制动技术在过去的一百年里并没有发生太大变化,但再生制动确实代表了我们考虑制动方式的巨变。进步主要是迭代而非创新,例如从鼓式制动器到盘式制动器的过渡。制动刹车片的物理材料也取得了重大进展,这导致摩擦材料使用寿命更长,产生更少的灰尘,并且不太可能产生噪音。防抱死制动器等技术也使制动技术更加安全,但将动能转化为热能的基本原则仍未改变。
传统制动器工作得很好,但它们非常浪费。每当你踩下制动踏板时,你就可以用数千磅的液压力有效地压在你的车轮上。精确的机构包括盘形金属转子,它们夹在每个轮胎和轮毂之间,被挤压在有机,金属或陶瓷制动衬块之间。在较旧的车辆中,使用效率较低的鼓和制动蹄代替。在任何一种情况下,由于垫和盘或鞋和鼓之间产生的巨大摩擦,车辆减速。这种摩擦基本上将动能转化为热能(有时会产生很大的噪音),因此你的汽车会减速。
传统制动器的问题在于你的发动机不得不耗费大量燃料来增加动能,而且当你的制动器将其转化为热量时,它基本上就会浪费掉。再生制动背后的基本思想是,各种技术可以重新获得一部分动能,将其转化为电能,然后再使用。
再生制动器如何工作?
最常见的再生制动技术将电动机重新用作发电机,这就是混合动力和电动车辆中常见的再生制动器的原因。在正常操作期间,电动机从电池汲取电力并使用它来移动车辆。当踩下制动踏板时,电动机能够反转该过程并将电力反馈回电池。这可以帮助保持电池充电而不插入电动车辆或使用混合动力车中的交流发电机,这导致效率提高。
由于再生制动器有效地将动能转化为电能,因此它们能够使车辆减速。然而,再生制动系统的效率存在限制。其中一个主要问题是再生制动器在低速时不能像在高速时那样工作。由于再生制动的固有限制,大多数车辆还配备了补充的传统制动系统。
再生制动器的局限性
除了在低速下再生制动效率的自然下降之外,该技术还受到许多其他限制。一些最值得注意的包括:
- 再生制动仅适用于“驱动轮”。
- 再生制动器通常在恐慌停止条件下不能提供足够的制动力。
- 再生系统的效率受到诸如能量存储系统的容量和电动机的输出之类的因素的限制。
- 传统的再生系统与非电动,非混合动力车辆不兼容。
- 一些再生系统被迫使用补充的“动态制动”,其不存储回收的动能。
电容制动器和传统燃烧发动机
由于再生制动系统通常依靠其电动机来发电,因此它们与使用内燃机的车辆本质上不相容。然而,有一些替代的再生技术可以应用于传统的内燃机。一种这样的系统使用大电容器来快速存储和释放电,然后通过降压变压器。然后将12伏输出馈送到车辆的电气系统中,这会使发动机承受一些负荷。该技术目前能够将燃油效率提高多达10%,尽管它仍处于起步阶段。
什么汽车使用再生制动器?
大多数混合动力和电动车辆使用某种类型的再生制动系统。像雪佛兰,本田,Nissa,丰田和特斯拉这样的原始设备制造商都在其混合动力和电动汽车中提供再生制动技术。使用某种类型的再生制动的非混合动力车辆明显不常见,但宝马和马自达在某些车型中都是该技术的早期采用者。




