談?wù)勛罱[得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的動(dòng)能回收技術(shù)

我們?nèi)缃裆硖幍?1世紀(jì)20年代，從國家發(fā)布的各種政策以及市場表現(xiàn)上來看，無疑是新能源汽車發(fā)展的黃金年代。在新能源領(lǐng)域，無論是乘用車還是商用車，動(dòng)力電池、電機(jī)在消費(fèi)者眼里已經(jīng)不是什么新鮮的技術(shù)了，而最近因?yàn)槟硰S家剎車失靈的事情，動(dòng)能回收這個(gè)話題又被提了起來。那么今天我們就來談?wù)剟?dòng)能回收這個(gè)話題，一起分析一下“動(dòng)能回收”這個(gè)大家耳熟能詳?shù)墓δ芙o我們的駕駛帶來了什么樣的便利，又還需補(bǔ)足哪方面的不足。

動(dòng)能回收的結(jié)構(gòu)及原理

說到動(dòng)能回收，相信大家腦子里下意識(shí)的認(rèn)為這是由于電動(dòng)汽車興起從而帶動(dòng)出來的一個(gè)產(chǎn)物。其實(shí)早在2009年，F(xiàn)1就首次引入了動(dòng)能回收系統(tǒng) (Kinetic Energy Recovery System)。這套系統(tǒng)的目的是利用賽車在直道末尾重剎產(chǎn)生的能量以及電機(jī)反轉(zhuǎn)往電池儲(chǔ)存能量，直到需要獲得動(dòng)力時(shí)，釋放能量從而獲得更快的速度。而在這之后，動(dòng)能回收這項(xiàng)技術(shù)通過優(yōu)化、改良，逐步下放到一些價(jià)格相對(duì)較為昂貴的混動(dòng)車型上，隨著技術(shù)的一步步發(fā)展，動(dòng)能回收也逐漸演變成新能源汽車上如同電機(jī)、電池一般的基本配置。

提及動(dòng)能回收就免不了提到車輛的剎車制動(dòng)系統(tǒng)，這兩者是相輔相成的。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)助力形式基本都是真空助力器，也叫大力鼓。他的原理很容易理解，當(dāng)你在駕駛車輛時(shí)，遇到緊急情況或者需要?jiǎng)x車的時(shí)候，剎車所需要用到的力量是一條腿所難以提供的，所以我們的汽車工程師就想到了一個(gè)方法：利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)吸入空氣，造成助力器的一側(cè)形成真空，從而利用這壓力差來加強(qiáng)制動(dòng)推力，這樣我們駕駛員剎車時(shí)所需要用到的力度就會(huì)小很多。

但是這種設(shè)計(jì)也帶來一個(gè)問題：當(dāng)汽車在怠速的時(shí)候或者熄火的時(shí)候，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降或停止，那么抽出的空氣也隨之減少或停止，這個(gè)時(shí)候我們剎車踏板就會(huì)失去真空助力器的幫助，變得特別的硬。如果發(fā)動(dòng)機(jī)在行駛時(shí)發(fā)生故障，那么就會(huì)發(fā)生一些不可預(yù)料的結(jié)果。而且隨著如今電動(dòng)化的趨勢，由于失去了發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)部件，這項(xiàng)技術(shù)也沒辦法應(yīng)用在新能源汽車上。

所以如今的新能源車型則是搭載了電液制動(dòng)系統(tǒng)，助力形式從真空變成了電機(jī)，得益于純電動(dòng)車的發(fā)展，電液制動(dòng)系統(tǒng)也在最近幾年逐漸興起。目前市場上主力的一些電液制動(dòng)產(chǎn)品有博世的ibooster、ipb，采埃孚的ibc，大陸的MKC1等產(chǎn)品。

博世的ibooster和ipb這兩個(gè)產(chǎn)品市場占有率很高，同時(shí)兩者的差異也很大，一個(gè)采用的是one box方案，另一個(gè)則是two box方案，由于篇幅有限，這里就不一一細(xì)說了。下次有機(jī)會(huì)再給大家談?wù)刬bp與本文所說的ibooster的差異。

言歸正傳，利用ibooster的新能源車的制動(dòng)系統(tǒng)組成包括了制動(dòng)踏板、ibooster、esp和四個(gè)制動(dòng)器。ibooster系統(tǒng)主要包括：助力電機(jī)、助力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、推桿機(jī)構(gòu)、行程傳感器、主缸等零部件，他的工作原理是：當(dāng)駕駛員踩下剎車踏板，推動(dòng)推桿產(chǎn)生位移，踏板行程傳感器檢測到推桿的位移，將該位移信號(hào)發(fā)送給控制器，控制器計(jì)算出電機(jī)需要輸出的扭矩再由傳動(dòng)裝置將該扭矩轉(zhuǎn)化為主缸推力，而電機(jī)產(chǎn)生的主缸推力與駕駛員腳踩踏板產(chǎn)生的推力，在制動(dòng)主缸內(nèi)共同轉(zhuǎn)化為制動(dòng)器輪缸的液壓力，從而來給整車提供制動(dòng)力。

能量回收就是將不能儲(chǔ)存而浪費(fèi)掉的能量形式，比如熱能、機(jī)械能、光能等轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來再利用。電動(dòng)車目前主流的有兩種能量回收的方式，分別為制動(dòng)能量回收和滑行能量回收，區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)就是回收能量時(shí)汽車是否處于制動(dòng)狀態(tài)。通過制動(dòng)實(shí)現(xiàn)能量回收的就是制動(dòng)能量回收，僅依靠調(diào)整動(dòng)力踏板深度實(shí)現(xiàn)的能量回收則叫做滑行能量回收。

普通車輛制動(dòng)時(shí)，車輛的運(yùn)動(dòng)能量通過制動(dòng)系統(tǒng)而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并向大氣中釋放。而在電?dòng)汽車上，這種被浪費(fèi)掉的運(yùn)動(dòng)能量可通過制動(dòng)能量回收技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿?chǔ)存于蓄電池中，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)能量。

第二種條件則是利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的原理，電機(jī)通電能帶動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生動(dòng)力。而不通電的時(shí)候，通過車輛的傳動(dòng)軸反拖電機(jī)，轉(zhuǎn)子永磁體在車輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)并且被定子繞組線圈切割磁感線，定子繞組產(chǎn)生了反向感應(yīng)電流通過電機(jī)回充到電池，并在此時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生反向扭矩從而阻止車輛向前行進(jìn)，以此實(shí)現(xiàn)車輛減速，也就是“磁生電”，通過這個(gè)原理就能夠產(chǎn)生電能。反過來給電池充電，從而起到增加續(xù)航的作用。

關(guān)于動(dòng)能回收的利弊

以如今人類的新能源汽車的科技以及制造工藝的水平，很難說某一項(xiàng)技術(shù)是完美的。技術(shù)的進(jìn)步就是通過不斷的取舍、經(jīng)過各樣的考量、進(jìn)行無數(shù)的優(yōu)化而得出目前所能達(dá)到的最優(yōu)解。動(dòng)能回收這項(xiàng)技術(shù)也是這樣。

我們知道，新能源汽車目前最大的阻礙便是續(xù)航。如果未來有一天能夠解決這個(gè)問題，那么我相信如今燃油車所擁有的的續(xù)航優(yōu)勢便蕩然無存。而動(dòng)能回收的出現(xiàn)則在一定程度上緩解了這個(gè)問題。據(jù)了解，開啟動(dòng)能回收模式，在路況以及駕駛習(xí)慣一致的情況下能提高20%-25%的續(xù)航，現(xiàn)在的新能源車普遍續(xù)航都在500公里以上，取得這樣的成績是相當(dāng)矚目的成果。

第二點(diǎn)則是新能源汽車由于沒有發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱兩個(gè)部件，自然也就沒有燃油車經(jīng)常使用到的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)這一功能。當(dāng)汽車需要下陡坡或者長時(shí)間使用剎車時(shí)，如果一直利用剎車來制動(dòng)，那么剎車溫度會(huì)上升的很快，當(dāng)剎車的溫度到達(dá)到某一個(gè)值時(shí)，剎車便會(huì)衰減甚至直接消失，這種行為相當(dāng)危險(xiǎn)。所以我們需要利用到發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱齒輪的摩擦產(chǎn)生的阻力幫助剎車。而動(dòng)能回收便能很好的補(bǔ)足了新能源汽車這方面的劣勢。但是這也帶來了一個(gè)問題，那就是如今很多人詬病的動(dòng)能回收的力度問題。

新能源車汽車動(dòng)能回收時(shí)，有時(shí)候總會(huì)顯得突兀，可能駕駛員只是想稍微松一下油門控制下車速，結(jié)果就激活了動(dòng)能回收功能，導(dǎo)致乘客在沒有預(yù)判的情況下受到速度不斷變化的影響而引起生理上的不適，從而影響乘坐體驗(yàn)。

舉一個(gè)例子，我現(xiàn)在所處的城市為深圳，深圳很久以前便開始有新能源的出租車在營運(yùn)。剛開始的出租車既有燃油的也有電動(dòng)的，電動(dòng)的價(jià)格比燃油的出租車優(yōu)惠。但我身邊有許多的人寧愿多付點(diǎn)費(fèi)用，也要選擇乘坐燃油版的出租車，他們覺得乘坐新能源出租車的時(shí)候更容易暈車，也許這與司機(jī)駕駛行為習(xí)慣沒有及時(shí)改變成新能源車的駕駛風(fēng)格有關(guān)，但我認(rèn)為動(dòng)能回收介入的時(shí)機(jī)以及力度在設(shè)計(jì)之初就可以更好的進(jìn)行優(yōu)化，在能量回收效率與乘坐體驗(yàn)中間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，或許這樣也許能帶來更好的乘坐體驗(yàn)。

總結(jié)

今天跟大家聊了聊動(dòng)能回收的結(jié)構(gòu)、原理、以及一些它的不足。希望能夠幫助大家更好的理解動(dòng)能回收這項(xiàng)技術(shù)。其實(shí)整篇文章分析下來，很多時(shí)候都避免不了談到燃油車。確實(shí)，燃油車的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、以及未來的潛力都比不上如今日新月異的新能源車。但是，經(jīng)過那么多年的發(fā)展、沉淀，經(jīng)過無數(shù)的汽車工程師夜以繼日的討論研發(fā)，之前數(shù)百年累積下來的經(jīng)驗(yàn)還是有不少可取之處。無論是純電還是換電，乘用車還是商用車，前方還有無數(shù)的技術(shù)壁壘等著我們突破，我也將會(huì)持續(xù)關(guān)注新能源汽車行業(yè)方面的各類技術(shù)，各位觀眾姥爺們有什么想要了解的都可以在評(píng)論區(qū)回復(fù)，我也會(huì)盡可能的通過各位觀眾姥爺們的反饋寫一些大家感興趣的內(nèi)容，歡迎大家踴躍留言！