新能源汽車制動能量回收過程（制動能量回收是怎樣提高續航裡程的）

2023-04-23 19:18:38 1

對於新能源車型，無論是純電動車還是混合動力車，制動能量回收系統基本上都是標配。這個功能之所以如此普及，除了因為可以回收能量以外，還充當了傳統燃油發動機汽車的發動機制動功能。如果沒有發電機的反拖作用，所有制動負荷都由制動系統承擔的話，熱負荷會非常大，特別是在連續下坡的情況下。所以，制動能量回收在新能源車當中不僅僅是為了回收動能提高續航裡程，更重要的是降低剎車系統負荷提高安全性和剎車壽命。那麼這些新能源車的制動能量回收系統是基於什麼樣的邏輯設計的？為什麼有些車非常好用有些車卻招來大量用戶抱怨呢？

■ 電動車或混動車有別於傳統燃油車的剎車系統設計

傳統燃油車採用的是真空助力方式來實現剎車助力的。原理就是利用進氣歧管裡的真空來提供助力的動力。所以在剎車助力過程中不會消耗發動機動力，但是發動機一旦停轉就意味著真空助力的消失。在新能源車中，混合動力車會存在大量發動機停轉的工況。純電動車不存在發動機，所以沒有可用於助力的發動機歧管真空。因此對於新能源車來說，它的制動系統是通過雙迴路液壓制動電動真空助力（或電子液壓助力）電機再生制動構成的。

雙迴路液壓制動與傳統燃油車一致，之所以採用兩套迴路是為了確保當其中一根液壓管漏油的情況下，不會影響另外一套迴路的液壓建立，主要是確保安全。與燃油車最大的區別在於助力方式和發動機制動方式。新能源車通過電機的反拖發電實現了制動力的再生，取代了燃油車的發動機制動，而助力系統則分為電動真空助力和電子液壓助力兩種。

電動真空助力原理與傳統燃油車和相當，只是把發動機進氣歧管的真空換成通過電機旋轉來產生真空。這種制動系統仍然保留了制動真空泵。優點是由於燃油車時代這種真空泵實現了大規模生產，所以成本很低、技術成熟可靠，制動體驗與燃油車沒有什麼差異。但是缺點就是很難與電機反拖實現的能量回收系統無縫匹配。這就是很多人抱怨的收油後電機再生制動力太強，與剎車踏板產生的制動力完全沒有配合。那麼怎樣的系統才能使二者有更好的配合和體驗呢？

■ 電動液壓助力剎車系統可以與制動力再生系統實現無縫連接

像博士的ibooster和大陸集團的MK C1制動系統設計就完全顛覆了傳統的真空助力泵。它採用了一整套電傳系統，取消了傳統制動系統中，制動踏板通過液壓與槓桿和制動系統的剛性連接，轉而變成了制動踏板僅僅只提供輸入信號，所有制動液壓的建立都取決於電機旋轉產生的液壓。簡單地說就像電子油門一樣，制動踏板與制動系統之間沒有任何剛性的機械或液壓連接，而僅僅只是通過一個剎車踏板位置傳感器給電腦輸入一個電信號。電腦通過這個電信號自動控制整個剎車系統的液壓建立與制動力分配。

這套系統不僅非常適合新能源車，也同樣適合傳統車型。如阿爾法羅密歐的朱麗葉Giulia採用的就是大陸集團的這套系統。它可以調校出任何想要的剎車線性和剎車踏板腳感。用於新能源車當中則有更大的優勢。這是因為，剎車系統一旦實現電傳操縱以後，他可以很輕鬆的配合制動能回收系統，實現剎車過程的無縫連接。

也就是說，當剎車踏板輸入一個電信號後，電腦可以判斷駕駛者希望建立的剎車力度是多少，然後通過計算，這樣的剎車力度是僅通過電機反拖就能實現，還是需要電機實現最大程度反拖然後再配合一定力度的剎車系統液壓制動。通過這樣的精準匹配，在一些高使用頻率低使用負荷（如城市走走停停的工況中），可以大量的使用制動力再生制動來給電池充電。而在高速工況需要下，剎車的使用頻率很低但每次使用的負荷很大，那麼電腦可以控制優先使用電機反拖來實現制動，之後再配合液壓剎車系統的介入。這樣既可以最大程度的減小剎車碟片的熱負荷，又可以最大程度的利用制動能量再生來回收電力、提高續航裡程。並且這個過程可以非常平順，駕駛者幾乎無法察覺液壓剎車時什麼時候介入的。

■ 制動能量回收策略：因電池電量高低而不同

事實上，並不是所有時候都可以實現最大功率的制動能量回收的。制動能量回收功率與電池的帶電量息息相關。當電池帶電量大於80%時，制動能量回收系統會被取消，當然實際產生的制動力仍然存在，但產生的電力不會被用於充電。因為當電池帶電量超過80%以後，不適宜超大功率充電，這樣對電池的損傷會很大。當電池的帶電量為70%-80%之間時，制動回收產生的電力只會被部分用於給電池充電，其充電功率會被限制一部分，目的也是為了延長電池的使用壽命。只有當電池帶電量低於70%時，才可以實現全負荷最大功率充電。所以制動力能量回收並非任何時候都有效、任何工況效果都好。

除此之外，由於不同速度和不同工況產生的再生電流並不穩定，還需要逆變器來限制電機產生的最高電壓或對電壓進行升壓從而獲得穩定的充電電流，所以還需要一套複雜的控制系統來保證整個能量流的正常運行。這套系統如果匹配調校得當，在城市工況下通常可以提升10%-30%的續航裡程。

■ 結論

新能源車與液壓剎車制動的配合併非很多媒體人想像的那麼簡單，認為所有的電動車都可以實現無縫連接。事實上這，制動線性的體驗好壞主要取決於剎車的助力方式和制動力再生系統的控制策略。如果硬體上面達不到要求，則兩套系統只能孤立運行。而這樣的電子液壓助力剎車系統硬體只被少數幾家全球頂級供應商掌握。並且還沒有達到大規模普及的程度。一方面成本價格高，另一方面出於供應商的合作意願，很多品牌廠商不一定買得到。