在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的各類(lèi)設(shè)備中，再生制動(dòng)時(shí)大量能量被浪費(fèi)的現(xiàn)象曾長(zhǎng)期困擾著行業(yè)。不過(guò)，能量回收方案的出現(xiàn)，如同為這些設(shè)備裝上了“能量魔法棒”，讓原本白白流失的能量得以變廢為寶，甚至能實(shí)現(xiàn)年省電費(fèi)30%的顯著效果。
傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備在制動(dòng)時(shí)，能量損耗驚人。以燃油車(chē)為例，當(dāng)車(chē)輛減速剎車(chē)，剎車(chē)卡鉗會(huì)緊緊夾住剎車(chē)盤(pán)，通過(guò)巨大的摩擦力迫使車(chē)輛停下。這一過(guò)程本質(zhì)上是將車(chē)輛積累的動(dòng)能，毫無(wú)保留地轉(zhuǎn)化為剎車(chē)盤(pán)和片上無(wú)法利用的熱能，最終消散在空氣中。在城市擁堵路況下，頻繁的啟停意味著大量能量就這樣被白白浪費(fèi)，制動(dòng)能量可占總驅(qū)動(dòng)能量的50%以上。而電動(dòng)汽車(chē)的再生制動(dòng)技術(shù)，為解決這一問(wèn)題帶來(lái)了曙光。
再生制動(dòng)，學(xué)名“再生制動(dòng)能量回收”，其工作原理如同為車(chē)輛施加了一個(gè)能量循環(huán)的“魔法”。加速時(shí)，電池將電能轉(zhuǎn)化為車(chē)輪的動(dòng)能；減速時(shí)，電腦讓電機(jī)瞬間“倒轉(zhuǎn)”成發(fā)電機(jī)，把車(chē)輪的慣性反拖回電機(jī)，再轉(zhuǎn)化為電能存進(jìn)電池。在實(shí)驗(yàn)室里，它的節(jié)能效率高達(dá)70%，即原本要浪費(fèi)掉的100份動(dòng)能，有70份能被重新裝回電池。不過(guò)，落到真實(shí)道路，受多種因素影響，城市工況頻繁加減速時(shí)，回收效率大約在10%–30%，但這已相當(dāng)于給整車(chē)?yán)m(xù)航打了一劑“免費(fèi)補(bǔ)丁”。
影響再生制動(dòng)能量回收效率的因素眾多。電機(jī)和發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率、電池充放電效率不可能達(dá)到100%，再加上車(chē)輛運(yùn)行中存在的風(fēng)阻、滾阻及機(jī)械損耗，以及電路中的電阻，都會(huì)讓系統(tǒng)整體效率降低。而且，電池在面對(duì)制動(dòng)這種短時(shí)間內(nèi)要完成較大能量轉(zhuǎn)換的工況時(shí)，往往是短板。當(dāng)制動(dòng)力的請(qǐng)求超出電池功率上限，多出來(lái)的這部分制動(dòng)力就只能由機(jī)械制動(dòng)部分承擔(dān)，部分動(dòng)能也只能被轉(zhuǎn)化為熱能散失。
為了提升能量回收效率，科研人員不斷探索創(chuàng)新。線控制動(dòng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它采用電機(jī)-液壓混合系統(tǒng)，能把回收和摩擦無(wú)縫融合，在0–0.3g全段實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)分配，乘員幾乎感覺(jué)不到切換。博世iBooster 2.0已能把回收造成的沖擊降到0.05g以下。還有預(yù)測(cè)式能量回收技術(shù)，結(jié)合高精地圖、紅綠燈倒計(jì)時(shí)，提前調(diào)整回收強(qiáng)度，既多搶能量，又保證舒適。
能量回收方案帶來(lái)的效益十分可觀。對(duì)車(chē)企來(lái)說(shuō)，這是成本最低、效果最顯著的降能耗手段；對(duì)用戶而言，意味著同樣容量的電池包，市區(qū)通勤能多跑40–60公里。開(kāi)啟強(qiáng)回收的比亞迪秦EV，日均里程比關(guān)閉回收的對(duì)照組多跑55公里，一年能省3300度電，按0.8元/度算，可節(jié)省2600多元。同時(shí)，強(qiáng)回收還能把摩擦制動(dòng)負(fù)荷降低60%，一套剎車(chē)片的使用壽命從4萬(wàn)公里延長(zhǎng)到10萬(wàn)公里以上。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，再生制動(dòng)能量回收方案將更加完善，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的高效運(yùn)行和節(jié)能減排發(fā)揮更大作用。
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