淺談新能源汽車能量回收

時間：2021-11-22

淺談新能源汽車能量回收

新能源汽車（這里指混合動力汽車和純電動汽車包括增程式電動車）和傳統(tǒng)汽車一個很大的區(qū)別是，新能源汽車有能量回收系統(tǒng)。那能量回收是什么呢？是如何實現(xiàn)的呢？和哪些東西相關呢？本文就是用比較通俗的語言講解一下新能源車的能量回收。

一、能量回收是什么?

眾所周知，車輛在實現(xiàn)減速的過程中有兩個途徑：

1、通過松油門，通過整車自身阻力來進行滑行減速，此工況的滑行距離較長。

2、通過踩剎車來實現(xiàn)制動。

整車減速的過程其實是整車的動能轉化為克服摩擦阻力產(chǎn)生的熱能的一個過程，包括風阻，車輛動力傳動機構摩擦阻力，輪胎和地面的摩擦阻力，以及制動過程中制動系統(tǒng)工作的摩擦阻力（此項能量占比較大）。由于整車開發(fā)過程中，其他參數(shù)都是固定了，屬于被動存在的。但是如果可以將制動摩擦產(chǎn)生的能量給收集起來，重新用于驅動，那對整車能耗的意義是巨大的，新能源車的能量回收系統(tǒng)就承擔起了這個角色。

二、新能源車的能量回收系統(tǒng)是如何實現(xiàn)的呢？

我們在學習物理的時候學到過，在一個處于磁場中的線圈通交流電，線圈會在磁場中旋轉（電生磁），一個在磁場中旋轉的線圈會有反向電流通過，同時會產(chǎn)生一個反向的阻力阻止線圈旋轉（磁生電）詳見法拉*定律和楞次定律，這個也就是一個較基礎的電機原理。新能源車輛在減速的過程中就是利用了磁生電這個原理，通過電機把整車的動能轉為電能回收起來的。

行進中的車輛進行減速（丟油門滑行or踩剎車制動），電機由于和車輪還是接耦的，轉子永磁體在車輪和傳動機構的帶動下高速旋轉并且被定子繞組線圈切割磁感線，定子繞組產(chǎn)生了反向感應電流通過電機回充到電池，并在此時對轉子產(chǎn)生反向扭矩從而阻止車輛向前行進，以此實現(xiàn)車輛減速，也就是上面所說的磁生電（電機控制原理實際復雜的多，我不專業(yè)就不多贅述了）。根據(jù)筆者做過一些測試的經(jīng)驗，一般電動車能量回收對NEDC里程貢獻率大概在15%左右，好一些的能夠達成20%左右。

三、新能源車能量回收有哪幾種？有什么不同？有哪些類型？

其實電動車有兩種能量回收的方式，也就是制動能量回收和滑行能量回收，區(qū)分的一標準就是是否踩制動踏板。通過踩制動踏板實現(xiàn)能量回收的就是制動能量回收，僅依靠丟油門實現(xiàn)能量回收則叫做滑行能量回收。

電機的制動能量回收目前也是有兩種方式實現(xiàn)的，一個是迭加式再生制動系統(tǒng)（RBS），一個叫協(xié)作式再生制動系統(tǒng)（CRBS）。兩者較大的區(qū)別就是：制動踏板是否和制動執(zhí)行機構解耦（RBS接耦，CRBS解耦）。在電動車的一個制動工況中，制動力矩的來源之一是摩擦片帶來的機械制動，另一個來源則是電機提供負扭矩通過傳動軸來實現(xiàn)減速，也就是電制動。只要電制動的占比越多，則就會有更多的“磁生電”，便可回收更多的電量！

RBS和CRBS對比

RBS由于制動踏板和制動輪缸是接耦的，在一個減速過程中，只要踩下制動踏板，制動輪缸就會有液壓產(chǎn)生制動，而電制動僅是疊加在機械制動上完成制動。所以還是有一部分能量損失掉了，能量回收率較低。

而CRBS的制動踏板和液壓機構解耦，在踩下制動踏板后，控制器通過行程傳感器對當前踏板角度和角速度推測駕駛員的制動需求，并計算需求的制動力，然后由電機作為主要扭矩提供源，液壓制動作為制動力矩不足的補償。從而提高電制動的占比，進而增加能量回收。

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