列车新能源(新能源车的动能回收为什么效率并不高)

虽然新能源汽车有了新词，但是动能回收功能从 理念 到实体其实并不那么“新”。电气化铁路早就实现了所谓的反馈制动。当列车减速时，一部分动能会转化为电能，然后回馈给电网，供同一线路的其他列车使用，从而达到节能的目的。

在汽车领域，即使在EV还未普及的早年，也有很多类似 宝马 高效动力高效动力方案的解决方案。比如在上一代E92 M3 上，实现了一般只有松开油门踏板时发电机才工作的逻辑(现在这个功能几乎已经扩展到所有产品)。一方面最大化了动力输出，另一方面尽可能降低了油耗。虽然回收的能量由于结构原因无法用于驱动车辆，只能由车载电器消耗，但也是常规动力汽车框架下的 理想 模式。

进入新能源时代以来，由于电力储备可以直接用于驱动车辆，再加上电动机/发电机和电池组功率的增加，动能回收功能走得更远，其强度增加到在实际驾驶中很容易被驾驶员感知，甚至成为 大众 眼中新能源汽车区别于常规动力汽车的独特功能。

但问题来了——既然这些EV/HEV从结构上具有回收和充分利用车辆剩余动能的优势，为什么从目前市面上的产品来看，再生制动(动能回收)的能量回收效率普遍这么低？而我总结了一下，主要原因大概是以下几个方面:

动能≠总能耗

在没有阻力的完美环境中，一个力将一个物体从静止加速到一定速度，然后这个物体所驱动的能量等于这个力所做的功。然而，我们生活的现实世界并不“完美”。就拿汽车来说，行驶中会有风阻和滚动阻力，车辆本身的机械部分也会有各种损耗。甚至化学能(燃料/电池)转化为机械能的过程本身也存在效率问题。

综上所述，车辆本身消耗的能量只有一部分(往往只是很小一部分)最终会演变成车身带来的动能。因此，即使从这个角度来看，试图大幅延长带能量回收功能的EV续航里程也基本不可能。

在回收过程中有能量损失。

刚才提到能量转换在现实中存在效率问题。具体来说，电动机/发电机的能量转换效率(动能/电能)和电池的充放电效率(电能/化学能)都不能达到100%。此外，在类似EV/HEV的变频条件下，复杂的能量管理系统是必要的。如果综合效率加起来能达到50%以上，估计也挺好的。

需要注意的是，这里50%的例子已经是指剩余动能的50%，而且必须是在所有动能都被回收的前提下(减速只来自动能回收功能，机械制动系统不起作用)。在实践中，这是不可能的，具体原因将在下一章中提及。

电池组的充电功率有限。

电能产生后，必须立即被消耗或储存在电池等介质中，而显然当我们谈论“动能回收”时，只能选择后者。面对刹车这种短时间内需要较大能量转换(大功率)的情况，目前技术水平下电池充电功率有限的事实基本上注定了它是木桶中的短板。

因此，为了安全起见，一旦制动力要求(制动踏板踏力)超过电池功率上限，多余的制动力只能由机械制动部分承担，所以部分(很多情况下是大部分)动能只能像通常的常规动力车型一样，通过摩擦生热转化为无用的热能，然后耗散到环境中。

复杂的工作条件使得能量难以充分利用。

就像刚才说的，机械制动的介入往往只有在制动力要求超过系统的功率极限时。但这是否意味着只要我尽力预测驾驶，让每一脚刹车都在力所能及的范围内，恢复率就能大大提高？

先不说在现实交通环境下能否达到这样的理想驾驶，因为制动是一个涉及变速的工况。在整个过程中，随着车速的降低，电动机/发电机的速度也降低，换句话说，它的功率也会降低。所以很容易推导出，一旦车速下降到发电机输出低于电池充电功率上限的时刻，那么整个系统的功率就会随着车速的进一步下降而下降，直到车辆停止/发电机功率为零。

这意味着，无论你控制多大的制动力，只要你打算把车停下来，机械制动部分就不得不介入到一定速度以下的区间，动能永远得不到充分利用。

摘要

如上所述，就目前而言，效率有限的动能回收功能还远不能给电动车的续航带来显著的增长。充其量是一个辅助功能，抵消空这样的耗电大户对续航的影响。但这是否意味着这个功能应该被忽略？

其实纯EV测量动能回收的实际作用是有限的。我们可以看到一些混合动力汽车。可以说，各种混合动力汽车的油耗比纯燃油动力汽车低得多，很大一部分功劳来自于动能回收，这也是混合动力汽车“越堵越省”特点的主要原因。

毫无疑问，这个功能是有价值的，但问题只是如何通过技术升级来提高效率。

@2019