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漫谈林肯航海家混动系统:以数理理论字研、解构福特HF55混动系统
1 12 发布于 德国 2025-10-13 00:38:52 只看楼主 热门标准
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绪论

本帖基于林肯中国官方关于林肯航海家混合动力系统的相关信息,运用数学和物理学理论,推断和验证一些从官方看不到的信息。

林肯Z混动版、蒙迪欧运动版、锐界L混动版车主也可参考。

本帖纯粹纸上谈兵,极其无聊,若继续往下翻看,要做好充足的心理建设。

主要构成内容为:基本信息,基本信息的解读,不能没有的结论。

这一篇有什么用?从实用角度来看,除了与其他车主对线时多一些资料,毫无其他用途;若要升华一下,那用途还是很基础、很坚实、很重要的,详见最后的结论部分。

林肯航海家仪表上的能量流视图


林肯航海家混动系统信息

混动系统由2.0T Ecoboost汽油发动机、E-CVT变速箱(实际上变速吗?)、动力电池和电控系统构成。

汽油发动机,2.0升涡轮增压,最大净功率207kW(这个数在民用级别已经很高了)。更多详细的信息参考之前的《漫谈福特集团最新的CAF484系列发动机》。

代号为HF55的E-CVT主驱动电机140kW、320N·m。这算是混动系统的第二篇,福特混动系统发展历程见之前的《福特HF55混动变速箱系统的前世与今生》。

动力电池包,低镍三元锂电池,单体5.21Ah(大致是两个半18650锂电池的容量),共计60节电池,构成额定电压220.8伏特、额定容量5Ah(有4.2%的保守量)的动力电池包。电池包重量30.25kg,也可以算出额定电量为1.104kW·h(为了计算方便,后续按照一度电来粗测)。

系统综合功率为227kW(309Ps)

记清楚上面这些红色加粗字体,后续会用到哦。

CAF484WQH0发动机,最大净功率207kW,混动系统综合功率227kW。

CAF484WQH0发动机参数。

林肯航海家混动系统电控和驱动电机参数标牌

动力蓄电池详情,NCM是指三元锂正极材料中镍(NI)、钴(CO)、锰(Mn)的英文缩写。


动力电池的最大输出功率是多少?

有人回答过这个问题吗?

能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。

混动系统中的能量来源有两个,一个是汽油燃烧后由内燃机输出的功率、一个是储存在蓄电池中的化学能。根据此前的数据,207kW+动力电池输出功率=227kW,由此可以得出动力电池的输出功率为20kW

原本,我以为一度电的小电池也就是能起步、挪个车,实际上可以支持车辆从一般的地库坡度上依靠纯电行驶出来这一点极其重要。先挖个坑,以后再详细解释。

林肯航海家的动力电池包


驱动电机什么时候能提供最大功率?什么时候能提供最大扭矩?

先理解功率的概念和计算功率的方法。根据物理学知识,我们知道功率等于转速和扭矩的乘积

前面提到了驱动电机最大功率140kW和最大扭矩320N·m的数据,这两个数据是不可突破的上线。结合上一句中功率计算公式,我们可以推到出以下结论

1. 最大功率和最大扭矩对应的驱动电机转速为4178rpm(转每分钟)。

2. 转速在到达4178rpm之前,驱动电机扭矩可以一直维持最大扭矩320N·m;之后扭矩变成倒数函数递减曲线,到达最高转速17000rpm时,扭矩就只有79N·m了。

3. 转速到达4178rpm之前,驱动电机功率与转速呈线性关系;之后维持140kW最大功率。

根据之前车主“让风带你飞”测得的车速100km/h时,驱动电机转速大约是7270rpm,可以算出驱动电机4178rpm时对应的车速大约是57km/h。

另外,向大家透露一个小知识,目前电动汽车所谓的最大功率是瞬时峰值功率而非额定功率,最大功率几百千瓦的电动汽车额定功率可能只有几十千瓦。也就是瞬时加速很快,不见得持久(一般也用不到持久输出)。而这套系统中的140kW是真真实实的额定功率

功率计算方法

我自己画的HF55混动系统电动机输出曲线(不见得严谨)。


系统最大扭矩是什么东西?

先看下面一个图,丰田普锐斯历代混动系统中驱动电机的功率和扭矩统计。

丰田普锐斯历代混动系统中驱动电机的功率和扭矩

从上图中可以看出,随着混动系统的换代,驱动电机的功率有上升趋势,而扭矩呈现明显的下降趋势。

上一节说到功率等于转速和扭矩的乘积,所以决定功率的不仅有扭矩,还有转速。基于上图统计数据我们可以得出这样的结论,新能源汽车的驱动电机有降低扭矩、提高转速的发展趋势。因为,这样做可以减小电动机的体积,除了有利于空间上的布置以外,更重要的是可以降低生产成本。

也就有了第一个结论,新能源汽车只看驱动电机功率就可以了。谈驱动电机扭矩来说明车辆动力强大,那是十分不专业的行为

谈扭矩,就要关系到转轴。在内燃机时代,我们说的都是发动机曲轴,也就是变速箱输入轴的最大扭矩。在混动变速箱中,驱动电机的转轴与发动机的曲轴通常不是同轴,也就没法说发动机曲轴上的最大扭矩了。可以看到林肯和福特混动车型的各种官方介绍中只提及的系统最大功率,而没有“系统最大扭矩”的说法,这是十分严谨的。

这里就有了第二个结论,混动汽车没有“系统最大扭矩”的概念。(那些P1、P2混动车型除外)


不能没有的结论

了解了以上信息,有什么好处呢?

追求生命里的另一半时,你是不是曾将想尽办法得到她(或者他)更多的信息,包括各种喜好、各种习惯、各种脾气?对方成为自己生命里的另一半时,是不是发现即使是改变对方的一个习惯都是十分困难的事。最后为了家庭和睦,是不是学着适应对方的各种喜好、各种习惯、各种脾气,无论自己是否喜欢?

对方是人,是可以改变的,我们尚且如此;而汽车是物,是不会改变的,我们是不是更应该如此?

如果想要跟自己的车“相处”的愉快,尽可能的了解它是十分有必要的。这就是我为什么要写这些,也是你为什么看一看这些会有与众不同的收获。

拍这张照片的时候没有打灯,否则可以拍出五彩斑斓的水晶效果。


  • 汽车知识
最后编辑于2025-10-13 23:06:37
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