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动能回收的小门道有哪些?

2025-04-22 10:20 发布

在介绍纯电动汽车动能回收之前,先让我们了解一下几种能量回收的例子。这些例子包括F1赛车的机械飞轮动能回收系统、混合动力汽车的动能回收系统,以及车身液压动能回收系统。虽然它们的原理和技术应用有所不同,但都致力于回收本来会浪费的能量。

首先来看F1赛车的机械飞轮动能回收系统。这个系统通过技术储存能量,并在需要更多动力时短时间内释放出来。虽然它与新能源汽车的动能回收系统有所不同,但它的基本原理是相似的,即通过回收动能来提高车辆性能。

机械飞轮动能回收系统的原理很简单。飞轮可以理解为一种储能装置,类似于儿童玩具回力车的弹簧。当车辆制动时,动能通过无级变速器传递给飞轮,飞轮通过高速旋转积累能量。这种系统需要无级变速器、齿轮组等辅助部件。为了增加储存的动能,飞轮的转速需要提高。例如,Flybrid公司开发的机械飞轮最大转速达到了6万r/min左右。因此,需要“无级变速器”来传递动能。

当需要释放动能时,离合器接合,飞轮端的动能通过齿轮与主变速箱输出端的发动机动力汇合,再将动力传递给驱动轮。这个系统中没有马达或电池,这是因为F1赛车必须考虑汽车的重量。机械飞轮储存的能量有限,释放动能的时间通常不到10秒,适合赛车短时间内的动力提升,但不适合民用车。

接下来是混合动力汽车的动能回收系统。混合动力汽车可以回收发动机的动能,比如丰田THS混合动力系统。通过回收动能,可以避免动能浪费,提高车辆能效,降低能耗,从而提高车辆的经济性能。丰田THS系统的E-CVT变速箱包括MG1发电机和MG2驱动电机。当发动机有多余动力或怠速但不需要动力输出时,动能由MG1转化为电能,然后传递给电池组。当车辆需要动力输出时,MG2作为驱动电机辅助发动机输出动力。

此外,MG1还有一个额外的调速功能,使发动机尽可能在经济范围内工作,这与动能回收无关。

除了上述两种动能回收系统,还有一种称为“车身液压动能回收系统”。这种系统吸收车身颠簸的动能,将其转化为电能或其他能量。在2021年前后,奥迪发布了一款名为机电旋转减震器的底盘悬架系统,用机电旋转减震器取代了传统的液压减震器。通过测试,其能量回收功率在高速公路、乡村公路、纽伯格林赛道三种不同路况下约为3-613W。

最后是纯电动汽车的动能回收系统。纯电动汽车没有混合动力发动机,因此它的动能回收是通过电机实现的。纯电动汽车配备了更大容量的动力电池,电池组自然成为“动能的归宿”。大多数纯电动汽车使用的动能回收系统被称为“电池-电机动能回收系统”。当驾驶员松开油门踏板时,电机开始充当发电机,将车辆的机械能转换成电能,并充入电池组。发电机工作时,两个磁场产生一定的扭矩,与电机输出的力相反,从而实现“电机反拖”和车辆的减速效果。

动能回收系统的主要功能是减少动能的浪费,提高续航里程。此外,它还能降低使用机械制动器的频率,保护制动系统。在民用车辆中,这可能意义不大,但对于“巨无霸”NTE330这样的重型车辆,传统的机械制动器无法承受如此大的车辆重量带来的惯性,而电机反向拖动则可以。

动能回收系统的强度可以通过调节电机通电线圈的电流来实现。当动能回收强度较高时,车辆减速明显,滑行距离较小;相反,动能回收强度较低时,车辆滑行距离较长。在拥堵路段,可以更多地使用高强度动能回收,而在畅通路段,可以更多地使用低强度动能回收。

虽然理论上频繁使用动能回收可能会浪费更多的能量,但在日常驾驶中,我们不用太纠结。更多的情况下,我们可以根据自己的驾驶习惯来调整动能回收。此外,动能回收系统和机械制动系统之间通常会有巧妙的配合,例如驾驶员不需要大力刹车时,可能只有动能回收干预;当车辆需要更大的制动力时,动能回收将满载,并涉及机械制动。

对于纯电车用户来说,动能回收带来的驾驶感受需要时间去适应。如果系统突兀,力度不线性,逻辑混乱,真的不能让人喜欢。我们在选车时可以尝试“动能回收”作为参考项目。

总之,从驾驶舒适性和续航能力两个方面来说,我个人建议大家多尝试动能回收,说不定这能成为你的最爱。

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