Falcon”——一个面向未来的专属电动平台。如今看来,T3已经蜕变,或被这个EREV平台所取代。

这次转向承认了一个残酷事实:电池技术进步的速度,尚不足以在重型拖拽场景下超越汽油的能量密度。

尽管固态电池在实验室中承诺达到500 Wh/kg,但距离汽车级大规模量产仍有数年之遥。福特不能一边等待物理学突破,一边将皮卡市场拱手让给Ram或通用汽车的Silverado EV(后者目前仍坚持采用大电池方案)。

竞争对手:Ram赌对了

福特实际上是在承认,Ram的母公司Stellantis此前做出了正确判断。去年发布的Ram 1500 Ramcharger采用了与福特如今完全相同的架构,其参数也预示着新款F-150可能的样子。

  • Ramcharger参数
    • 电池:92 kWh(液冷)
    • 发电机:3.6L Pentastar V6(持续输出130 kW)
    • 续航:总计690英里(纯电145英里 + 燃油545英里)
    • 拖拽能力:14,000 lbs

如果福特的目标是”700+英里”,显然是想压过Ram的690英里数据。理想情况下,福特会采用类似的配置,例如将约90 kWh电池与一台高效发动机搭配,比如2.3L EcoBoost,或一款专为稳定状态发电优化的自然吸气发动机。

这里的关键差异在于发电机功率。Ramcharger的130 kW发电机足够强劲,即使电池耗尽,也能在拖拽时维持高速巡航。这正是拖拽型EREV的”秘诀”:汽油发动机必须足够大,以应对持续负载,而不仅仅是平均负载。

“续航膨胀”陷阱

这一转变也突显了业界对”续航膨胀”日益清醒的认识。要让纯电动皮卡拖拽300英里,就需要接近200+ kWh的电池(如雪佛兰Silverado EV预计搭载的电池包)。

这是巨大的资源配置低效。一块200 kWh电池所消耗的锂、钴、镍,足以制造:

  • 两台Ramcharger式EREV(各90 kWh)。
  • 四台标准版Model 3(各50 kWh)。
  • 一百台轻混动车(各2 kWh)。

把200 kWh电池装进一辆日常只用到其中10%容量的皮卡里,从技术上讲,整个行业是在浪费全球有限的电池供应。对于这一车型类别,EREV方案可以说更具可持续性:它实现了95%行驶里程(即日常通勤)的电动化,同时无需常年背负数千磅仅在年度公路旅行中才需要的”死重”电池容量。

$195亿的现实检验

这次转向代价不菲。福特宣布,其电动车投资可能面临**$19.5 billion减记**。这等于承认,基于过于乐观的普及曲线而投入纯电动工厂和电池厂的资金,被错配了。

然而,股市往往奖励这种”撕掉创可贴”的举动。通过及时止损一款消费者不买账的产品(纯电动Lightning),转向一款他们购买的产品(700英里续航的EREV),福特正在让自己的工程路线与客户的钱包保持一致。

这是纯电动皮卡的终结吗?

未必,但它是通用型纯电动皮卡的终结。

小型生活方式电动皮卡(如用于露营的Rivian R1T,或Cybertruck——管它Cybertruck车主用来做什么)仍会采用纯电动架构,因为它们的车主很少会拖拽重物跑500英里。

但对于”工作皮卡”细分市场——福特业务的核心——EREV是更优的工程解决方案。它将动力产生(汽油)与动力输出(电动机)解耦,使发动机能够始终运行在最佳效率转速,而不必随车流忽高忽低地换挡提速。

福特承诺”700英里”续航,正是直击扼杀第一代Lightning的续航焦虑。通过保留电驱、带回油箱,福特押注:皮卡买家对”拯救地球”的在意程度,远不如他们对一路不停、不必在Walmart停车场耗上一个小时就能抵达营地的在意程度。

他们几乎肯定是对的。

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