[汽車之家 電動(dòng)車用車] 純電動(dòng)車如何提升續(xù)航,?廠商為解決這個(gè)問題已經(jīng)將純電動(dòng)車“武裝到了牙齒”,,比如不斷提升動(dòng)力電池技術(shù)、不斷降低風(fēng)阻,,甚至輪圈都采用了所謂的“低風(fēng)阻輪圈”,。就提升續(xù)航而言,其實(shí)還有一個(gè)我們不得忽視的技術(shù),,那就是動(dòng)能回收,。它除了使純電動(dòng)車開起來會(huì)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(dòng)能回收系統(tǒng)
在說純電動(dòng)車的動(dòng)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(dòng)車的性質(zhì)不同,,應(yīng)用了不同的技術(shù)原理、邏輯,,也獲得,、實(shí)現(xiàn)了不同的效果與目的,但都是把“本會(huì)浪費(fèi)的能量回收起來”的方案,。比如2009年F1引入了“機(jī)械飛輪動(dòng)能回收系統(tǒng)”,,其目的是通過技術(shù)來儲(chǔ)能,當(dāng)車輛需要更大動(dòng)力時(shí),,能量在短時(shí)間內(nèi)被釋放,,這與如今新能源車所采用的動(dòng)能回收系統(tǒng)性質(zhì)不同。
機(jī)械飛輪動(dòng)能回收系統(tǒng)的原理簡(jiǎn)單,,通俗來說,,我們可以把飛輪理解為儲(chǔ)能裝置,類似于兒童玩具回力車的彈簧一般,。當(dāng)車輛制動(dòng)可進(jìn)行動(dòng)能回收時(shí),,動(dòng)能通過無級(jí)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(jí)變速箱、齒輪組等多個(gè)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(chǔ)動(dòng)能,比如Flybrid公司研發(fā)的機(jī)械飛輪最高轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min左右,,這顯然無法與發(fā)動(dòng)機(jī),、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(dòng)能,。
此外,,為達(dá)到不浪費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)能、釋放動(dòng)能的目的,,與無極變速箱連接的傳動(dòng)軸上還配有一個(gè)車橋側(cè)離合器,。當(dāng)無需回收動(dòng)能時(shí),離合器斷開,,飛輪不回收動(dòng)能,;當(dāng)飛輪所儲(chǔ)蓄的動(dòng)能需要被釋放時(shí),離合器結(jié)合,,飛輪端動(dòng)能通過齒輪與主變速箱輸出端的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力匯合,,而后動(dòng)力被傳遞到驅(qū)動(dòng)輪。
我們可以發(fā)現(xiàn)這套系統(tǒng)其實(shí)不存在電機(jī),、電池,,這是因?yàn)镕1必須要考慮車重因素,所以機(jī)械飛輪儲(chǔ)存的能量有限,,可釋放動(dòng)能的時(shí)間也往往就在10秒以內(nèi),,這適合于賽車短時(shí)間內(nèi)的動(dòng)力提升,,但并不適用于民用車,。
● 混動(dòng)車型采用動(dòng)能回收的例子
F1的機(jī)械飛輪無法儲(chǔ)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(dòng)能有了去處,?包括純電動(dòng)車和混動(dòng)車型,電池組都成為了動(dòng)能的歸宿,�,;靹�(dòng)車型擁有發(fā)動(dòng)機(jī),它可以回收發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能,,比如豐田的THS混動(dòng)系統(tǒng),。避免動(dòng)能浪費(fèi),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(jì)性表現(xiàn),,應(yīng)該說離不開動(dòng)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(jī)和MG2驅(qū)動(dòng)電機(jī),。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力過�,;蚱涮幱诘∷俚恍枰�?jiǎng)恿敵鰰r(shí),動(dòng)能即通過MG1轉(zhuǎn)化為電能被輸送到電池組內(nèi),;當(dāng)車輛需要?jiǎng)恿敵�,,MG2作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力;此外,,MG1還有個(gè)額外的作用是調(diào)速,,它使發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能在經(jīng)濟(jì)區(qū)間工作,這與動(dòng)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(dòng)能回收”
無論是機(jī)械飛輪動(dòng)能回收還是回收發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能,它們都是回收了“驅(qū)動(dòng)部分”的能量,。其實(shí)從廣義上來說,,動(dòng)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(dòng)能回收系統(tǒng)”,。
在車輛經(jīng)過顛簸時(shí),,車身上下運(yùn)動(dòng)也存在動(dòng)能,從原理上來說,,車身液壓式動(dòng)能回收正是回收了這部分動(dòng)能,,并將其轉(zhuǎn)換為電能或其它能量來驅(qū)動(dòng)車輛。通常來說該類動(dòng)能回收系統(tǒng)具備活塞式液壓泵,,車身的上下運(yùn)動(dòng)會(huì)將液壓油壓入儲(chǔ)能罐,,在需要時(shí),具備壓力的液壓油可驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,,從而達(dá)到動(dòng)能回收再利用的效果,。
這種動(dòng)能回收方式并不是空穴來風(fēng),其實(shí)在2015年左右,,奧迪就曾發(fā)布了一套名為electromechanical Rotary Damper(簡(jiǎn)稱eROT)的底盤懸架系統(tǒng),,該系統(tǒng)就利用電動(dòng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)減振器代替了傳統(tǒng)的液壓減振器。奧迪曾對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)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(dòng)車的動(dòng)能回收
純電動(dòng)車不具備混動(dòng)車型的發(fā)動(dòng)機(jī),,那它的動(dòng)能回收也就是通過電機(jī)來實(shí)現(xiàn)了,而且純電動(dòng)車都配備更大容量的動(dòng)力電池組,,所以動(dòng)力電池更是順理成章變成了“動(dòng)能的歸宿”,。目前大部分純電動(dòng)車采用的動(dòng)能回收系統(tǒng)被稱為“電池-電機(jī)動(dòng)能回收系統(tǒng)”,顧名思義它靠電池,、電機(jī)實(shí)現(xiàn)了回收動(dòng)能的目的,。
我們都知道電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程,,被稱為電生磁,兩個(gè)磁場(chǎng)間通電后產(chǎn)生互斥或互相吸引的力,,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),;電機(jī)同時(shí)能充當(dāng)發(fā)電機(jī),原理相反,,是個(gè)電磁感應(yīng),、機(jī)械能轉(zhuǎn)化電能的過程。
當(dāng)駕駛員松開加速踏板,,電機(jī)不需要工作,,其開始充當(dāng)發(fā)電機(jī)的角色,此時(shí)車輛的機(jī)械能被發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能充入電池組,。而發(fā)電機(jī)工作時(shí)兩個(gè)磁場(chǎng)同樣產(chǎn)生一定的力矩,,這個(gè)力與電機(jī)輸出的力相反,也就實(shí)現(xiàn)了“電機(jī)反拖”,,車輛產(chǎn)生減速效果,。
順便提一下,動(dòng)能回收系統(tǒng)的主要作用是減少動(dòng)能浪費(fèi),,提升續(xù)航里程,。此外由于它能使車輛實(shí)現(xiàn)減速,這也就減少了機(jī)械剎車的使用頻率,,在一定程度上保護(hù)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(jī)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?yàn)閭鹘y(tǒng)機(jī)械剎車無法承受如此大的車重帶來的慣性,,而電機(jī)反拖可以,。
我們上面說,,電機(jī)“反拖”即實(shí)現(xiàn)了車輛減速的效果,,當(dāng)動(dòng)能回收力度大時(shí),車輛減速明顯,,滑行距離小,,此時(shí)動(dòng)能回收效果最強(qiáng);反之車輛滑行距離長(zhǎng),,動(dòng)能回收效果弱,。通過調(diào)節(jié)電機(jī)通電線圈的電流大小,也就調(diào)節(jié)了電機(jī)反拖力度的大小,,從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)能回收力度的分級(jí),。
一般來說,,動(dòng)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(shí)也未必,。畢竟動(dòng)能回收效率無法達(dá)到100%,這意味著如果頻繁“動(dòng)能回收+再次起步”的話,,車輛會(huì)浪費(fèi)更多的能量,,雖然這幾乎無法通過實(shí)際測(cè)試來精確論證,但從理論上來說是這個(gè)道理吧,?
基于上述結(jié)論,,對(duì)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(qiáng)度動(dòng)能回收,,因?yàn)閾矶鹿r下的剎車,、起步可能會(huì)更容易判斷一些,在暢通路段我們或許可以多使用低強(qiáng)度動(dòng)能回收,,因?yàn)樵谶@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(dāng)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(xí)慣來調(diào)節(jié)動(dòng)能回收即可,。而且在車輛的調(diào)校上,通常動(dòng)能回收系統(tǒng)與機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)之間會(huì)有比較聰明的配合,,比如駕駛員不需要大力制動(dòng),,可能這時(shí)只有動(dòng)能回收介入,當(dāng)車輛所需制動(dòng)力更足時(shí),,動(dòng)能回收滿負(fù)荷回收,,并且機(jī)械制動(dòng)將介入,這也就是為什么很多車型的制動(dòng)踏板被踩下時(shí),,動(dòng)能回收的功率會(huì)達(dá)到峰值,。
就算是純電車用戶,相信也有很多人不習(xí)慣動(dòng)能回收所帶來的駕駛感覺,,因?yàn)槟壳坝行┸囆偷膭?dòng)能回收介入過程并不順暢,,且產(chǎn)生的制動(dòng)力也有點(diǎn)讓人摸不到頭腦。個(gè)人認(rèn)為對(duì)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(dòng)能回收,我建議您可以多嘗試一下力度為小或者中等的動(dòng)能回收模式,,逐漸適應(yīng)一下少使用機(jī)械制動(dòng)的感覺,,當(dāng)您認(rèn)為“這東西確實(shí)省了右腳”再進(jìn)階到高強(qiáng)度的動(dòng)能回收,,也許您會(huì)愛上這種感覺。當(dāng)然了,,這是對(duì)于動(dòng)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(shí)沒法讓您喜歡上它,在選車時(shí)我們可以把“動(dòng)能回收”也作為一個(gè)參考項(xiàng)來試一下,。
總結(jié):
我相信即便是純電動(dòng)車的續(xù)航水平在不斷提升,,廠商們也依然不會(huì)放棄動(dòng)能回收系統(tǒng)的開發(fā),因?yàn)榱鞯舻哪芰坎灰撞灰�,,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(yuǎn)�,?傊�,,從駕駛輕松度和續(xù)航兩方面來說,個(gè)人建議您還是多嘗試一下動(dòng)能回收吧,,也許這能成為您的最愛,。(文/圖 汽車之家 尤冬青)
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