电动研习社：动能回收的那些小门道

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纯电动汽车如何提高电池寿命？为了解决这个问题，厂商们已经将纯电动汽车武装到了牙齿，比如不断改进动力电池技术，不断降低风阻，甚至对轮圈采用了所谓的“低风阻轮圈”。就提高电池寿命而言，其实还有一项技术是我们不能忽视的，那就是动能回收。除了让纯电动汽车行驶之外，它还会获得与燃油车完全不同的感觉。你知道它过去的生活和它给我们带来的好处吗？

● F1还配备动能回收系统。

在讲纯电动汽车动能回收之前，我们先来看三种能量回收的例子。它们本质上不同于纯电动汽车，应用不同的技术原理和逻辑，达到不同的效果和目的，但都是“回收本来会浪费的能量”的方案。比如2021年，F1推出了“机械飞轮动能回收系统”，目的是通过技术储存能量。当车辆需要更多动力时，能量会在短时间内释放出来，这与如今新能源汽车所使用的动能回收系统不同。

机械飞轮动能回收系统原理简单。一般来说，我们可以把飞轮理解为一种储能装置，类似于儿童玩具回力车的弹簧。当车辆制动可以回收动能时，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。

根据系统结构图，系统还需要无级变速器、齿轮组等多个部件作为辅助。这种添加过程和系统权重不是白来的吗？有必要通过提高飞轮的转速来增加储存的动能。比如Flybrid公司开发的机械飞轮，最大转速已经达到了6万r/min左右，显然无法与发动机和车轮的转速相匹配。因此，需要“无级变速器”来传递动能。

此外，为了达到不浪费发动机动能和释放动能的目的，与无级变速箱连接的传动轴上还装有轴侧离合器。当不需要回收动能时，离合器断开，飞轮不回收动能；当飞轮节省的动能需要释放时，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。

我们可以发现这个系统中没有马达或电池。这是因为F1必须考虑汽车的重量，所以机械飞轮储存的能量是有限的，释放动能的时间往往不到10秒。这适合赛车短时间内的动力提升，但不适合民用车。

●使用动能回收的混合动力汽车示例

F1的机械飞轮不能储存太多能量，但新能源车本身需要配备电池组。这不就是回收动能的地方吗？包括纯电动汽车和混合动力汽车，电池组已经成为动能的目的地。混合动力车型有发动机，可以回收发动机的动能，比如丰田的THS混合动力系统。避免动能浪费，提高车辆能效，也意味着降低能耗。因此，新能源汽车的经济性能离不开能量回收技术的帮助。

大致来说，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，用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，就不说了。

●增加一种“奇妙动能回收”

无论是机械飞轮动能回收还是发动机动能回收，都是回收“驱动部分”的能量。其实广义来说，动能回收系统还包括吸收车身颠簸的形式，称为“车身液压动能回收系统”。

车辆颠簸时，车身上下运动也有动能。原则上，车身的液压动能回收将这种动能回收并转化为电能或其他能量来驱动车辆。一般来说，这种动能回收系统配有活塞式液压泵，车身的上下运动会将液压油泵入储能罐。必要时，带压液压油可带动发电机发电，从而达到动能回收再利用的效果。

这种回收动能的方式不是空洞诱导风。事实上，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。奥迪对该系统进行了测试，在高速公路、乡村公路、纽伯格林赛道三种不同路况下，其能量回收功率约为3-613W。

●纯电动汽车的动能回收

纯电动汽车没有混合动力发动机，所以它的动能回收是通过电机实现的，而纯电动汽车配备了更大容量的动力电池，动力电池自然成为“动能的归宿”。目前，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”。顾名思义，就是依靠电池和电机来达到回收动能的目的。

我们都知道电机是将电能转化为机械能的过程，这就是所谓的电磁。当两个磁场通电时，产生互斥或吸引力，从而实现电机的运行。同时，电动机可以充当发电机。相反，它是电磁感应和机械能转化为电能的过程。

当驾驶员松开油门踏板时，电机不需要工作，开始充当发电机。此时，车辆的机械能被发电机转换成电能，并充入电池组。发电机工作时，两个磁场也产生一定的扭矩，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。

顺便说一句，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，由于能使车辆减速，也降低了使用机械制动器的频率，在一定程度上保护了制动系统。在民用车辆中，这可能意义不大，但利用电机反向拖动的原理，在“巨无霸”NTE330中也起到了不可或缺的作用，因为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。

上面我们说过，电机“减阻”实现了车辆减速的效果。动能回收强时，车辆减速明显，滑行距离小，此时动能回收效果最强。相反，车辆滑行距离长，动能回收效果弱。通过调节电机通电线圈的电流，也调节了电机的反向阻力，实现了动能回收力的分级。

一般来说，动能回收有利于提高车辆的续航性能，但如果我们更认真地考虑，可能就不是这样了。毕竟动能回收效率不可能达到100%，也就是说如果频繁使用“动能回收+再次启动”，车辆会浪费更多的能量。虽然这很难通过实际测试准确证明，但理论上是有原因的，对吧？

基于以上结论，对于平均驾驶水平的驾驶员来说，在拥堵路段可以更多地使用高强度动能回收，因为拥堵条件下的制动和启动可能更容易判断，而在畅通路段我们可能会更多地使用低强度动能回收，因为在这种工况下，一般只需要减速，而不需要很大的速度变化甚至制动。

当然，以上说法也是有理论依据的。日常用车，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，在车辆的调整中，动能回收系统和机械制动系统之间通常会有巧妙的配合。比如驾驶员不需要大力刹车，此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，这就是为什么很多车辆的制动踏板踩下时，动能回收的功率会达到峰值。

即使是纯电车用户，相信很多人也不习惯动能回收带来的驾驶感受，因为目前部分车型的动能回收介入过程并不顺畅，产生的制动力有点让人摸不着头脑。个人认为对于喜欢使用这个功能的司机来说，喜欢它带来的轻松驾驶体验是一个不可忽视的因素。

如果你从来没有接触过动能回收，我建议你多尝试一些中低强度的动能回收模式，逐渐习惯少用机械制动的感觉。也许当你想到“这个东西真的救了你的右脚”然后去高强度动能回收的时候，你就会爱上这种感觉。当然，这是针对动能回收和调整好的车辆。如果系统突兀，力度不线性，逻辑混乱，真的不能让你喜欢。我们在选车时可以尝试“动能回收”作为参考项目。

总结:

我相信，即使纯电动汽车的续航水平在不断提升，厂商依然不会放弃动能回收系统的开发，因为损失的能量本不该浪费，但也是浪费了，但话又说回来，它只有经过调整才能吸引用户，相反，用户离它只能越来越远。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。