關於FF91電動車的分析介紹

2020-11-30 電子發燒友

關於FF91電動車的分析介紹

汽車與新動力Mik 發表於 2019-08-15 15:45:48

1 表現亮眼

雖然2017年出現財政問題使法拉第未來困擾不已，但對於旗下品牌車型EV FF91的開發工作仍在繼續。目前已有29臺樣車正在進行評審，包含一臺競賽車型，這臺競賽車今年的表現令人眼前一亮，已完成了歷史上著名的20 km派克峰爬山賽。

法拉第工程總監Savagian提到，FF 91這款車型具有很好的前期規劃，當前其開發過程已進行到β階段，這意味著其正以量產車型的狀態進行開發，因此所有系統都在參與試運行，到了後期技術成熟階段則會採用γ型設計。法拉第對其所要進行設計的特徵和內容有著深刻理解，並在量產車上得以實現。

第一輛β車型於2016年9月開始試驗,試驗基於一個可升級的可變平臺結構（VPA）。同時，官方聲稱在該車型在第二次充電之前，可行駛長達608 km的距離。

在2017年7月，法拉第工程師Robin Shute駕駛一臺β型FF91，挑戰擁有156個彎道的派克峰賽道，用時為11 min 25.083 s，打破了由特斯拉之前在2016年創下的紀錄，FF 91比特斯拉提前了20 s。但就目前而言,打破紀錄並非開發團隊的首要目標。

派克峰賽道對車輛的推進系統和熱管理系統是一個極大的挑戰，需在極限情況下保證車輛正常運行。電驅動系統和新產品開發系統總監Sabagian，在通用汽車工作了25年後來到法拉第，他認為法拉第已經對車輛駕駛動態以及仿真進行了試驗驗證，且對電池熱管理系統進行了最佳標定，並有了真正的突破。

FF 91在車體後端配置了兩臺電機，車體前端則有一臺電機。經熱管理模型預測，汽車從開始攀爬海拔1 300 m的山峰直到賽程結束，複雜的使用過程將使該車趨於其性能極限。車輛採用300 kW 的平均功率上山可能會使整車超負荷運轉，但實際上，電機和變頻器表現依舊穩定，一定程度上可能低估了整車系統的實際隔熱能力。

在賽道終點線處，FF 91的電池依舊完好無損，整個電池單元能夠通過過熱性能試驗，該優勢並非所有EVs都具備。法拉第對電池系統有著充分認識，Robin在操控過程中使整車趨於性能極限，但是該操控過程和龐大的電池系統給法拉第帶來了新的挑戰。該車型電池管理系統內子系統之間的連接存在一定問題，其密封和電池液體的冷卻系統也有著一定的技術劣勢。由於所有的應力，位移，彎矩和電池系統等相關影響，使密封環變得較為松馳。此類現象在之前的開發試驗過程中從未出現。但通過競賽跑道，加快了開發進程。

2 集中動力優勢

法拉第未來已經決定採用LG Chem公司的21700圓柱形電池，電池組的功率可以達到130 kW，額定電壓略高於400 V。法拉第從其潛在供應商處選擇對應型號的電池，但最終更青睞LG公司的電池。其電池系統，有著較高的能量密度，還配備有專門的液態冷卻熱管理系統。該電池系統集成安裝到了FF91的底盤上，雖然質量較大，但並不影響車輛操控性能。

車上配備的3個電機和變頻器都由法拉第工程師設計，電機直接使用油冷卻，變頻器則為公司的首個專利產品。變頻器的功率密度比任何一家競爭對手的產品都要高出30%，其功率密度與沃藍達的功率密度相比較，高出其2倍還多。變頻器直接集成到電機上與驅動單元組裝，使總成體積龐大。

由法拉第設計的前置變速箱採用步進行星排列方式，並委外製造。變速箱的減速比為6.5:1，將動力傳遞到傳統的開式差速器上。而位於後端左側和右側的電機/變頻器的組合具有同樣6.5:1的減速比。後端並未設置差速器，可使兩個電機像開式差速器一樣運轉或者應用一個扭力分配器，相比傳統機械式傳動可以更高頻次地使用扭力分配系統。

FF91設計了四輪轉向系統，在加速或減速工況下，能保證車輛的轉向穩定性。其線性持平的轉向表現，可使車輛在偏航時直接形成轉向輸入角。這個優點能與扭力分配系統結合，甚至在緊急加速或減速時，其仍具備良好的響應性。在制動或差速扭矩分配系統工作中，沒有發生潛伏的故障、延遲及滯後的轉向失效。

3 未來的性能

從β車型的試驗結果來看，FF 91的工程師針對論斷進行了大量比較。早期0～96 km/h的加速目標時間設定在3.8～3.9 s的範圍內。但隨著技術發展，法拉第意識到客戶實際上很少會採用0～96 km/h的大幅加速，但仍想購買一臺在加速性能方面更為優越的車，該指標會直接影響到客戶的選擇。客戶的選擇主要包括特斯拉汽車以及保時捷汽車，由於其具備更優越的性能。所以法拉第決定大力推動項目研發，使其產品具備短於3.8 s的加速水平。

FF 91在2017年拉斯維加斯國際消費類電子產品展覽會（CES）上亮相時，公司官員對於該車型曾誇誇其談，稱其0～96 km/h的加速時間將達到2.39 s。法拉第為此進行了一系列的研究活動，包括利用虛擬工程分析，以不斷提高能力水平來掌握當前的技術。在進行設計時，考慮到機械零件結構壽命的疲勞期，法拉第0～96 km/h的加速時間需下降至2.5 s。如要在2 s內展示其全部動力性能，可謂是一個非常短的試驗開發時段，法拉第通過試驗也積累了一些關於車型匹配與預測能力的經驗。

目前一些FF 91β車型已經通過了碰撞試驗並滿足國際標準，且位於緊湊車型內的動力系統在碰撞後能得以完整無缺。可輸送522 kW功率的後軸，在出現碰撞事故時，可保障整車安全性，並且對於整個驅動系統而言，不存在任何弊端。

關於未來的發展方向，法拉第透露直至2018年底，將會保障生產過程的有序進行。改善後的電池化學成分使能量密度提高10%～20%，但是即將出現的其他技術正在困擾著法拉第的工程師。或許在未來10年時間內，鋰金屬的應用將更為廣泛，與此同時仍有一些製造領域的技術挑戰，但法拉第期望的是能量密度的不斷提升和成本因素的控制。

就市場選擇而言，當電動車領域真正出現技術轉折點時，部分很少使用的材料可能變得更加稀缺。例如，鋰、鎳和鈷等材料。目前，法拉第對車輛無線充電技術也充滿興趣。

4 建立工廠

在2018年底，法拉第公司的目標是第一臺FF 91汽車的上市。2017年8月法拉第未來與位於加利福尼亞漢福德的一個新製造廠籤訂了租約。在宣布新工廠址後，來自超過300個公司的員工加入了法拉第。其戰略性地在美國兩大電動汽車市場洛杉磯和矽谷之間選擇建廠，以此具備更顯著的地理優勢。

法拉第的新生產廠址是其承諾於2018年底使FF 91上路行駛的最新證明。法拉利全球製造副總Dag Rechorn對此解釋道，新廠址的建設仍在持續進行，先前的承租人已於2017年底離開。該新廠址的測量面積可達92 900 m2，並將僱傭約1 300個工人進行3班次輪換作業，以保證項目的正常進行。

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