而在汽車領(lǐng)域,哪怕是在EV仍未大行其道的早幾年,也也不乏像寶馬EFFicient Dynamic高效動(dòng)力方案這樣的解決思路,例如在上代E92 M3上,就實(shí)現(xiàn)了一般情況下發(fā)電機(jī)只在油門(mén)踏板松開(kāi)的情況下工作的邏輯(此功能如今已幾乎推廣到全系產(chǎn)品之中),一方面最大化動(dòng)力輸出,另一方面盡可能降低油耗。雖然回收能量因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因無(wú)法用于驅(qū)動(dòng)車輛,只能供車載電器消耗,但也是常規(guī)動(dòng)力車型架構(gòu)下比較理想的模式了。
而自從踏入新能源時(shí)代之后,由于電力儲(chǔ)備是可以直接用于驅(qū)動(dòng)車輛了,再加上電機(jī)/發(fā)電機(jī)和電池組功率的增大,所以動(dòng)能回收功能也再進(jìn)一步,強(qiáng)度加大不少以至于能輕易地在實(shí)際駕駛中為駕駛者所感知,甚至成為了公眾眼中新能源車區(qū)別于常規(guī)動(dòng)力車輛的一種獨(dú)有功能。
但問(wèn)題來(lái)了——既然這些個(gè)EV/HEV從結(jié)構(gòu)上就有著能把車輛殘余動(dòng)能回收并悉數(shù)利用的優(yōu)勢(shì),但為何從目前市面上的產(chǎn)品來(lái)看,再生制動(dòng)(動(dòng)能回收)的能量回收效率卻普遍如此低下呢?而我總結(jié)了一下,主要原因大概是以下幾個(gè)方面:
動(dòng)能≠總能耗
在一個(gè)完美的無(wú)阻力的環(huán)境里,一個(gè)力將物體從靜止加速到一定速度,這時(shí)物體所帶動(dòng)能是和這個(gè)力所做的功相等的。但我們所處的真實(shí)世界卻并不“完美”,就拿汽車來(lái)說(shuō),行駛中會(huì)有風(fēng)阻、滾阻,車輛本身的機(jī)械部件也有各種損耗,甚至能量從化學(xué)能(燃油/電池)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能這個(gè)過(guò)程本身都存在一個(gè)效率的問(wèn)題。
綜上所述,車輛行駛的能耗,本身就只有一部分(很多時(shí)候還只有一小部分)會(huì)最終演化成車身所帶的動(dòng)能。所以哪怕只從這個(gè)角度上看,妄圖以能量回收功能來(lái)讓EV的續(xù)航里程大幅延長(zhǎng),那也是基本不可能的了。
回收過(guò)程存在能量損耗
剛才也提到了能量轉(zhuǎn)化在現(xiàn)實(shí)中是存在效率問(wèn)題的,具體來(lái)說(shuō)就是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率(動(dòng)能/電能)、電池充放電效率(電能/化學(xué)能)都不可能達(dá)到100%,再加上像EV/HEV這種變頻工況下必須要有一個(gè)比較復(fù)雜的能量管理系統(tǒng),疊加起來(lái)如果整體效率能達(dá)到50%以上,估計(jì)已經(jīng)算是很不錯(cuò)了。
需要說(shuō)明的是,這里舉例的50%已經(jīng)是指殘余動(dòng)能的50%了,而且還得是所有動(dòng)能都回收的前提下(減速度只來(lái)自動(dòng)能回收功能,機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)不工作)。而實(shí)際當(dāng)中這又是不可能的,具體原因在下一章節(jié)會(huì)提到。
電池組的充電功率有限
電能被生產(chǎn)出來(lái)后就必須馬上被消耗或者儲(chǔ)存到電池這樣的介質(zhì)之中,而很明顯當(dāng)我們說(shuō)到“動(dòng)能回收”的話,選擇自然只能是后者。而在面對(duì)制動(dòng)這種短時(shí)間內(nèi)要完成較大能量轉(zhuǎn)換(大功率)的工況,目前技術(shù)水平下電池充電功率有限的事實(shí),基本上就注定了它會(huì)是木桶中最短的那塊板。
所以出于安全考慮慮,當(dāng)制動(dòng)力的請(qǐng)求(剎車踏板踩踏力度)一旦超出電池功率上限,多出來(lái)的這部分制動(dòng)力就只能還是由機(jī)械制動(dòng)部分承擔(dān)了,于是部分(很多情況下還是大部分)動(dòng)能也只能和往常的常規(guī)動(dòng)力車型一樣,以摩擦生熱的方式被轉(zhuǎn)化為毫無(wú)用處的熱能,然后散失到環(huán)境里。
復(fù)雜的工況使得能量難以完全利用
剛才提到,機(jī)械制動(dòng)部分的介入很多時(shí)候也只是在制動(dòng)力請(qǐng)求超過(guò)系統(tǒng)功率上限的時(shí)候才會(huì)介入,但這是不是就意味著只要我盡可能做到預(yù)判駕駛,讓每一腳制動(dòng)都控制在功率上限內(nèi),那就能大大提高回收率呢?
而這就意味著,無(wú)論你再怎么控制著制動(dòng)力,只要你是打算把車剎停的話,那么到一定速度以下的這段區(qū)間里,機(jī)械制動(dòng)部分就一定得介入,動(dòng)能就始終不能被完全利用。