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电池、飞轮和电容哪种动能回收好?

日期:2021-07-06    来源:选车侦探

国际储能网

2021
07/06
09:40
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关键词: 电池储能 动能回收 飞轮储能

随着动能回收汽车技术的普及,越来越多的混合动力车和电动车开始使用动能回收,包括电池储能飞轮储能和超级电容储能,这些都是通过减少能量的损耗,给车辆带来更高的续航里程和动力,但在设计过程中,也出现了许多改变驾驶者驾驶本能的理念,比如特斯拉的单踏板模式,那么到底哪种动能回收好,特斯拉的单踏板模式靠谱吗?今天我们选车侦探就从原理来详细分析。

动能回收原理

对于传统汽车来说,想要停车必须靠刹车的摩擦力,当你踩下刹车踏板时,通过活塞,液压油的压力将刹车片紧紧地挤压在刹车盘上,由此产生的摩擦使汽车减速,直至停止,但是在这个过程中,摩擦力将动能转化为热能,刹车就会发热,,而汽车制造商必须要让刹车尽快冷却,通过高速的气流来冷却刹车,此时能量就会以散热的形式流失。而动能回收的基本原理就是将原本浪费的动能收集起来并加以利用,将其转化为电能或者机械能储存。

随着越来越多的汽车配备了混合动力或完全由电池供电的电动机,动能回收就成为厂家研发的新方向,对于电池容量不大的轻度混合动力汽车来说,甚至完全不同插电,车辆在减速过程中捕捉动能,将其储存在电池中,这样就可以作为电能来驱动电动机。

当你开车向前行驶时,电机转子和车轮的运转方向一致,但是当你把脚从油门上移开而减速时,电池停止为电机供电,这样车辆就会减速,而在惯性的作用下,不踩刹车时车辆很难快速停止,此时电机就被车轮带动,开始反向为电池充电,变成一个发电机,而电机产生的反向扭矩会产生电制动力,如果速度慢,仅靠动能回收就可以将车辆刹停。

动能回收分类

在动能回收的过程中,对于怎样储存回收的能量有多种不同的解决方案,包括电池储能、飞轮储能和超级电容储能,第一种电池储能比较常见,包括特斯拉和许多品牌都使用锂电池储能,这是最低成本的解决方案,而像比亚迪目前已经用上了刀片电池储能;第二种超级电容储能的效率更高,电容器重量小储存和释放速度快,但无法长时间存储,适用于高性能车型,目前兰博基尼Sian使用该技术。

第三种就是飞轮储能,通过机械结构储存能量,将转子(飞轮)加速到非常高的速度,并将系统中的能量保持为旋转能量。飞轮系统可以用电或者机械能来加速和减速飞轮,储存与释放能量,一般转子由高强度碳纤维制成,由磁性轴承悬浮,在真空室中以50000转/分的速度旋转,储能速度快,但是成本高,需要的体积大,曾出现在保时捷911 GT3 R赛车和奥迪R18上。

动力回收优缺点

动能回收的优点就是可以减少能量的损耗,将刹车过程中原本通过摩擦丢失的动能重新利用,再次转换为可以供车辆使用的能量,据统计,回收捕获的动能能量大约在16%到70%之间。这主要取决于驾驶方式,当驾驶者提前减速时,回收率最高,而在最后一刻急刹车效率最低,这种情况就会完全依靠传统刹车,相当于减少了汽车惯性滑行的时间。

因此动能回收也带来了缺点,那就是特斯拉所宣传的“单踏板模式”,为了最大化动能回收,追求“增加更多的续航”,让车主去改变驾驶习惯,不踩传统刹车,各种路况靠电机的反向扭矩来停车,比如前方红绿灯,你要在接近前就放开油门踏板,不踩刹车踏板,让车慢慢滑行到红绿灯路口,这种设计一旦习惯,就带来了严重的安全隐患,长时间的肌肉记忆,在紧急情况下惊慌失措,甚至忘记踩刹车,这也是动能回收不好的一面。

选车侦探观点:从动能回收的分类来看,特斯拉的动能回收是最为普通的设计,但通过宣传来自F1 KERS技术来增加卖点,在增加20公里续航的同时,单踏板模式带来了安全隐患,厂家并不应该刻意宣传这种设计,像最早提出单踏板模式的雪佛兰Bolt已经放弃了这种宣传,你觉得动能回收有必要吗?欢迎讨论。

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