新能源电动车制动能量回收功能可以减少多少能耗？

制动能量回收，对于新能源车辆而言，是指在减速或制动过程中，驱动电机工作于发电状态，将车辆的部分动能转化为电能储存于电池中。同时，施加电机回馈转矩于驱动轴，对车辆进行制动，这种制动方式称为再生制动(RegenerativeBraking)，或回馈制动。

目前主流的新能源车型采用的是电子刹车踏板控制方式，在刹车踏板的深度小于10%时，未触动液压制动，此时整车采用电机辅助制动，液压制动不起作用。随着刹车踏板的深度增加，动力总成电机根据刹车踏板的深度给出合适的制动力矩。

看下面这张图，大家都知道这是NEDC测试循环的速度-时间曲线，虽然和真实世界的驾驶情况有很大出入，但是它比较清晰地展现了车辆使用中3个比较典型的情况，即加速阶段，匀速行驶阶段，减速阶段，如果我们取NEDC里前一个城市循环放大看来分析

图圈为第一个城市循环，放大后如下图

为了明确一下，我们把加速阶段标绿，匀速阶段标黄，减速阶段标红

对于纯电动车型，其优势就是可以把原本在减速阶段白白被刹车消耗掉（转化为热量）的车辆动能，再次通过电动机（此时作为发电机使用）转化为电能给电池充电。假设电机电池（其实还有功率电子）的转化效率是100%，那么理论上，加速阶段电池释放的能量，能在刹车的时候被全部回收，就算现实中有一定的损耗，但是也能回收很多。

用一个简单的比喻，电动车加速再减速的这个过程，有点儿像弹簧被压缩又被释放一样，这里面汽车的动能就对应着弹簧被压缩所储存的势能，电机输出的动力就对应压缩弹簧的外力，加速过程就是压缩弹簧，把能量储存在车身动能里，减速就是逆过程，即车的动能变回电能。

非常不幸，以上论断是错误的，而且错得比较离谱。 现实中，绿色和黄色部分需要输出的能量，比红色部分可以回收的要多得多，why？  因为还有滚动阻力和空气阻力。算上这两者，每一个加速的时刻，除了储存到车辆动能部分的能量，还得同时克服当时的滚动阻力和空气阻力，对应压缩弹簧的阶段，除了需要输出压缩弹簧的能量，还得客服额外的阻力，且这个阻力功作为热量耗散掉了是不可回收的。匀速阶段同理，弹簧弹性势能（车辆动能）没有变化，但是需要付出额外能量。  所以问题的关键变成了，假设行驶一段距离，和最终刹车时车辆储存的动能相比，走过这段路程滚动阻力和空气阻力一起耗费的能量到底是高是低，后者高，则刹车时可以回收的比例少，反之则多。  不幸的是，后者高，而且很高。

下图是一辆1.5吨的现代轿车按照NEDC走100km的能耗分布情况

忽略复杂的符号和单位，下图圈绿的是没有刹车回收时候的能量需求，大约1.16L柴油（1.31L汽油），圈红的是回收所有动能时候，也就是只考虑克服滚动阻力和空气阻力时的能量需求，大约0.89L柴油（1.01L汽油），可以看到红色的部分比红绿相差的部分多得多，也就是说，具备能量回收的话，从车辆行驶的纯能量需求层面，节省不了太多，只能节约大约23%的能量。当然不同的车不同的驾驶循环不同，但是，大概这个数量级。

进一步的问题是，现实中，你能有效率是100%的电池，电机和功率电子吗？  答，不能。所以如果考虑一个实际的能量回收效率（65-75%是实际的（充放电整体）），上图中红色圈出来的能量还要更高，最终能节省15%是比较实际的

综上，对于纯电动车因为具备了能量回收能功能，能节约的能耗可能比大多数人脑补的少。

虽然实际中电动车只能节能15%左右，但是能量回收这个事情能让传统内燃机车型节油30-40%，这是如何做到的呢？ 答，混合动力。 再看一下这张图，传统内燃机车型如果想节能，就只能减少动力的输出，如果用电机回收红色部分的能量，替代绿色部分的加速，那么油耗自然就降低了，但是为什么会超过电车的15%？

也很简单，因为绿色的部分，尤其是最开始加速的阶段，虽然从整车层面的能量角度看是和红色的部分对称的，一边加速一边减速，但是对于发动机来说，因为速度慢功率需求低，所以这个时候的效率非常低，也就是说，虽然低速行驶的能量需求可能只占了整体行驶的比如10-20%，但是油耗层面却占了可能20-30%甚至更多（取决于驾驶循环），所以消除低功率需求的工况点，在发动机层面节省的油耗会比整车层面纯能量需求角度省下得更多，此时对于传统内燃机车型，这个电机的大小就意味着回收能量的多少，也就意味着消除低效率点能力的高低，这个数值我们称之为混动度，一般按照电机在全部动力里的比例来算。  所以这个时候，我们可以介绍几个基本的混合动力概念。  微混，比如48v， 混动度比如5%，节油5-10% 轻混，比如P2电机， 混动度比如15-20%，节油20-25% 重混，比如THS， 混动度比如40-50%，节油35-45% 有意思的是，这里面随着混动度的升高混动系统的成本在大幅上升（相比传统油车），同时节潜力在相对于付出的成本极速降低，可以说，混动度“越小，其实性价比“越高”，混动系统的这一特性，与德国和日本两个主要汽车大国民族特性的不同，导致两者注定了会选择完全不同的技术路径。  这个时候会有人说了，混动车电机再大，也就是40-50Kw，和电动车几百Kw的电机相比，回收的能量根本不能比，然而，这也是错的。  考虑到一般家用车最大功率在100-140Kw，重混的电机功率已经足够覆盖绝大多数减速刹车时的功率需求（几十千瓦），也就是说，电动车更大的电机，在绝大多数日常使用情况下，对于回收能量没有额外的帮助。  所综上，以不管从哪个角度来看，能量回收这个事情，对于传统燃油车的意义（混动）都是大于电动车的。 相比混动车的意义也大于电动车，混合动力存在的本质，就是通过刹车时回收的能量，来消除发动机的低工况点，从而达到更大幅度节油的效果，而这一本质，是很多人经常忽略的。