Kiedy każdy milimetr ma swoją cenę
Prezentacja nosiła nazwę „Ford Bounty Hunters: The Pursuit of Efficiency”, czyli w wolnym tłumaczeniu „Łowcy nagród Forda: poszukiwanie efektywności”. Na jej czele stanął Alan Clarke, kierownik projektu z bogatym doświadczeniem przy tworzeniu Tesli Model S i jej następców, który dołączył do Forda w styczniu 2022 roku. Wydarzenie było okazją do szczegółowego omówienia zarówno metodologii organizacyjnej, jak i konkretnych decyzji inżynieryjnych podjętych podczas projektowania platformy UEV.
Nazwa „bounty hunters” nawiązuje do wewnętrznego systemu zarządzania celami inżynieryjnymi, a nie do żadnego dosłownego znaczenia. Ford zidentyfikował fundamentalny problem trapiący tradycyjne procesy rozwoju samochodów: poszczególne działy pracowały w izolacji, optymalizując własne komponenty bez świadomości, jak ich decyzje wpływają na końcowy koszt pojazdu lub zasięg, którym będzie dysponował klient.
Odpowiedzią na ten problem było przełożenie każdego możliwego kompromisu projektowego na konkretną wartość ekonomiczną i liczbę kilometrów zasięgu. Gdy zespoły odpowiedzialne za aerodynamikę i wnętrze zastanawiały się nad wysokością dachu kabiny, obie dysponowały tą samą tabelą konwersji: każdy dodatkowy milimetr wysokości oznacza 1,30 dolara dodatkowego kosztu baterii lub 88 metrów mniejszego zasięgu. Ten wspólny mianownik sprawił, że działy zaczęły rzeczywiście dążyć do tego samego celu, a gdy jeden zespół osiągał swój cel, poprzeczka była podnoszona jeszcze wyżej, utrzymując dynamikę ciągłego doskonalenia przez cały cykl rozwoju.
Aerodynamika jak w Formule 1
W obszarze aerodynamiki kluczową rolę odegrał Saleem Merkt, starszy dyrektor ds. zaawansowanej aerodynamiki pojazdów elektrycznych, który wywodzi się ze świata Formuły 1, NASCAR-u i WRC. Podkreślił on, że ponad połowa inżynierów pracujących przy projekcie UEV ma bezpośrednie doświadczenie w F1. Metodologiczny wpływ tego środowiska jest bardzo konkretny: tunel aerodynamiczny, zazwyczaj wykorzystywany dopiero na końcowych etapach walidacji projektu, został włączony do procesu twórczego od samego początku prac.
Aby przyspieszyć tempo testów, prototypy zbudowano w modułowej architekturze przypominającej klocki LEGO, w której elementy wykonane metodą druku 3D i obróbki mechanicznej można było wymieniać w ciągu kilku minut. Precyzja tych części pozwoliła na bezpośrednie skorelowanie danych z tunelu aerodynamicznego z modelami obliczeniowej dynamiki płynów (CFD), tworząc ciągłe powiązanie między testami fizycznymi a symulacją cyfrową. Zespół od podstaw zbudował również własne cyfrowe narzędzia do analizy aerodynamicznej, z nowymi przepływami danych i spersonalizowanymi wizualizacjami.
Efekty tej pracy są imponujące: osiągnięta efektywność aerodynamiczna jest o ponad 15 procent lepsza niż w przypadku jakiegokolwiek innego pickupa średniej wielkości dostępnego obecnie na rynku. Ford przelicza to wprost na zasięg: gdyby baterię UEV zamontowano w najbardziej aerodynamicznym benzynowym pickupie średniej wielkości dostępnym obecnie w USA, pojazd uzyskałby około 88 dodatkowych kilometrów zasięgu, co oznacza poprawę o 15 procent – wzrastającą nawet do 30 procent podczas jazdy autostradą przy utrzymanych wysokich prędkościach.
ZOBACZ RÓWNIEŻ: Elektryczne Fordy – modele, zasięgi, aktualne promocje. Co można kupić i za ile?
Szczegóły aerodynamiczne
Praca nad aerodynamiką objęła niemal każdy element pojazdu, a każda interwencja została przeliczona na konkretny zysk zasięgu. W dolnej części auta podwozie zoptymalizowano poprzez usunięcie wystających łbów śrub i poprowadzenie przepływu powietrza wokół przednich opon i zawieszenia w kierunku tylnych kół, tak aby turbulencje generowane przez przednie koła były kierowane ku tylnym, skutecznie chroniąc je przed szybkim przepływem powietrza przy wysokich prędkościach. Ta interwencja w obszarze podwozia zapewnia dodatkowe 7,2 kilometra zasięgu.
W przypadku bocznych lusterek zewnętrznych dwa niezależne siłowniki odpowiedzialne za regulację lustra i jego składanie zastąpiono jednym mechanizmem wykonującym obie funkcje jednocześnie. Dzięki eliminacji luzu niezbędnego do niezależnego ruchu szyby obudowę lusterka udało się zmniejszyć o ponad 20 procent objętości, nadając jej bardziej aerodynamiczny kształt. Efekt to dodatkowe 2,4 kilometra zasięgu. Linia dachu zaś przyjmuje profil łzy przedłużony poza tylną klapę ładunkową, tworząc wirtualną powierzchnię nad skrzynią ładunkową, dzięki której pojazd zachowuje się aerodynamicznie jak skrzynia pozbawiona burt, co znacząco zmniejsza opór powietrza przy wysokich prędkościach.
Każda z tych decyzji projektowych, nawet ta dotycząca zewnętrznych lusterek, była wynikiem dokładnej analizy i testów przeprowadzanych równolegle w tunelu aerodynamicznym i za pomocą symulacji CFD. To właśnie ta metodologia – oparta na ciągłym pomiarze i porównywaniu każdego rozwiązania z alternatywami – pozwoliła zespołowi inżynierów osiągnąć wyniki niespotykane dotąd w segmencie pickupów. Podejście „każdy kilometr zasięgu ma swoją cenę” przełożyło się na realne i mierzalne korzyści dla przyszłego kierowcy.
Mniej kabli, mniej modułów, mniej kosztów
Architektura elektryczna platformy UEV została zaprojektowana w całości w obiektach Forda i zintegrowana z resztą zespołu projektowego od samego początku prac. Zamiast 30 elektronicznych modułów sterujących (ECU) rozproszonych po całym pojeździe, co jest typowe dla konwencjonalnych samochodów elektrycznych, UEV skupia całe zarządzanie w pięciu modułach, a elektronika zasilania jest skoncentrowana w jednym kompaktowym module zwanym E-box.
Bezpośrednią konsekwencją takiego rozwiązania jest redukcja okablowania o około 1220 metrów długości i około 10 kilogramów masy w porównaniu z obecnymi modelami elektrycznymi Forda. System po raz pierwszy w historii produktów marki wykorzystuje ponadto architekturę niskonapięciową 48 woltów zamiast konwencjonalnej 12-woltowej. W strukturze nadwozia platforma UEV wprowadza rozwiązanie zwane unicasting: karoseria składa się z dwóch dużych odlewanych elementów strukturalnych, w porównaniu do 145 części w konwencjonalnym projekcie, co oznacza redukcję o 20 procent całkowitej liczby komponentów i o 25 procent liczby elementów złącznych.
Wybraną baterią dla pierwszego pojazdu na tej platformie jest akumulator typu LFP (lit-żelazo-fosforan) z ogniwami pryzmatycznymi – chemia ta charakteryzuje się niższymi kosztami produkcji, choć przy mniejszej gęstości energii. Strategia Forda polega właśnie na tym, że redukcja zużycia energii osiągnięta dzięki optymalizacji aerodynamicznej, uproszczeniu strukturalnemu i zarządzaniu energią pozwoli uzyskać docelowy zasięg przy użyciu mniejszego i tańszego pakietu bateryjnego. Bateria stanowi około 40 procent całkowitego kosztu samochodu elektrycznego i przekracza 25 procent jego całkowitej masy, dlatego jej zmniejszenie ma kluczowe znaczenie ekonomiczne.
ZOBACZ RÓWNIEŻ: Nowy Ford Mustang Mach-E 2026. To wyjątkowa edycja nawiązująca do lat 60.
Kiedy pierwszy test nowego podejścia Forda?
Pierwszym pojazdem zbudowanym na platformie UEV będzie elektryczny pickup z czterema drzwiami i pięcioma miejscami, zaliczany do segmentu średniej wielkości. Samochód będzie produkowany w zakładzie w Louisville w stanie Kentucky, który do niedawna wytwarzał Forda Escape. Celem jest utrzymanie ceny wyjściowej na poziomie około 30 000 dolarów, gdy trafi on na rynek w 2027 roku.
System ładowania będzie dwukierunkowy, a zarządzanie energią zostanie wzbogacone o usprawnienia w czasie ładowania i wydajności całego układu bateryjnego w porównaniu z tym, co oferują obecne produkty marki. Będzie to pierwsza rzeczywista okazja do sprawdzenia, czy nowy sposób tworzenia samochodów elektrycznych przez Forda przynosi znaczące rezultaty. Zarówno pod względem zasięgu, jak i dostępności cenowej dla szerokiego grona nabywców.
Ford zapowiedział, że po premierze tego pickupa na platformie UEV pojawią się kolejne modele, choć na razie firma nie ujawnia żadnych szczegółów na ich temat.
