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浅谈新能源车动能回收系统

  对于新能源车,尤其是纯电动车来说,纯电续航里程都是一项重要的性能指标。为了实现更长的续航里程,不少新能源车都选择不断增加车辆电池组的容量,但是一味地增加电池容量并不能完全解决续航问题。因为更大的电池组带来了更重的整备质量,所以车辆电耗也会随之增加。于是,为了在提升续航里程的同时降低电耗,几乎所有新能源车都配备了动能回收系统。在接下来的文章中,我就来和大家聊聊动能回收系统是如何工作的。

什么是动能回收系统?

要想理解动能回收系统的工作原理,我们首先要了解动能回收的定义。

制动能量回收是纯电动汽车与混合动力车的重要技术之一。在一般内燃机汽车上,当车辆减速、制动时,车辆的运动能量通过制动系统转变为热能,并释放到空气中。而在纯电动汽车与混合动力车上,这种被浪费掉的运动能量可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中,进一步转化为驱动能量。一般认为,在车辆非紧急制动的普通制动场合,约1/5的能量可以通过制动回收。

相对于传统动力汽车,新能源车因为携带了大容量电池组,使得回收后的能量有了去处,这也是新能源车大多配备动能回收系统的原因之一。

这可是一项F1都在使用的技术!

现在看来普及度极高的动能回收系统,其实在早期是一项应用于F1赛车上的尖端技术。早在2009赛季的时,KERS动能回收系统就得以引入,而2010赛季由于其稳定性不佳被弃用,到了2011赛季才重新回归赛场。不过,F1赛车上使用的动能回收技术,与我们常见的新能源车上的动能回收并不相同,下面我们就简单看看F1赛车是如何实现动能回收的。

   早期的KERS动能回收系统采用了飞轮回收系统,它存在的意义是将制动时所产生的热能进行回收。KERS电机回收动能的原理并不复杂,电机通过一定齿比的齿轮机构与发动机的曲轴连接。在制动时,驱动电机发电,同时电机产生的回馈力矩与后制动卡钳共同为后轴提供制动力。而80马力的电机还能够为赛车带来额外的驱动力。

   而随着能量回收技术的深入发展,F1上的能量回收系统也再次升级,名称也变为了ERS(Energy Recovery System),这一新的能量回收系统由两部分组成,分别为动能回收系统(ERS-K),以及热能回收系统(ERS-H)。

动能回收系统(ERS-K)回收的是制动时浪费的动能,由于制动时,切断的是传动轴输送到车轮的动力,所以制动时的引擎动力是被浪费的,而这部分的回收价值非常大。

而新增的热能回收系统(ERS-H)则是用来回收热能的,也就是回收发动机废气中的能量。发动机工作时,超过70%的热能都以各种形式而损耗,其中排气的热损失占了很大比重,而有了热能回收系统后,排气中的热损失也很好的得到了利用。

回收而来的能量都以电能的形式,储存在车辆的电池中,也就是ES(Engery Store)。这块电池重量仅为20kg,其电机的输出功率达到120kW。

混合动力车型是怎么实现动能回收的?

其实我们日常所接触到的动能回收系统并不像F1赛车那么复杂,下面我们就以丰田凯美瑞的THS混动系统为例,为大家简单介绍一下混合动力车型是如何进行动能回收的。

在之前的很多文章中,我们都曾提到过,凯美瑞的混动系统是由2.0L阿特金森发动机+E-CVT变速箱+双电机+PCU组成的,属于混联式混动系统。整套动力系统中最核心的部件就是由两台永磁同步电机以及行星齿轮组成的动力分配系统。

纯电动车型是怎么实现动能回收的?

纯电动车的动能回收原理与混合动力车型基本一致,也是利用车辆减速时的惯性,使得车轮带动电动机转动,从而使电动机变为发电机,将电能储存至电池组内。

其实电动机和发电机互相转化的原理也不难理解。从结构上来看,发电机和电动机是相同的,主要由定子、转子等组成。而从工作原理上来看,电动机是将电能转化为机械能的装置,其工作原理是通电导体在磁场中受力而转动;而发电机是将机械能转化为电能的装置,其工作原理是利用电磁感应现象,通过外力转动导体,导体做切割磁感线运动时便会产生感应电流。所以当汽车减速或制动时,由于惯性,使电动机的转子受力转动,切割磁场,产生电流,电动机就转变为了发电机。


作者:电脑回收编辑 分类:电脑回收编辑日记 浏览:467 评论:0
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