Ford quer fazer tudo de novo. A montadora investiu bilhões de dólares lançando seus primeiros EVs de longo alcance, o Mustang Mach-E e F-150 Lightning apenas para acabar sofrendo um impacto de US$ 19,5 bilhões no ano passado descartando esse programa.
Enquanto estiver retirou Lightning da produção e abandonou o trabalho em um caro SUV de 3 fileiras, a Ford está se preparando para dar outra chance no mercado elétrico a bateria com o programa “Universal EV” previsto para estrear no próximo ano. O objetivo é fornecer produtos de baixo custo, longo alcance e divertidos de dirigir que possam lhe dar uma vantagem sobre concorrentes como General Motors, Volkswagen, Toyota – e até Tesla.
Para conseguir isso, a Ford lançou discretamente um programa skunkworks com sede em Long Beach, Califórnia, bem longe de suas principais operações corporativas de desenvolvimento de produtos. Ela deu à sua nova equipe o mandato de repensar praticamente tudo o que envolve design, engenharia e fabricação automotiva. Embora não possamos ver o primeiro produto – um Captador totalmente elétrico do tamanho Maverick – até o final deste ano, o Autoblog teve a oportunidade de conversar com alguns dos líderes da equipe Universal EV sobre o que eles criaram.
Começando do zero
Quando a Ford lançou o Lightning, quatro anos atrás, ele mudou para um sistema de transmissão totalmente elétrico e ganhou alguns recursos interessantes, como seu enorme frunk, mas não se afastou muito da fórmula que fez as versões tradicionais da picape veículo mais vendido na América por mais de três décadas. Apesar de se preparar para construir até 150.000 caminhões EV anualmente, as vendas foram pouco mais que um asterisco no gráfico da Série F.
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A montadora não está jogando pelo seguro desta vez. A equipe do Universal EV pretende abordar todos os elementos do design, engenharia e fabricação do EV. E, no processo, estabeleceram algumas metas agressivas para si próprios. Alan Clarke, o líder do projeto, resume desta forma. Seu objetivo é “construir veículos elétricos que não sejam apenas divertidos de dirigir, mas que possam competir em preço com os melhores, incluindo veículos a gás”. Isso começa com uma picape totalmente elétrica do tamanho de Maverick definida para começar a ser lançada em 2027 a um preço base inferior a US$ 30.000. Nos anos seguintes, disse ele durante um briefing, podemos esperar uma variedade de estilos de carroceria adicionais, de SUVs de 2 e 3 fileiras a vans comerciais, talvez até um sedã totalmente elétrico.
Atacando o maior problema do EV
Se você está começando do zero, o melhor lugar para começar é a bateria, que normalmente representa cerca de 40% do custo de um VE, observou Clarke. Enquanto a Ford inicialmente optou pelas baterias de maior densidade disponíveis para Lightning e Mach-E, a família Universal EV usará fosfato de ferro-lítio. Embora possa armazenar o mesmo número de electrões numa determinada massa, a química tem algumas vantagens importantes: é mais barata, tem muito menos probabilidade de sofrer “fugas térmicas” – leia-se: incêndios – e não depende de metais caros como o níquel e o cobalto, em grande parte provenientes da China.
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Para compensar essa menor densidade energética, a Ford abordou coisas como “um quebra-cabeça”, explicou Clarke. “Estamos tentando encaixar o maior número possível de células dentro do pacote.” Isso, por si só, pode economizar uma quantidade substancial de peso, ajudando a compensar qualquer vantagem da química do íon-lítio. Por sua vez, o novo pack passa a fazer parte da estrutura da plataforma Universal EV, reduzindo ainda mais o peso e ao mesmo tempo aumentando a rigidez do veículo.
Lançando uma ampla rede
Para melhorar ainda mais a estrutura, a equipe retirou uma página do manual da Tesla. A plataforma subjacente, estilo skate, é o primeiro uso da tecnologia unicasting de alumínio pela Ford – a rival com sede no Texas os chama de “megacastings”. Em comparação com o tamanho semelhante Ford Mavericka picape totalmente elétrica substituirá 146 peças de aço separadas na estrutura do chassi dianteiro e traseiro por apenas duas enormes peças fundidas de alumínio, observou Vlad Bogachuk, que supervisiona os esforços de estrutura do veículo. Isso tem uma série de vantagens, começando pela massa – que é “um dos maiores ladrões de eficiência” em qualquer veículo. Os unicastings são 27% mais leves que as peças coletivas que substituem, ao mesmo tempo que eliminam 27% dos fixadores que de outra forma seriam necessários.
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As peças fundidas de alumínio em grande escala estão começando a ser usadas na indústria – mas apresentam uma desvantagem potencial quando são necessários reparos após um acidente. Para facilitar as coisas, observou Clarke, a estrutura dianteira e traseira apresentará literalmente linhas pontilhadas mostrando aos mecânicos onde fazer cortes, quando necessário, para minimizar o trabalho na oficina. E isso deverá significar custos de reparação substancialmente mais baixos.
Caixa eletrônica
Os veículos elétricos a bateria são complexos, para ser franco. Um dos principais objetivos do projeto Universal era simplificar as coisas, sempre que possível. Parte da abordagem, disse Clarke, era encontrar maneiras de fazer com que uma peça fizesse o trabalho de duas em projetos de veículos elétricos tradicionais. Um exemplo: a placa de circuito leve, flexível e multicamadas usada para controlar o trem de força substitui as dezenas de peças usadas no Mach-E e no Lightning. E os carregadores CC de alta velocidade e CA de baixa tensão agora compartilham muitos componentes. O processo foi aprimorado ainda mais com a migração de 12 para 48 volts para muitos componentes elétricos e eletrônicos auxiliares.
Novamente, aprendendo com Tesla, os engenheiros da Ford também migraram para uma arquitetura elétrica “zonal”. Os veículos modernos utilizam um número aparentemente incontável de componentes elétricos e eletrónicos: desde aquecedores de bancos até sensores utilizados em sistemas avançados de assistência ao condutor. Normalmente, cada um possui seu próprio microprocessador espalhado pelo veículo. Em vez disso, os EVs universais consolidarão isso em cinco sistemas de processamento centralizados. E usará uma “E-box” para supervisionar tudo, um sistema que monitora constantemente o funcionamento do veículo e ajusta as coisas em tempo real, conforme necessário.
Um dos benefícios? Um chicote elétrico menos complexo. Em comparação com alguns dos EVs anteriores da Ford, a nova arquitetura elétrica exigirá cerca de 4.000 pés a menos de fio de cobre, reduzindo outros 22 quilos de massa que rouba autonomia.
Enganando o Vento
Quando se trata de um EV, o peso é claramente o inimigo. Mas o vento também. Otimizar o design aerodinâmico é essencial, disse Saleem Merkt, líder aerodinâmico da equipe. Mesmo os ajustes mais sutis podem ter grandes consequências. Ao reduzir a linha do teto da picape elétrica, por exemplo, os projetistas conseguiram melhorar sua “contagem” aerodinâmica, o suficiente para economizar cerca de US$ 1,30 em custos de bateria. E ao redirecionar o ar que sai da parte traseira do caminhão, eles conseguiram eliminar o impacto normal ao redor da carroceria do caminhão. “Para o ar, não é mais uma picape.” Os espelhos retrovisores laterais foram reduzidos e uma parte inferior da carroceria selada ajudou a reduzir ainda mais a turbulência. Um benefício colateral: menos arrasto em torno dos semieixos deve melhorar sua durabilidade, observou Merkt.
A recompensa foi substancial, acrescentou. “Se a mesma bateria fosse casada com a aerodinâmica do caminhão a gás de médio porte mais aerodinamicamente eficiente dos EUA, acreditamos que nosso novo caminhão teria 80 quilômetros, ou 15% mais alcance.” E, em velocidades de rodovia, onde o arrasto aumenta exponencialmente, os dados mostram uma melhoria de 30%. Isso permitiu à Ford reduzir um pouco mais o tamanho da bateria, mesmo mantendo um alcance alvo de pelo menos 300 milhas, economizando cerca de US$ 100 em custos de peças no processo.
Redesenhando a linha de montagem
Já se passou mais de um século desde que o fundador da montadora, Henry Ford, iniciou a primeira linha de montagem móvel. Houve uma série de atualizações desde então, nomeadamente o Sistema de Produção Toyota de alta eficiência que outros fabricantes de automóveis – incluindo a Ford – têm lutado para igualar. Agora, porém, a montadora de Detroit planeja dar um salto. Menos peças mais simples devem se traduzir em um processo de montagem mais eficiente, sugeriram os membros da equipe. O sistema unicasting exigirá menos robôs na oficina, disse Bogachuk.
Isso seria significativo em uma planta tradicional. Mas a Ford está preparada para fazer mudanças ainda mais dramáticas depois de concluir uma reforma de US$ 2 bilhões na fábrica de montagem de Louisville (Kentucky), onde os EVs universais serão montados. Em vez de ter uma linha de montagem única e móvel, cada EV será montado em estilo sanduíche. Haverá três subconjuntos adjacentes – um para a frente do veículo, um para a traseira, um terceiro para a bateria – eles serão casados perto do fim da linha. Durante o anúncio original do projeto Universal EV no ano passado, os responsáveis da Ford estimaram que poderiam lançar novos veículos 40% mais rápido do que numa linha de montagem tradicional.
Uma grande aposta
Esse investimento de US$ 2 bilhões em Louisville é apenas parte do investimento. A Ford está injetando outros US$ 3 bilhões em sua fábrica de baterias Blue Oval em Marshall, Michigan. E haverá investimentos pesados em outras fábricas de peças e componentes. Considerando o que a Ford anulou no ano passado, ela não pode se dar ao luxo de estragar tudo novamente. O CEO Jim Farley prometeu que desta vez a Ford cumprirá. Isso não acontecerá da noite para o dia. Mas ele está confiante de que a montadora será capaz de começar a reduzir suas perdas com veículos elétricos este ano e, assim que a operação em Louisville estiver totalmente operacional, obter lucro a partir de 2029.
Embora o projeto Universal EV seja lançado com uma picape compacta, começaremos a ver mais estilos de carroceria começando a ser lançados um ano depois, com especialistas sugerindo que um EV de 2 fileiras provavelmente será o próximo.
Quanto a detalhes concretos sobre a picape? A Ford nos deixará esperando pelos números de alcance e desempenho até mais perto de sua estreia formal. Espere ver pelo menos duas opções de baterias, com um pacote principal para mais de 300 milhas e uma alternativa de custo mais baixo que pode estar perto de 200 milhas. Também podemos ver opções de tração nas duas rodas e nas quatro rodas.
Entretanto, Clarke disse que algumas das tecnologias desenvolvidas para os EV universais também poderão ajudar a Ford a fornecer híbridos mais eficientes e acessíveis nos próximos anos.
