原本只用在F1的能量回收技术,现在也要量产了?

2017-09-01 15:40 太平洋汽车网
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当F1都已经在玩四缸小排量发动机和能量回收,充满汽油味的蛮横年代注定会离我们而去。踩一脚刹车还能为电池补充电量,曾几何时也只是被搁置在图纸上的技术。在各种法规的鞭策下,“降低油耗”成为了车企眼中迫在眉睫的一件事,能量回收自然就被摆上了台面。

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F1当中的能量回收

制动能量回收在10年前的F1赛场上是一项充满争议的技术,F1早在2009赛季的时候就引入了KERS动能回收系统,2010赛季由于稳定性不佳被弃用,到了2011赛季才重新回归赛场。

时速高达300+KM/H的F1赛车在刹车时,车手踩下制动踏板,踏板力传递给两个制动主缸,分别控制前后刹车卡钳。

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KERS动能回收

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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。

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更强更持久的ERS

到了2014赛季,FIA规定了全新的动力单元,使用1.6T四缸涡轮增压发动机,引入了两套电机单元——动能回收电机MGU-K与热能回收电机MGU-H,两套电机共同构成了F1的ERS能量回收系统。

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由于动能电机的功率得到提升,想要回收更多的能量就得加大发电功率,电机所产生的反向扭矩就变得更大。这时如果仍旧采用传统制动系统的话, MGU-K的反向力矩便会打破后轮的刹车平衡,车手在调节前后刹车比例时就变得更加困难。

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因此在2014赛季FIA允许车队对赛车后轮使用电传制动(前轮仍旧使用传统的刹车形式),以此来改善MGU-K工作时对刹车平衡带来的影响。

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而后轮卡钳对制动盘施加的压力大小则是由电子调节阀来控制的,为的是MGU-K动能回收电机的介入不会过多影响刹车的线性,让整辆车的刹车能够像传统刹车一样随传随到,人车合一。

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简单说来就是,后轴总制动力矩减去电机回馈反拖力矩就是后轮所需的制动力矩,但是实际并没有那么简单。

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民用量产车也有能量回收

F1代表了汽车工业的最高水平,这句话现在说来也毫不过分,从空气动力学设计、 润滑油和轮胎配方的改进以及碳纤维材料等技术在量产车上的普及,都离不开这些技术先期在F1上的推行试验。

在动能回收这件事上,也没有意外。对于量产的民用车来说,回收动能也就是制动能量,即能够节省燃油消耗,顺应新能源的发展趋势又能减少制动系统的工作负担。因此各大汽车厂商和零部件供应商怎么会放过这个机会呢。

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特别是在市区内通行,驾驶员频繁的刹车动作能够将动能转化为电能为电池充电,提高车子的续航能力,减少油耗和排放。

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不利于在驱动轴上加入电机反拖回收能量,这里的原因与F1迫不得已采用后轴电传刹车的原因是类似的。不过,车企也并不是没有这样干过,由于助力器的工作特性,踩下制动踏板时,助力器的输出力会发生跳跃性变化,被称之为跳跃值或跳增值,有兴趣的可以百度,笔者就不赘述了。

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所以想回收更多的能量就需要引入电传刹车,目前主流汽车厂商们的电传刹车多采用博世的ibooster与大陆MK C1两种电机助力方案。

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提升的幅度不是很大,能够看得出刹车卡钳与电机两个制动来源的协调匹配还有相当大的优化空间。目前在比亚迪王朝系列混动、特斯拉、本田锐混动等车型上有所应用。

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总结

​电传刹车实际上就是为了制动能量回收而诞生的,但是在民用车领域,由于成本因素的制约,还存在电传刹车与能量回收电机的匹配问题,导致有刹车脚感怪异的问题出现,目前也还没有比较完美的解决方案。那么现在的问题是,F1玩了这么多年的ERS何时才会下放到量产车呢?


责任编辑人:凤凰号
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