電動研習社：動能回收的那些小門道

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純電動汽車如何提高電池壽命？為了解決這個問題，廠商們已經將純電動汽車武裝到了牙齒，比如不斷改進動力電池技術，不斷降低風阻，甚至對輪圈采用了所謂的“低風阻輪圈”。就提高電池壽命而言，其實還有一項技術是我們不能忽視的，那就是動能回收。除了讓純電動汽車行駛之外，它還會獲得與燃油車完全不同的感覺。你知道它過去的生活和它給我們帶來的好處嗎？

● F1還配備動能回收系統。

在講純電動汽車動能回收之前，我們先來看三種能量回收的例子。它們本質上不同于純電動汽車，應用不同的技術原理和邏輯，達到不同的效果和目的，但都是“回收本來會浪費的能量”的方案。比如2021年，F1推出了“機械飛輪動能回收系統”，目的是通過技術儲存能量。當車輛需要更多動力時，能量會在短時間內釋放出來，這與如今新能源汽車所使用的動能回收系統不同。

機械飛輪動能回收系統原理簡單。一般來說，我們可以把飛輪理解為一種儲能裝置，類似于兒童玩具回力車的彈簧。當車輛制動可以回收動能時，動能通過無級變速器傳遞給飛輪，飛輪通過高速旋轉積累能量。

根據系統結構圖，系統還需要無級變速器、齒輪組等多個部件作為輔助。這種添加過程和系統權重不是白來的嗎？有必要通過提高飛輪的轉速來增加儲存的動能。比如Flybrid公司開發的機械飛輪，最大轉速已經達到了6萬r/min左右，顯然無法與發動機和車輪的轉速相匹配。因此，需要“無級變速器”來傳遞動能。

此外，為了達到不浪費發動機動能和釋放動能的目的，與無級變速箱連接的傳動軸上還裝有軸側離合器。當不需要回收動能時，離合器斷開，飛輪不回收動能；當飛輪節省的動能需要釋放時，離合器接合，飛輪端的動能通過齒輪與主變速箱輸出端的發動機動力匯合，再將動力傳遞給驅動輪。

我們可以發現這個系統中沒有馬達或電池。這是因為F1必須考慮汽車的重量，所以機械飛輪儲存的能量是有限的，釋放動能的時間往往不到10秒。這適合賽車短時間內的動力提升，但不適合民用車。

●使用動能回收的混合動力汽車示例

F1的機械飛輪不能儲存太多能量，但新能源車本身需要配備電池組。這不就是回收動能的地方嗎？包括純電動汽車和混合動力汽車，電池組已經成為動能的目的地。混合動力車型有發動機，可以回收發動機的動能，比如豐田的THS混合動力系統。避免動能浪費，提高車輛能效，也意味著降低能耗。因此，新能源汽車的經濟性能離不開能量回收技術的幫助。

大致來說，豐田THS系統的E-CVT變速箱包括MG1發電機和MG2驅動電機。當發動機有多余動力或怠速但不需要動力輸出時，動能由MG1轉化為電能，然后傳遞給電池組。當車輛需要動力輸出時，用MG2作為驅動電機，輔助發動機輸出動力；此外，MG1還有一個額外的調速功能，使發動機盡可能在經濟范圍內工作，這與動能回收無關，就不說了。

●增加一種“奇妙動能回收”

無論是機械飛輪動能回收還是發動機動能回收，都是回收“驅動部分”的能量。其實廣義來說，動能回收系統還包括吸收車身顛簸的形式，稱為“車身液壓動能回收系統”。

車輛顛簸時，車身上下運動也有動能。原則上，車身的液壓動能回收將這種動能回收并轉化為電能或其他能量來驅動車輛。一般來說，這種動能回收系統配有活塞式液壓泵，車身的上下運動會將液壓油泵入儲能罐。必要時，帶壓液壓油可帶動發電機發電，從而達到動能回收再利用的效果。

這種回收動能的方式不是空洞誘導風。事實上，在2021年前后，奧迪發布了一款名為機電旋轉減震器的底盤懸架系統，用機電旋轉減震器取代了傳統的液壓減震器。奧迪對該系統進行了測試，在高速公路、鄉村公路、紐伯格林賽道三種不同路況下，其能量回收功率約為3-613W。

●純電動汽車的動能回收

純電動汽車沒有混合動力發動機，所以它的動能回收是通過電機實現的，而純電動汽車配備了更大容量的動力電池，動力電池自然成為“動能的歸宿”。目前，大多數純電動汽車使用的動能回收系統被稱為“電池-電機動能回收系統”。顧名思義，就是依靠電池和電機來達到回收動能的目的。

我們都知道電機是將電能轉化為機械能的過程，這就是所謂的電磁。當兩個磁場通電時，產生互斥或吸引力，從而實現電機的運行。同時，電動機可以充當發電機。相反，它是電磁感應和機械能轉化為電能的過程。

當駕駛員松開油門踏板時，電機不需要工作，開始充當發電機。此時，車輛的機械能被發電機轉換成電能，并充入電池組。發電機工作時，兩個磁場也產生一定的扭矩，與電機輸出的力相反，從而實現“電機反拖”和車輛的減速效果。

順便說一句，動能回收系統的主要功能是減少動能的浪費，提高續航里程。此外，由于能使車輛減速，也降低了使用機械制動器的頻率，在一定程度上保護了制動系統。在民用車輛中，這可能意義不大，但利用電機反向拖動的原理，在“巨無霸”NTE330中也起到了不可或缺的作用，因為傳統的機械制動器無法承受如此大的車輛重量帶來的慣性，而電機反向拖動則可以。

上面我們說過，電機“減阻”實現了車輛減速的效果。動能回收強時，車輛減速明顯，滑行距離小，此時動能回收效果最強。相反，車輛滑行距離長，動能回收效果弱。通過調節電機通電線圈的電流，也調節了電機的反向阻力，實現了動能回收力的分級。

一般來說，動能回收有利于提高車輛的續航性能，但如果我們更認真地考慮，可能就不是這樣了。畢竟動能回收效率不可能達到100%，也就是說如果頻繁使用“動能回收+再次啟動”，車輛會浪費更多的能量。雖然這很難通過實際測試準確證明，但理論上是有原因的，對吧？

基于以上結論，對于平均駕駛水平的駕駛員來說，在擁堵路段可以更多地使用高強度動能回收，因為擁堵條件下的制動和啟動可能更容易判斷，而在暢通路段我們可能會更多地使用低強度動能回收，因為在這種工況下，一般只需要減速，而不需要很大的速度變化甚至制動。

當然，以上說法也是有理論依據的。日常用車，我們不用太糾結。更多的情況下，我們可以根據自己的駕駛習慣來調整動能回收。此外，在車輛的調整中，動能回收系統和機械制動系統之間通常會有巧妙的配合。比如駕駛員不需要大力剎車，此時可能只有動能回收干預。當車輛需要更大的制動力時，動能回收將滿載，并涉及機械制動，這就是為什么很多車輛的制動踏板踩下時，動能回收的功率會達到峰值。

即使是純電車用戶，相信很多人也不習慣動能回收帶來的駕駛感受，因為目前部分車型的動能回收介入過程并不順暢，產生的制動力有點讓人摸不著頭腦。個人認為對于喜歡使用這個功能的司機來說，喜歡它帶來的輕松駕駛體驗是一個不可忽視的因素。

如果你從來沒有接觸過動能回收，我建議你多嘗試一些中低強度的動能回收模式，逐漸習慣少用機械制動的感覺。也許當你想到“這個東西真的救了你的右腳”然后去高強度動能回收的時候，你就會愛上這種感覺。當然，這是針對動能回收和調整好的車輛。如果系統突兀，力度不線性，邏輯混亂，真的不能讓你喜歡。我們在選車時可以嘗試“動能回收”作為參考項目。

總結:

我相信，即使純電動汽車的續航水平在不斷提升，廠商依然不會放棄動能回收系統的開發，因為損失的能量本不該浪費，但也是浪費了，但話又說回來，它只有經過調整才能吸引用戶，相反，用戶離它只能越來越遠。總之，從駕駛舒適性和續航能力兩個方面來說，我個人建議大家多嘗試動能回收，說不定這能成為你的最愛。