怎么开电动汽车省电？
能量回收可以增加续航里程，先给出结论： 古典民间科学家，最喜欢研究的就是永动机。 热力学第一定律告诉我们：能量不能凭空产生，因而第一类永动机不可能。 热力学第二定律告诉我们：能量一旦从机械能、电能等变成热能，那破镜就不能重圆了……  当汽车行驶在道路上，它所消耗的燃油/电能，去哪了呢？考查汽车动力学方程： F_{d}=m_{1}\frac{dv}{dt}+m_{2}gsin\alpha+m_{2}gfsin\alpha+\frac{C_{D}A\rho v^{2}}{2} 尽管这个公式很简单，但大家可能还是不爱看。于是我整理了一下： 消耗的燃油/电能 = 动能 + 重力势能 + 摩擦生热 + 风阻生热 这下就非常清晰了，所消耗的燃油/电能，变成了可回收的机械能与不可回收的动能。 问题来了，可回收的机械能，占比多少呢？ 考虑一种极端情况：前一段，蔚来官方给ES8，在平地上做了一次等速续航试验。  说到这里，大家应该明白了。当讨论可回收能量的百分比的时候，决定性因素是驾驶工况。 如下图，早在1999年GAO[1]等人就研究过这个问题： NEDC工况，虽然目前还是工信部的“官方工况”，但它由于过于脱离实际，而饱受诟病。2017年，欧洲也抛弃了NEDC工况，只剩下中国还在用。 我们就参考美国EPA与日本JP1015工况，把城市工况下“可回收能量”的比例暂定为50%，也不算过分吧？？  在进行下一步讨论之前，出一道思考题： 一辆电动汽车，无能量回收续航300km，可回收能量占驱动能量的50%。假设把可回收能量全部回收了，它续航多少？ 这不是很简单吗？ 有位同学给出答案： 300km × (1 + 0.5) =450km ??? 这种算法，忽略了一个问题： 新增加的150km续航中，还可以再能量回收75km啊…… 所以，这其实是一个中学的等比数列求和问题，你一定还记得求和公式吧： S = \frac{a_{1}}{1-q}=\frac{300km}{1-0.5}=600km 嚯！效果比想象得要显著啊！ 别急，事情没想像得那么好。 回收能量再次转换为驱动能量的时候，天知道它经历了多少关的吃拿卡要： 回收能量→ 传动系统效率 → 电机发电效率 → 电池充电效率 → 存储在电池中的化学能 → 电池放电效率 → 电机驱动效率 → 传动系统效率 → 驱动能量 每辆车的动力系统不同，每一环节的效率就不同，例如： 电机、电池的效率对比，我将在其他文章中讨论。本回答就不展开了。 那我们简单一点吧，假设：回收能量的60%可以再次转化为驱动能量。 这种情况下，续航就变成了： S = \frac{a_{1}}{1-q}=\frac{300km}{1-0.5×0.6}=428km 唉，比600km生生少了172km啊！ 别慌，还有更残酷的在后面呢…… 从300km到428km，续航增加了40%，其实也是相当可观的。 为达到这一点，有一个假设条件： 所有的制动力都是由电制动产生的，而液压/机械制动未参与其中。 乍一看，这对于咱们身经百战的控制工程师来讲，有何难度？如果这么简单的逻辑都实现不了，都下岗算了…… 可实际情况是，要做到这一点就是挺难的……主要原因在于：制动是安全相关的。  要讲清楚为什么，有点难度。我们先从讨论一个简单的问题： 动力性一般的车，一般为前驱或后驱。只有追求极端动力性的跑车来说，才上四驱。—— 四个轮子的“抓地力”，要强于两个轮子啊；如果“抓地力”不够，发动机再强，也只能使车辆打滑，使不上劲。 那么，为什么再低端的车，也是“四轮制动”呢？ 为啥没有“仅前轮制动”或“仅后轮制动”的车呢？ 原因在于，任何车都可能遇到急刹车情况，制动强度可以达到0.8-1 —— 这相当于百公里加速3s的减速强度。 所以，必须是四轮制动，才能保证有足够的制动力。 事实上，欧洲ECE法规就规定了在各个制动强度下，前后轮的制动力分配条件： 可以看出，在大部分的制动情况下，前轮与后轮都要有制动力。所以，非四轮的电动汽车基本上是无法回收所有能量的。 以上，我们称之为“A. 法规约束条件”。 除此之外，还有很多约束条件，就不一一论述了，只简单列出： 清华大学张俊智教授详细研究过以上问题，总而言之在制动效率、安全性、舒适性等多项指标之间进行权衡，仔细地设计电制动与液压/机械制动的控制策略。 总之吧，这又是一个悲伤的故事，再打个六折吧。 S = \frac{a_{1}}{1-q}=\frac{300km}{1-0.5×0.6×0.6}=366km 如今，只能增加22%的续航里程了。 而真实情况中，可能还不到22%。 为啥我对上面这些这么熟呢，因为我亲身干过 —— 和2位电气/线束工程师一起，把近十辆五菱神车改为了纯电动，并通过了2万公里的耐久性试验。 理论上，可以增加50%的续航。但实际上增加了多少呢？——8.9% 工程就是各种妥协…… 回头看看： 热力学第二定律万岁！ 当然，当前主机厂能达到的肯定比这个高，毕竟当年的条件太简陋了，策略设计上趋于保守了。 [1] Gao Y, Chen L, Ehsani M. Investigation of the effectiveness of regenerative braking for EV and HEV[J]. Hydroelectric Energy, 1999. [2] Zhang J, Li Y, Chen L, et al. New regenerative braking control strategy for rear-driven electrified minivans[J]. Energy Conversion & Management, 2014, 82:135-145. [3]Zhang J, Kong D, Chen L, et al. Optimization of control strategy for regenerative braking of an electrified bus equipped with an anti-lock braking system[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part D Journal of Automobile Engineering, 2012, 226(4):494-506.