能量回收 到底有多少用?

說起新能源車的駕駛感受,“制動能量回收”不免被熱議。相信 80% 朋友,都知道動能回收到了電池包中。但是:

制動能量回收功能,對電動車續航有多大幫助?

真的有用嗎?

先說結論

資料統計顯示,在真實情況下

制動能量回收的功能,可以返還高達 34% 的電池能量。

如果你對結論感興趣,不妨一起深入瞭解下“制動能量回收”。

根據能量守恆定律,車輛行駛中的能量變化如圖。電動車與傳統車的區別在於其減速時,動能多了一個轉變方向,可轉換為電池電能再次回收利用。這也就是我們熟知的能量回收。

能量回收 到底有多少用?

但是,動能如何轉變為電能?很多人認為是電機透過“反轉”來發電,這麼理解有一點問題。

能量回收原理

電機中,轉子和車輪透過齒輪相連。車輛減速時,車依然在往前走,方向沒變,電機轉動的方向自然也沒有改變。

以新能源車常用的永磁同步電機為例,電機中有兩個磁場:

轉子磁場:轉子中自帶永磁體,形成穩定磁場,並隨轉子的轉動而轉動。

定子磁場:定子中的繞組可理解為導線,導線中透過電流,其周圍的空間將產生感應磁場。導線中通入交流電,其周圍空間產生旋轉的感應磁場。

電機工作時,這一對 CP——小定(電機產生的旋轉感應磁場)和小轉(永磁體磁場)就像兩位手牽手、齊步走的小朋友。

——小定在前,小轉在後,小定拉著小轉走,就是電機驅動狀態;

——小定突然鬧脾氣不走了,而且往後拽由於慣性而繼續前行的小轉,兩個人越走越慢,最後停了下來,也就是電機能量回收。

可以發現小轉一直在往前走,只是前面被小定“驅動”,後面被小定“制動”。而小定拖拽小轉的力,乘以電機半徑就是扭矩,大小也就是能量回收強度。

但這裡存在一個問題——我們開車時,有時需要急剎,有時需要滑行,不同工況下的減速需求不一樣,不能任由“小定”發脾氣,所以能量回收的減速度是需要控制的。

那能量回收強度設定成多大合適?

能量回收強度可透過減速度體現。當能量回收減速度達不到日常駕駛所需時,就不得不引入摩擦制動來補償,能量也就以熱能形式損失了。

能量回收過大,鬆開油門車立刻急剎,也不是使用者想要的駕駛感受。從工程師以往嚴謹的作風來判斷,是時候拿出點“資料”了。

大資料統計顯示,在典型道路駕駛工況中,一半以上的減速度需求小於 0。05g,因此汽油車通常的滑行減速度就是這個值。

能量回收 到底有多少用?

典型道路駕駛工況的減速度分佈統計

減速度 0。15g,覆蓋了 95% 的減速需求,再往上 0。05g,只對應了 3% 的工況,卻會導致乘坐人員的不適感,意義不大。因此 MG EZS 的單踏板模式的最大減速度,被設定在了 0。15g。

因此帶來的能量回收效果也是你意想不到的。為了讓朋友們有直觀認識,我們還是看兩個例項。

歸根到底,究竟能回收多少能量?

01 真實車主的統計情況

按照國家要求,新能源汽車需要將去除使用者隱私後的執行資訊儲存在系統中。我們聯絡了一輛上海市純電動榮威 Ei5 計程車,並隨機挑選一天的執行資料。

根據後臺資料,我們腦補出了《電動計程車司機的十二時辰》……

2019 年 7 月 1 日,中雨轉小雨,氣溫 22-27℃。王師傅隔夜用家裡的慢充樁充滿了電,早上 6 點 03 分就出門開始了一天的運營。

中午 12 點的時候他休息了 40 分鐘,吃飯的同時順便用快充補了一些電。

下午繼續運營,到晚上 7 點多的時候就回家休息了。一整天一共行駛了 285km,共消耗電量 37。6 度,平均能耗 13。2kWh/100km。去除休息時間,一共運營了 12 個小時,平均車速 23。8km/h。

能量回收 到底有多少用?

初中物理老師告訴我們,功率乘以時間,得到做功的多少,就是能量。這些資料中,包含了電池 SOC(剩餘能量),實時的電壓和電流。透過電壓與電流的實時乘積,可以獲得車輛實時的功率。訊號的精度是每秒 1 幀,可以基本實現積分的精度。

能量回收 到底有多少用?

功率曲線與橫座標圍出來的面積,就是能量。透過對功率在時間上進行積分(就是曲線與橫軸圍出圖形的面積),可以算出這段時間裡車輛消耗,和回收的能量。對王師傅愛車進行一通分析後發現:減速時回收的能量是非常可觀的,潑出去的水,又回來了一部分。

這臺車當天一共消耗了 57。2 度電,但是隻有 37。6 度是原本電池包儲存的,剩下的 19。6 度電,都是能量回收系統帶來的,回收了 34% 的電量。

能量回收 到底有多少用?

能量回收 到底有多少用?

總結一下——

1,電機的驅動和能量回收,是由定子磁場對轉子磁場的驅動和拖拽產生的。透過電機控制器調節定子繞組電流,就可以改變定子磁場強度,改變定子與轉子間相互作用力即電機扭矩,包括正扭矩和負扭矩。

2,對同一款純電動車型,合理的制動和能量回收策略,可有效提升續駛里程。配合 i-Booster 智慧制動能量分配,實測資料顯示,在較為理想的情況下,相比沒有制動能量回收功能,能回收高達 34% 的能量。

看到這裡,可能還有朋友想,雖然能量回收延長了續航里程,但是回收強度太大,開著不習慣啊。

車評人在講能量回收時,也習慣說“拖拽感很強” ,“力度太猛,容易暈車”。很多人會預設是“能量回收強度太大”惹的禍,覺得這個功能很雞肋。但“能量回收”真的不是這麼簡單,因為還要看能量回收策略做的如何。先賣個官司,下期再見~