El primer producto de Ford en su plataforma Universal Electric Vehicle (UEV) será una camioneta eléctrica de tamaño mediano. También será su primer vehículo eléctrico moderno, básico y dedicado. Esta camioneta “mediana” no se ha visto; El diseño debería surgir este año y Ford dijo que las primeras ventas serán en 2027.
Posiblemente se le llame Ranchero. Ford se negó a comentar sobre su solicitud de marca en agosto para el nombre del modelo de su camioneta pickup basada en automóviles de los años 1960 y 1970. Ford tampoco proporciona información sobre la autonomía, el tamaño o los tiempos de carga de la batería de la nueva camioneta.
Pero como se llame, la primera camioneta UEV será diferente a cualquier otro vehículo que Ford haya construido. Se basa en la experiencia de un personal nuevo en Ford, de nuevas empresas de vehículos eléctricos y deportes de motor, que trabajó en un equipo de skunkworks para desarrollarlo.
Equipo de Tesla a F1
El mantra del equipo era que los nuevos vehículos eléctricos deben ser asequibles. y tener suficiente alcance para atraer a los compradores, lo que significa que tenían que ser absolutamente lo más eficientes posible para lograr ambos objetivos. La eficiencia equivale a poder minimizar la capacidad energética (y el coste) de la batería sin comprometer la autonomía.
Aprovechar la experiencia de los equipos UEV en fabricantes de automóviles como Tesla significó que el grupo pudo trabajar en un proyecto aislado para repensar cada aspecto del vehículo, su estructura, la arquitectura eléctrica y su proceso de fabricación. Gran parte del equipo también provenía del mundo de los deportes de motor, incluida la Fórmula 1, donde más de la mitad del equipo de aerodinámica había trabajado anteriormente, y ofreció un intenso enfoque en reducir la resistencia del aire, que es crucial para reducir el uso de energía de un vehículo eléctrico.
VADO
Para medir el éxito en el logro de estos objetivos contradictorios, el equipo creó un sistema de recompensas que cuantificaba la contribución de cualquier cambio en el peso, la resistencia a la rodadura y los procesos de ensamblaje al costo del vehículo y la reducción de la capacidad de la batería. Ese sistema, dijo Alan Clark, quien dirige su equipo de desarrollo avanzado de vehículos eléctricos, desde entonces ha sido adoptado por otras unidades de Ford. Clark pasó 12 años en Tesla y dirigió o contribuyó al diseño y desarrollo de cada uno de sus vehículos de gran volumen: Model S, Model X, Model 3, Model Y y Cybertruck.
Rompiéndolo
Cuatro miembros de alto nivel del equipo de vehículos eléctricos avanzados detallaron numerosos avances de la plataforma UEV para los periodistas en una sesión informativa previa la semana pasada.
Si hay una única forma de reducir el coste de un vehículo eléctrico, es reducir la capacidad de la batería. Las baterías ahora representan entre el 30 y el 40 por ciento del costo de construir un vehículo eléctrico, según un estudio de McKinsey de este año. Ford utilizará celdas prismáticas de litio, hierro y fosfato (LFP), una química que cuesta entre un 20 y un 30 por ciento menos por kilovatio-hora de capacidad que las más caras celdas de níquel, manganeso, cobalto y aluminio (NMCA). Pero las células LFP tienen alrededor de un 30 por ciento menos de energía para su tamaño, por lo que incluso un paquete de menor capacidad puede requerir el mismo volumen que la alternativa más cara. Clark señaló específicamente que la arquitectura UEV ha sido diseñada para adaptarse tanto a otras químicas celulares como a diferentes formatos de células.
Luego está la arquitectura zonal del UEV, en la que varias docenas de unidades centrales de procesamiento (CPU) de diferentes proveedores son reemplazadas por sólo cinco CPU diseñadas por Ford. Se asocian con el primer sistema de energía de 48 voltios de Ford para ciertas funciones del vehículo. Eso significa menos resistencia, porque cuanto mayor es el voltaje, menor es la corriente para la misma energía, y la acumulación de calor en los cables es proporcional al cuadrado de la corriente. Es más eficiente eléctricamente, reduce el peso del vehículo y reduce la cantidad de cobre necesaria en un vehículo. Tesla dijo en su día del inversor de 2023 que está en un camino similar. Clark reconoció que Ford tendrá que reducir el voltaje a 12 voltios para accesorios como luces y componentes de audio.
Ford también incorporó completamente la gestión de energía del vehículo, diseñando todos los aspectos de su electrónica de potencia y hardware y software de carga. Nuevamente, en lugar de integrar piezas disponibles en el mercado y software de control de múltiples proveedores, la empresa diseñó cada componente y los fabricará según sus especificaciones. Una unidad que Ford llama E-box combina múltiples funciones de electrónica de potencia en una sola unidad pequeña. Clark destacó especialmente la capacidad de carga bidireccional del UEV, lo que significa que el vehículo puede exportar energía a herramientas eléctricas y productos electrónicos de consumo e incluso servir como respaldo en el hogar, una capacidad que llamó la atención sobre la última F-150 Lightning cuando se anunció.
La combinación de los tres avances reduce radicalmente el peso y la complejidad del mazo de cables, haciendo que el montaje sea más sencillo y rápido. Ford dice que el arnés de cableado de la camioneta UEV será 4000 pies más corto y 22 libras más liviano que el del Mustang Mach-E, y no será necesario calentarlo en un horno para que sea lo suficientemente flexible para su instalación. Tesla, Lucid, Rivian y algunos otros fabricantes comenzaron con este enfoque; Los fabricantes de Detroit en general no lo han hecho.
“Al aire, ya no es un camión”
Quizás el factor más importante en la eficiencia de los vehículos eléctricos sea la aerodinámica, en la que el equipo se centró obsesivamente. El sistema de recompensas les permitió cuantificar el efecto de cualquier cambio. Por ejemplo, Clark dio el ejemplo de un aumento de 1 milímetro en la altura del techo. Calcularon que aumentaría el costo de la batería en $1,30 o reduciría el alcance nominal en 0,055 millas.
Un problema constante con las camionetas, al menos las cuadradas y con bordes cuadrados, es que una parte trasera de la cabina vertical y una plataforma abierta crean turbulencias que requieren más energía para superarse. Todavía no sabemos cómo se ve la camioneta UEV, pero Ford mostró modelos de flujo de viento para dos diseños: su UEV en la parte superior y un diseño vertical más tradicional en la parte inferior que se parecía sospechosamente a su camioneta compacta Maverick. El equipo esculpió un perfil de línea de techo que arrojaba aire en forma de lágrima justo más allá de la plataforma, lo que significa que la camioneta UEV tiene una resistencia aerodinámica más de un 15 por ciento menor que cualquier camioneta vendida en la actualidad.
«En el aire, ya no es un camión», proclamó Saleem Merkt, director senior de aerodinámica de vehículos eléctricos. Para que eso sucediera, las pruebas en el túnel de viento no se realizaron una vez que se estableció en gran medida el diseño hacia el final del programa. Más bien, fue un paso de desarrollo integral desde el principio. El equipo probó miles de combinaciones de componentes propuestos, impresos en 3D para permitir intercambios rápidos. Midieron fuerzas verticales, longitudinales y laterales en esas piezas a velocidades de hasta 87 mph para obtener datos del mundo real sobre alternativas, en muchos casos antes de que se mecanizara una sola pieza prototipo funcional.
Eliminar, combinar, reducir
Otro ejemplo de reducción de la resistencia: para reducir el tamaño y el peso del retrovisor exterior en más de un 20 por ciento, Ford combinó los motores para ajustar el cristal y plegar el espejo en uno solo. Las reducciones en el área frontal y la masa proporcionaron otras 1,5 millas de alcance de la batería.
Prueba de eficiencia aerodinámica del retrovisor exterior.
Ese impulso por reducir costos, reducir el peso y simplificar el ensamblaje llevó al equipo a analizar cada pieza de su vehículo tal como fue diseñado. Todo ello regido por el mantra de que “la mejor parte es ninguna parte”. Pero, dijo Clark, «la segunda mejor parte es aquella que realiza múltiples funciones».
Eso llevó al uso de piezas fundidas muy grandes que Ford llama unicastings para reemplazar docenas de piezas más pequeñas soldadas, pegadas o unidas de otro modo. No es sólo el primer uso dentro de Ford de piezas fundidas tan grandes, sino que Clark sugirió que las piezas fundidas de Ford son un 27 por ciento más livianas que las «otras mejores piezas fundidas que se han lanzado al mercado hoy».
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El resultado es que la estructura inferior del vehículo se compone esencialmente de tres partes: fundición delantera, paquete de baterías (también un elemento estructural) y fundición trasera. Al agregar subchasis delantero y trasero con suspensión y ruedas se crea la plataforma rodante completa que se muestra en las imágenes y el video de Ford. En total, dice Ford, el nuevo diseño de su camioneta proporcionará casi 50 millas (o 15 por ciento) más de autonomía que la misma batería en la camioneta de tamaño mediano con menor resistencia del mercado actual. Ahora está validando esos resultados en pruebas del mundo real.
Ford hoy se encuentra entre lo viejo y lo nuevo. Su único vehículo eléctrico de batería en funcionamiento es el Mustang Mach-E, ahora en su sexto año modelo. La F-150 Lightning, que fue cancelada el año pasado, fue uno de no menos de cuatro vehículos eléctricos anteriores que Ford ha eliminado durante tres décadas. Esos cuatro, más el Mach-E, fueron adaptados de vehículos o arquitecturas existentes diseñadas para motores de combustión interna.
TODOS LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS DE FORD CANCELADOS
- 1998-2002 Ford Ranger EV
- 2010-2013 Ford Transit Connect Electric (proyecto conjunto con Azure Dynamics)
- Ford Focus eléctrico 2012-2018
- 2022-2025 Ford F-150 Rayo
Compartido versus dedicado
Crear o adaptar plataformas tanto para ICE como para energía eléctrica de batería es una táctica bien conocida; La palabra de moda actual es plataformas “multienergéticas”. Permite flexibilidad para que un fabricante de automóviles ofrezca volúmenes mayores o menores de vehículos eléctricos según lo requieran las fuerzas del mercado y los cambios regulatorios gubernamentales. La plataforma UEV de Ford no admitirá motores de combustión, dijo Clark. Y sustentará una familia de vehículos eléctricos, desde vehículos subcompactos (segmento B) hasta pequeñas furgonetas comerciales.
Ford dice que la camioneta UEV de tamaño mediano no solo tendrá un baúl delantero (y una caja), sino también más volumen interior que el Toyota RAV4 2025.
Pero aunque algunos fabricantes lo hacen excepcionalmente bien (me viene a la mente BMW), las plataformas compartidas suelen implicar al menos algunos compromisos en cuanto a embalaje, eficiencia y peso. La eliminación de estructuras de choque pesadas y complejas para mantener el motor delantero y la transmisión alejados de los pasajeros en caso de choque significa que un vehículo eléctrico dedicado puede dedicar más espacio dentro de la carrocería a los pasajeros y su equipo. Ford dice que la camioneta UEV de tamaño mediano no solo tendrá un baúl delantero (y una caja), sino también más volumen interior que el Toyota RAV4 2025, el SUV compacto más popular en el mercado estadounidense.
La compañía no ha publicado especificaciones ni siquiera representaciones de la nueva camioneta, y mucho menos detalles de su alcance, tasas y tiempos de carga, características y opciones y, lo más importante, su precio (Ford tiene como objetivo $ 30,000). Surgirán a lo largo del próximo año. Pero como el primer vehículo eléctrico de Ford, con una fábrica completa en Louisville, Kentucky, dedicada a ensamblar no solo él sino también modelos adicionales en la misma plataforma básica, la compañía lo ve como un importante paso adelante.
Ford fue objeto de muchas críticas por cancelar la bien revisada pero tremendamente no rentable F-150 Lightning después de solo cuatro años de modelo. Los críticos sugirieron que estaba abandonando los vehículos eléctricos y volviendo a los camiones con altas emisiones. Pero los detalles del proyecto de la plataforma UEV sugieren que eso está lejos de ser toda la historia. Ahora, Ford tiene que cumplir lo prometido.
