Plataforma EV de Ford no necesita una batería más grande
- Ford reenfoca su ingeniería en un esfuerzo colaborativo que replantea por completo la producción de vehículos, con cada decisión centrada en reducir el tamaño de la batería y entregar más valor a los clientes.
- Ford plantea una arquitectura zonal en la que múltiples funciones del vehículo se integran en un pequeño número de módulos, prescindiendo de usar partes de diversos proveedores que generaban un cableado complejo, más pesado y costoso.
- La plataforma combina funciones en 5 módulos principales, reduciendo sustancialmente el costo y la complejidad de los cables. En conjunto, estos cambios hicieron que los cables de una camioneta eléctrica mediana fuera aproximadamente 1,219.2 metros más corto y casi 10 kilos más ligero que el de uno de los vehículos eléctricos de primera generación.
Por Alan Clarke, director ejecutivo de Desarrollo Avanzado de Vehículos Eléctricos
Durante décadas, la industria automovilística siguió un solo camino para los vehículos a gasolina: más potencia significaba un motor más grande, lo que se traducía en más peso, más costo y peor economía de combustible. Pero luego, a mediados de la década de los 70, llegó la crisis del combustible que dio lugar a un nuevo dispositivo innovador capaz de ofrecer tanto potencia como la eficiencia que los clientes de pronto exigían: el turbocompresor.
Aunque las primeras aplicaciones en automóviles aparecieron en 1962 para las carreras, la tecnología inició de verdad su camino hacia el uso masivo en 1973, demostrando que los motores más pequeños podían rendir muy por encima de su categoría. Parecía un desafío a la física: un nuevo dispositivo que convertía energía desperdiciada en potencia, aumentando la compresión para hacer que un motor pequeño se comportara como uno mucho más grande.
En 2011, Ford introdujo su versión del turbo, EcoBoost, dentro de la Ford F-150 en Estados Unidos. La apuesta de Ford era que los turbos redefinirían la industria, aun cuando algunos dudaban de la adopción por parte de los clientes. Las ventas se dispararon y la industria siguió el mismo camino: hoy casi el 75% de las Ford F-150 se venden con motores turboalimentados y prácticamente todos los vehículos a gasolina lo ofrecen.¹
Hoy, la industria enfrenta un desafío similar con los vehículos eléctricos, donde la solución de ingeniería para la ansiedad alrededor de la capacidad de alcance de los autos ha sido, en su mayoría, aumentar el tamaño de la batería del vehículo. Pero la batería es el componente más crucial por abordar para lograr la accesibilidad, porque representa aproximadamente el 40% del costo total del vehículo y más del 25% de su peso total. Igual que cuando los fabricantes simplemente hacían motores más grandes, agregar más batería hace que el vehículo sea más pesado, más caro y crea un enorme desafío de física.
¿Nuestra gran apuesta para los vehículos eléctricos? Obsesionarnos con el vehículo como un sistema para obtener más kilómetros con una batería más pequeña y simplificar radicalmente el sistema para reducir la cantidad de piezas, de modo que podamos entregar una nueva familia de vehículos eléctricos accesibles en todo el mundo.
Sistema de recompensas
La accesibilidad no es un eslogan de marketing para Ford. Para que los vehículos construidos sobre esta plataforma sean verdaderamente accesibles —empezando por una camioneta eléctrica mediana— era necesario encontrar las oportunidades de costo. Se inició creando un equipo “secreto” dentro de la operación, encargado de desarrollar métricas de autonomía, eficiencia y desempeño para prioridades como peso, arrastre y resistencia a la rodadura y, en última instancia, el tamaño de la batería. Equiparon a cada ingeniero con una nueva manera de evaluar las ventajas y las desventajas: las llamamos recompensas.
El equipo de alcance, eficiencia y rendimiento establece objetivos de recompensa que deben cumplir los equipos especializados.
Históricamente, los ingenieros en las empresas automotrices tradicionales pueden estar aislados en departamentos que coinciden con el componente o sistema que se les asigna. Se espera que defiendan la pieza en la que trabajan mientras reducen su costo, a menudo sin el contexto de cómo impacta la experiencia del cliente o el desempeño del vehículo.
Por ejemplo, el equipo de Aerodinámica siempre quiere un techo más bajo para reducir el arrastre aerodinámico, el equipo de Paquete de Ocupantes quiere un techo más alto para más espacio para la cabeza, mientras que el equipo de interiores quiere reducir el tamaño de la cabina para disminuir el costo. Normalmente, estos grupos negocian hasta encontrar un “punto medio”, uno que inevitablemente termina en un intercambio liderado por otro departamento encargado de tomar decisiones en nombre del cliente.
Las recompensas cambian la negociación, haciendo mucho más claro el costo real de una compensación al conectarla con un valor específico vinculado a la autonomía y al costo de la batería. Ahora, el equipo de aerodinámica y el de interiores comparten el mismo objetivo, y ambos entendieron que agregar incluso 1 mm a la altura del techo significaría $1.30 de costo adicional de batería o 0.088 kilómetros de autonomía. Con la dinámica de recompensas, cada equipo tiene un objetivo común: maximizar el alcance mientras se reduce el costo de la batería, una conexión que hace más sentido a nuestros clientes.
Este es solo un ejemplo de las innumerables recompensas en los que se enfocó el equipo. Cuando alcanzábamos objetivos, fijábamos otros más difíciles para seguir desafiándonos. Una de estas áreas fue nuestro sistema de gestión de energía.
Gestión de energía más inteligente, hecha por Ford
Una arquitectura eléctrica es el plano de cómo se mueven la energía y las señales a través de un producto: qué se conecta con qué, cómo se controla todo y cómo funciona de manera confiable en conjunto. La conversión de potencia dentro de una plataforma de un vehículo eléctrico puede representar una cantidad sorprendente de energía desperdiciada durante la carga o incluso al tomar energía de la batería de 400 V y convertirla a 48 V para los dispositivos de bajo voltaje.
Más importante aún, a menudo se separa en funciones que se compran a proveedores externos, cada una con sus propias carcasas, sujetadores y conectores, lo que incrementa el costo y el peso en la plataforma. Por eso, en 2023 Ford incorporó internamente la arquitectura y el diseño de la electrónica de potencia de alto voltaje para esta plataforma. Con la adquisición de Auto Motive Power (AMP), ingenieros talentosos se unieron al equipo con experiencia llevando al límite la conversión de potencia y la gestión de energía para numerosos vehículos eléctricos globales ya presentes en el mercado.
Por primera vez, los clientes experimentarán un ecosistema de carga de vehículo totalmente eléctrico diseñado internamente por Ford usando un software propio. Eso significa que el hardware del vehículo, incluidas las capacidades de carga bidireccional, proviene de un equipo integrado directamente con el que trabaja en la plataforma y en los productos del vehículo. Los clientes se beneficiarán de mejoras que reduzcan el tiempo de espera para cargar la batería, maximicen su vida útil y mejoren el costo total.
El trabajo del equipo ha tenido mejoras profundas más allá de desarrollar el primer sistema de bajo voltaje de 48 voltios de Ford. De hecho, este nuevo hardware y software han sido clave para hacer que el arnés de cables de la camioneta eléctrica mediana sea 1,219.2 metros más corto y 9.9 kilos más ligero que el de uno de nuestros vehículos eléctricos de primera generación.
Mira la presentación “Accesibilidad a través de la eficiencia”, donde miembros del equipo de la Plataforma Universal de Vehículos Eléctricos hablan sobre algunas de las decisiones de ingeniería más cruciales para cumplir con nuestra eficiente plataforma UEV.
Sabemos que habrá escépticos, igual que los hubo cuando Ford introdujo el turbo en la Ford F-150. Otras empresas dirán que ya han intentado gran parte de esto antes, pero la física no es exclusiva. Estamos creando una plataforma de vehículos eléctricos verdaderamente integrada, no una sola pieza que se pueda copiar fácilmente. Si tenemos éxito, tendremos una familia de autos que pueda competir en precio con los mejores del mundo, incluidos los vehículos a gasolina. Aún queda mucho trabajo por hacer, pero estamos avanzando.
