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传统燃油汽车靠什么才能拥有动能回收?

2019年12月10日 11:47:01
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来源:爱车兵团

随着用车成本、排放标准的提高,越来越多的车主开始在意自己爱车的燃油经济性。 以往到了油站就跟工作人员说“加满”的声音逐渐减少,取而代之的是“加150”“加200”的加油需求。 并且几乎都会利用纸笔或APP来记录自己的用油状况。

驾驶混合动力车型的车主可能没有这样锱铢必较,其动力系统电气化后,让电池和电机成为动力来源的一部分,从而能减少发动机的使用几率、降低油耗。 但是,传统汽车只有发动机这个单一动力来源,其燃油经济性高低靠的是发动机的研发水平,与人为操作的关系并没有想象的来得明显。 那有没有一些新的技术,能辅助传统燃油车降低油耗?

其实动能回收在2009年就已经在F1赛车上得以应用,但是其赛事的受众面并不算广,并且为了实现目标效果,系统的复杂程度已经超越民用车的范畴,因此被传播的广度不足,导致少有人去了解和关注。 动能回收系统被广发提及,还是出现在新能源车型开始遍地开花之后。

而尽管少被提及,但是在一些车企之中,其实早已将动能回收系统应用在燃油车之上,比如说马自达。 和旗下车型便有搭载相类似的功能,以实现在停车等待时,车厢内的空调、多媒体等能,仍然有电量可以工作。

要说这个问题,应该先从动能回收系统的结构和工作原理开始。 新能源车上的动能回收系统,利用的是汽车行驶过程中,车轮对电动机的连带作用,让电动机转为发电机的作用。

也就是说由车轮带动电动机转动,此时的电动机的定子没有电流通过,转子的受力转动便切割磁场,继而产生电流,供应给动力电池,实现能量的回收。 包括混合动力车型,所配备的动能回收系统,实际的工作原理其实也和上述的原理是相同的。

马自达的动能回收系统名为i-ELOOP,其工作原理也是通过车辆滑行和减速时,车轮反向带动高性能交流发电机产生电量,让其从电机化身为发电机的作用。 所产生的电量向超级电容直接传递。 并且,这套系统还可以在发动机需要高载荷动力需求的时候,断开与发动机之间的电路关系,减轻发动机因为发电而产生的负荷,让前者可以专注做功发力。

最近,外媒报道意大利的巴勒莫大学,就成功研制出一种适用于内燃机汽车的电动动能回收系统。 这套系统是通过无刷电机和功率转换器协同工作,将车辆行驶时的动能,通过电动发电机转换为电能,继而在超级电容的辅助下进行储存,留作后续使用。

其实这套系统的逻辑,依然是在减少发动机的运转负荷,通过将动能转换为电能并存储后,再释放出来给车内的电气部件使用。 说起来似乎很简单,但倘若仔细留意结构图,便会发现这套系统的独特之处。

e-KERS系统的工作原理和使用的场景,其实和前面提及的i-ELOOP系统有几分相类似, 都是以超级电容作为储电机构,都是从交流发电机处回收被浪费的动能。

但是e-KERS的独特就在于,它能为发动机反向提供动力。 其原因在于交流发电机与齿轮组相关联,系统提供动力的时候是通过交流发电机直接传递至齿轮组,继而减轻发动机负荷、提高燃油经济性。

相信有朋友会好奇,为什么这些系统不是采用电池而是超级电容进行储电? 首先是充放次数,超级电容可以实现多次充电而很少衰减,过百万次的充放电循环也比比皆是。 因为在汽车使用的周期里,加速、制动的次数多得难以测算,如果使用电池来储存是难以承受如此多次的充放需求。

其次超级电容的质量要更轻、体积也小,充电放电的速度、可以在-40到+65摄氏度的范围内工作的特性以及储电的时间长度,都比电池来得出色。

e-KERS系统的出现也许看似只是在前人的基础上进行优化,但其意义在于能让更多其它暂未有研发能力的车企,可以购买和使用这项技术,打破技术的壁垒,对于提升汽车燃油经济性有着积极的意义。

(文章部分配图来源网络,侵删)

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