[汽車之家 電動車用車] 純電動車如何提升續(xù)航,?廠商為解決這個問題已經(jīng)將純電動車“武裝到了牙齒”,比如不斷提升動力電池技術(shù),、不斷降低風阻,,甚至輪圈都采用了所謂的“低風阻輪圈”,。就提升續(xù)航而言,其實還有一個我們不得忽視的技術(shù),,那就是動能回收,。它除了使純電動車開起來會獲得與燃油車截然不同的感受,你知道它的前世今生,、它為我們帶來的好處,?
● F1也配動能回收系統(tǒng)
在說純電動車的動能回收之前,我們先看看三類能量回收的例子,,它們與純電動車的性質(zhì)不同,,應用了不同的技術(shù)原理、邏輯,,也獲得、實現(xiàn)了不同的效果與目的,,但都是把“本會浪費的能量回收起來”的方案,。比如2009年F1引入了“機械飛輪動能回收系統(tǒng)”,其目的是通過技術(shù)來儲能,,當車輛需要更大動力時,,能量在短時間內(nèi)被釋放,這與如今新能源車所采用的動能回收系統(tǒng)性質(zhì)不同,。
機械飛輪動能回收系統(tǒng)的原理簡單,,通俗來說,我們可以把飛輪理解為儲能裝置,,類似于兒童玩具回力車的彈簧一般,。當車輛制動可進行動能回收時,動能通過無級變速箱傳入飛輪,,飛輪通過高速旋轉(zhuǎn)積蓄能量,。
從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖來看,該系統(tǒng)還需要無級變速箱,、齒輪組等多個組件作為輔助,,這不是白白增加過程、增加系統(tǒng)重量嗎,?飛輪要通過提升旋轉(zhuǎn)速度來增加所儲動能,,比如Flybrid公司研發(fā)的機械飛輪最高轉(zhuǎn)速已達60000r/min左右,這顯然無法與發(fā)動機,、車輪轉(zhuǎn)速相匹配,,所以中間需要“無限變速式無極變速箱”來傳遞動能。
此外,,為達到不浪費發(fā)動機動能,、釋放動能的目的,,與無極變速箱連接的傳動軸上還配有一個車橋側(cè)離合器。當無需回收動能時,,離合器斷開,,飛輪不回收動能;當飛輪所儲蓄的動能需要被釋放時,,離合器結(jié)合,,飛輪端動能通過齒輪與主變速箱輸出端的發(fā)動機動力匯合,而后動力被傳遞到驅(qū)動輪,。
我們可以發(fā)現(xiàn)這套系統(tǒng)其實不存在電機,、電池,這是因為F1必須要考慮車重因素,,所以機械飛輪儲存的能量有限,,可釋放動能的時間也往往就在10秒以內(nèi),這適合于賽車短時間內(nèi)的動力提升,,但并不適用于民用車,。
● 混動車型采用動能回收的例子
F1的機械飛輪無法儲存太多能量,但新能源車型本身就需要配備電池組,,這豈不是正好讓回收的動能有了去處,?包括純電動車和混動車型,電池組都成為了動能的歸宿,�,;靹榆囆蛽碛邪l(fā)動機,它可以回收發(fā)動機的動能,,比如豐田的THS混動系統(tǒng),。避免動能浪費,車輛能效得到提升也就意味著能耗的降低,,所以新能源車型的經(jīng)濟性表現(xiàn),,應該說離不開動能回收技術(shù)的幫助。
粗略的來說,,豐田THS系統(tǒng)的E-CVT變速箱包括了MG1發(fā)電機和MG2驅(qū)動電機,。當發(fā)動機動力過剩或其處于怠速但不需要動力輸出時,,動能即通過MG1轉(zhuǎn)化為電能被輸送到電池組內(nèi),;當車輛需要動力輸出,MG2作為驅(qū)動電機協(xié)助發(fā)動機輸出動力,;此外,,MG1還有個額外的作用是調(diào)速,它使發(fā)動機盡可能在經(jīng)濟區(qū)間工作,,這與動能回收沒有關(guān)系,,所以我們也就不詳聊了,。
● 額外說一種“奇葩的動能回收”
無論是機械飛輪動能回收還是回收發(fā)動機的動能,它們都是回收了“驅(qū)動部分”的能量,。其實從廣義上來說,,動能回收系統(tǒng)還包括吸收車身顛簸這種形式,它被稱為“車身液壓式動能回收系統(tǒng)”,。
在車輛經(jīng)過顛簸時,,車身上下運動也存在動能,從原理上來說,,車身液壓式動能回收正是回收了這部分動能,,并將其轉(zhuǎn)換為電能或其它能量來驅(qū)動車輛。通常來說該類動能回收系統(tǒng)具備活塞式液壓泵,,車身的上下運動會將液壓油壓入儲能罐,,在需要時,具備壓力的液壓油可驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電,,從而達到動能回收再利用的效果,。
這種動能回收方式并不是空穴來風,其實在2015年左右,,奧迪就曾發(fā)布了一套名為electromechanical Rotary Damper(簡稱eROT)的底盤懸架系統(tǒng),該系統(tǒng)就利用電動機械旋轉(zhuǎn)減振器代替了傳統(tǒng)的液壓減振器,。奧迪曾對該系統(tǒng)進行了測試,在高速公路,、鄉(xiāng)村道路以及紐伯格林賽道三種不同的路況,,其能量回收功率在3-613W左右。
● 純電動車的動能回收
純電動車不具備混動車型的發(fā)動機,,那它的動能回收也就是通過電機來實現(xiàn)了,,而且純電動車都配備更大容量的動力電池組,所以動力電池更是順理成章變成了“動能的歸宿”,。目前大部分純電動車采用的動能回收系統(tǒng)被稱為“電池-電機動能回收系統(tǒng)”,,顧名思義它靠電池、電機實現(xiàn)了回收動能的目的,。
我們都知道電機是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的過程,,被稱為電生磁,兩個磁場間通電后產(chǎn)生互斥或互相吸引的力,,從而實現(xiàn)電機運轉(zhuǎn),;電機同時能充當發(fā)電機,,原理相反,,是個電磁感應,、機械能轉(zhuǎn)化電能的過程。
當駕駛員松開加速踏板,,電機不需要工作,,其開始充當發(fā)電機的角色,此時車輛的機械能被發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能充入電池組,。而發(fā)電機工作時兩個磁場同樣產(chǎn)生一定的力矩,,這個力與電機輸出的力相反,也就實現(xiàn)了“電機反拖”,,車輛產(chǎn)生減速效果,。
順便提一下,動能回收系統(tǒng)的主要作用是減少動能浪費,,提升續(xù)航里程,。此外由于它能使車輛實現(xiàn)減速,這也就減少了機械剎車的使用頻率,,在一定程度上保護了剎車系統(tǒng),,在民用車上,這也許意義不太大,,但同樣是利用電機反拖的原理,,在NTE330這種“巨無霸”上就發(fā)揮了不可或缺的作用,因為傳統(tǒng)機械剎車無法承受如此大的車重帶來的慣性,,而電機反拖可以,。
我們上面說,電機“反拖”即實現(xiàn)了車輛減速的效果,,當動能回收力度大時,,車輛減速明顯,滑行距離小,,此時動能回收效果最強,;反之車輛滑行距離長,動能回收效果弱,。通過調(diào)節(jié)電機通電線圈的電流大小,,也就調(diào)節(jié)了電機反拖力度的大小,從而實現(xiàn)了動能回收力度的分級,。
一般來說,,動能回收力度大利于提升車輛續(xù)航表現(xiàn),但如果“較真”的考慮一下,,其實也未必,。畢竟動能回收效率無法達到100%,這意味著如果頻繁“動能回收+再次起步”的話,車輛會浪費更多的能量,,雖然這幾乎無法通過實際測試來精確論證,,但從理論上來說是這個道理吧?
基于上述結(jié)論,,對于一般駕駛水平的駕駛員來說,,在擁堵路段可以多使用高強度動能回收,因為擁堵工況下的剎車,、起步可能會更容易判斷一些,,在暢通路段我們或許可以多使用低強度動能回收,因為在這種工況下一般只需要減速即可,,并不需要很大的速度變化甚至剎停,。
當然,以上說法也是基于理論,,在日常用車中,,我們大可不必太過糾結(jié),更多情況下隨著自己的駕駛習慣來調(diào)節(jié)動能回收即可,。而且在車輛的調(diào)校上,,通常動能回收系統(tǒng)與機械制動系統(tǒng)之間會有比較聰明的配合,比如駕駛員不需要大力制動,,可能這時只有動能回收介入,,當車輛所需制動力更足時,動能回收滿負荷回收,,并且機械制動將介入,,這也就是為什么很多車型的制動踏板被踩下時,動能回收的功率會達到峰值,。
就算是純電車用戶,相信也有很多人不習慣動能回收所帶來的駕駛感覺,,因為目前有些車型的動能回收介入過程并不順暢,,且產(chǎn)生的制動力也有點讓人摸不到頭腦。個人認為對于喜歡使用該功能的駕駛員而言,,喜歡它帶來的輕松駕駛感受是不可忽視的因素,。
如果您從來沒有接觸過動能回收,我建議您可以多嘗試一下力度為小或者中等的動能回收模式,,逐漸適應一下少使用機械制動的感覺,,當您認為“這東西確實省了右腳”再進階到高強度的動能回收,也許您會愛上這種感覺,。當然了,,這是對于動能回收調(diào)校比較好的車型而言,如果系統(tǒng)介入突兀、力度不線性,、邏輯混亂,,那確實沒法讓您喜歡上它,在選車時我們可以把“動能回收”也作為一個參考項來試一下,。
總結(jié):
我相信即便是純電動車的續(xù)航水平在不斷提升,,廠商們也依然不會放棄動能回收系統(tǒng)的開發(fā),因為流掉的能量不要白不要,,要了也白要啊,,不過還是那句話,它調(diào)校好了才能吸引到用戶,,反之,,用戶只能離它越來越遠�,?傊�,,從駕駛輕松度和續(xù)航兩方面來說,個人建議您還是多嘗試一下動能回收吧,,也許這能成為您的最愛,。(文/圖 汽車之家 尤冬青)
好評理由:
差評理由: