Od napędu nuklearnego, po wodorowy i elektryczny

Wyjątkowe koncepty i zeroemisyjne modele Forda

3.1.2024

W drodze do zeroemisyjności Ford stworzył wiele ekscytujących modeli i pojazdów koncepcyjnych. Amerykański producent w czasie swojej 121- letniej historii był innowatorem wielu ekologicznych rozwiązań. Oto najciekawsze z nich.

Droga Forda do zeroemisyjności rozpoczęła się już w 1914 roku, a więc niewiele ponad dekadę od założenia firmy Ford Motor Company. Henry Ford planował wprowadzić na rynek tani model o napędzie elektrycznym. Auto miało kosztować 500 dolarów – niewiele więcej od popularnego wówczas Forda T. W pracach nad koncepcję elektrycznego auta brał udział Thomas Edison serdeczny przyjaciel Henry’ego Forda.

„Samochód elektryczny będzie rodzinnym pojazdem przyszłości”

Zdanie to wypowiedział Henry Ford w maju 1914 roku mając nadzieję, że w ciągu 12 miesięcy rozpocznie produkcję elektrycznego auta. Konstruktor przyznał wtedy, że największym problemem jest zbudowanie lekkiego akumulatora, który zapewni odpowiedni zasięg. W pierwszych prototypach Forda EV baterie pozwalały na przejechanie około 80 do 250 kilometrów.

Ford zainwestował w projekt elektrycznego auta 1,5 miliona dolarów. Niestety ówczesna technologia nie korelowała z wizją konstruktora. Henry Ford i Thomas Edison nie byli w stanie zbudować akumulatora o odpowiedniej pojemności, a co za tym idzie stosownych osiągów auta.

8 tys. kilometrów zasięgu – bez benzyny i bez prądu

Na przełomie lat 50. i 60. ubiegłego wieku amerykanie byli zafascynowani możliwościami jakie dawała energetyka atomowa. Wiara w rewolucyjną przyszłość radioaktywności była tak duża, że nie ominęła również inżynierów sektora motoryzacyjnego.

W 1957 roku konstruktorzy Forda zachwycili amerykańskie społeczeństwo pojazdem koncepcyjnym o nazwie Nucleon, który miał mieć – zamiast silnika spalinowego – mały reaktor jądrowy. Pikanterii temu rozwiązaniu dodaje fakt, że wymiana tego reaktora miała odbywać się dopiero po przejechaniu około 8 tysięcy kilometrów.

Projekt nie wyszedł nigdy poza fazę koncepcji. W momencie powstawania prototypu nie istniały bowiem technologie pozwalające na stworzenie tak małych reaktorów atomowych. Nucleon stanowi jednak doskonały przykład na to, jak inżynierowie badali i badają możliwości wykorzystania nowych źródeł energii.

Obecnie Ford Nucleon znajduje się w Henry Ford Museum w Dearborn w stanie Michigan.

Pierwszy seryjny samochód o napędzie elektrycznym sprzedawany w USA

Do koncepcji samochodu elektrycznego marka Ford wróciła w 1967 roku. Zaprezentowano wtedy model Comuta. Ten niewielki elektryczny Ford napędzany był przez dwa silniki elektryczne o mocy 5 KM, zasilane czterema akumulatorami kwasowo-ołowiowymi 12 V. Jego zasięg wynosił około 65 km przy średniej prędkości 40 km/h.

W 1979 roku w ramach programu badań i rozwoju samochodów elektrycznych Forda stworzono eksperymentalną Fiestę z akumulatorem niklowo-cynkowym zapewniającym zasięg do 160 kilometrów. Dekadę później powstał elektryczny Ford Aerostar – zbudowany we współpracy z Departamentem Stanów Zjednoczonych. A w latach 90. – na potrzeby „dostawy ostatniej mili” – Ford opracował elektryczną furgonetkę opartą na modelu Escort. Testowa flota składała się z ponad 80 pojazdów, a samochody przejechały w sumie 1,6 miliona kilometrów.

Ford_Aerostar — Ford Aerostar, źródło: Ford

Model Ranger był natomiast pierwszym seryjnym pojazdem elektrycznym sprzedawanym w USA. Zasilany akumulatorami kwasowo-ołowiowymi pickup pojawił się na rynku w 1998 roku i oferował zasięg 96 km. W 1999 roku auto otrzymało nowe akumulatory niklowo-wodorkowe. Zapewniły mu one taką samą ładowność jak Rangerowi z silnikiem benzynowym, a także wydłużyły zasięg do 160 kilometrów.

Większość z dwóch tysięcy wyprodukowanych w latach 1998-2000 elektrycznych Rangerów została sprzedana lub wydzierżawiona organizacjom użyteczności publicznej i agencjom rządowym.

Pierwszy na świecie hybrydowy SUV

W sierpniu 2004 roku Ford wprowadził na rynek model Escape Hybrid. Model ten był pierwszym SUV-em z napędem hybrydowym, który był produkowany i sprzedawany w USA^1/2). Hybrydowy Ford napędzany był przez silnik o pojemności 2,3 litra pracujący w trybie Atkinsona oraz silnik elektryczny o mocy 75 kW. Energię elektryczną magazynował akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy, a napęd przekazywany był za pośrednictwem bezstopniowej przekładni eCVT.

Ford_Escape_Hybrid — Ford Escape Hybrid, źródło: Ford

Najnowsza generacja modelu Escape oferowana jest w europejskich salonach jako Ford Kuga. SUV ten dostępny jest w Polsce z dwoma hybrydowymi układami napędowymi – w wersji Hybrid oraz typu Plug-in Hybrid.

Ford Kuga Hybrid wykorzystuje zaawansowany układ hybrydowy, łączący silnik benzynowy o pojemności 2,5 litra z elektryczną jednostką, zapewniając łączną moc 190 KM. Ford Kuga Plug-in Hybrid posiada baterię o pojemności 14,4 kWh, dzięki której zasięg w trybie elektrycznym wynosi aż 86-87 kilometrów w cyklu miejskim.

Futurystyczny Ford i pierwszy samochód z wodorowym silnikiem spalinowym

W 2007 roku zadebiutował Ford Airstream. Ten futurystyczny koncept stanowił pewnego rodzaju zapowiedź nowego kierunku dla marki Ford – aut typu crossover.

Airstream był nie tylko wizualną zapowiedzą przyszłości inspirowaną filmem Stanleya Kubricka pod tytułem „2001: Odyseja kosmiczna”. W samochodzie zastosowano działający układ napędowy HySeries Drive z wodorowymi ogniwami paliwowymi typu plug-in. Ten zaawansowany system był o połowę lżejszy od ówczesnych rozwiązań i – w przeciwieństwie do tamtych – mógł działać przy ujemnych temperaturach³).

W trybie całkowicie elektrycznym koncept Forda był w stanie pokonać około 40 kilometrów. Po rozładowaniu akumulatorów układ uruchamiał ogniwo paliwowe, które ładowało 336-woltowy akumulator litowo-jonowy zwiększając zasięg o kolejne 400 kilometrów.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Akumulatory

Naukowcy naprawiają samorozładowujące się ogniwa baterii

Przez długi czas zagadką pozostawało, dlaczego nieużywany akumulator trakcyjny, w miarę upływu czasu, sam się rozładowuje.

Samochód elektryczny zasilany ogniwami wodorowymi to nie jedyna koncepcja wykorzystująca wodór nad którą pochylili się inżynierowie Forda. Już pod koniec 1997 roku marka rozpoczęła prace mające na celu opracowanie taniego pojazdu napędzanego wodorem i wyposażonego w silnik spalinowy. Rozwiązanie to miało być wtedy etapem przejściowym podczas rozwoju infrastruktury wodorowej na świecie.

W 1999 roku został zaprezentowany pojazd eksperymentalny Ford P2000 – rodzinny sedan z czterocylindrowym silnikiem spalinowym o pojemności 1,2 litra i mocy 74 KM. Na pełnym zbiorniku wodoru samochód mógł przejechać około 700 km. Według ACE international4) Ford P2000 LSR był pierwszym znanym samochodem wyprodukowanym w USA z silnikiem spalinowym napędzanym wyłącznie wodorem.

Ford Airstream był więc nie tylko zapowiedzią popularności aut typu crossover, ale również prezentacją wiedzy na temat wodorowych ogniw paliwowych. Warto dodać, że w 2022 roku firma Ford Motor Company złożyła nowy patent związany z silnikiem spalinowym zasilanym wodorem5). Rozwiązanie dotyczy jednostki turbodoładowanej, obejmuje bezpośredni wtrysk wodoru do cylindrów, a sam patent obejmuje sposób spalania i kontrolowania mieszanki wodorowej.

Co więcej, w połowie 2023 roku Ford uruchomił trzyletni program testów mający na celu ustalenie czy technologia wodorowych ogniw paliwowych może pomóc w uzyskaniu większego zasięgu bezemisyjnej jazdy. Krótkoseryjna flota ośmiu Fordów E-Transitów napędzanych tą technologią będzie eksploatowana w sześciomiesięcznych etapach do 2025 roku.

Legendarne modele w odmianach elektrycznych

W epoce elektryfikacji Ford wprowadził do swojej oferty elektryczne wersje modeli, które od lat zdobywają znakomite opinie wśród użytkowników. Na polskim rynku oferowany jest budzący emocje Mustang Mach-E oraz produkowany przez Ford Pro model E-Transit – kultowy samochód dostawczy w elektrycznej odmianie. Natomiast we wrześniu 2023 roku odbyła się polska premiera elektrycznego modelu Ford Explorer, który zachwyca amerykańskim designem oraz nowoczesnymi technologiami.

Już wkrótce w ofercie pojawi się elektryczna odmiana modelu Ford Tourneo Courier, który został opracowany od podstaw z myślą o stworzeniu praktycznego i zwrotnego samochodu o kompaktowych wymiarach, a także modelu E-Transit Courier – w pełni elektrycznego pojazdu użytkowego wyposażonego w rozbudowaną łączność i oferującego zwiększoną funkcjonalność firmom korzystającym z kompaktowych furgonów.

Do gamy dołączy niebawem E-Transit Custom, elektryczna wersja europejskiego bestsellera, który zapewnia zasięg aż do 380 kilometrów, wiodącą w klasie zdolność holowania do 2 ton, a także ładowność do 1100 kg.

Ford_E-Transit_Custom — Ford E-Transit Custom, źródło: Ford

Trwa globalna transformacja Forda. Koncern zapowiedział gamę samochodów osobowych w Europie dostępną w wariantach w pełni elektrycznych lub hybrydowych typu plug-in do połowy 2026 roku oraz przejście na pełną elektryfikację oferowanych aut osobowych do 2030 roku. Ford dąży również do tego, aby do 2035 roku wszystkie zakłady produkcyjne w Europie, a także jego dostawcy i niezbędna logistyka, były neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla. Firma zainwestuje w ten sektor na całym świecie 50 miliardów dolarów.