为什么电动车再生制动时大部分能量都消耗了，仅仅回收了一小部分能量？_风闻

当电动车再生制动时，为什么大部分能量都会消耗，而回收的只是一小部分？除了和SOC有关还和其他什么有关呢？谢各位大神了解的可以帮忙解答

先说答案：因为动能大部分全都转化成了热，消耗掉了！

（搬一个文章来先，理想汽车整车工程师 ）

本文就是用比较通俗的语言讲解一下新能源车的能量回收。

一、能量回收是什么?

众所周知，车辆在实现减速的过程中有两个途径：

1、通过松油门，通过整车自身阻力来进行滑行减速，此工况的滑行距离较长。

2、通过踩刹车来实现制动。

整车减速的过程其实是整车的动能转化为克服摩擦阻力产生的热能的一个过程，包括风阻，车辆动力传动机构摩擦阻力，轮胎和地面的摩擦阻力，以及制动过程中制动系统工作的摩擦阻力（此项能量占比最大）。由于整车开发过程中，其他参数都是固定了，属于被动存在的。但是如果可以将制动摩擦产生的能量给收集起来，重新用于驱动，那对整车能耗的意义是巨大的，新能源车的能量回收系统就承担起了这个角色。

二、新能源车的能量回收系统是如何实现的呢？

我们在学习物理的时候学到过，在一个处于磁场中的线圈通交流电，线圈会在磁场中旋转（电生磁），一个在磁场中旋转的线圈会有反向电流通过，同时会产生一个反向的阻力阻止线圈旋转（磁生电）详见法拉第定律和楞次定律，这个也就是一个最基础的电机原理。新能源车辆在减速的过程中就是利用了磁生电这个原理，通过电机把整车的动能转为电能回收起来的。

交流发电机基本原理

行进中的车辆进行减速（丢油门滑行or踩刹车制动），电机由于和车轮还是接耦的，转子永磁体在车轮和传动机构的带动下高速旋转并且被定子饶组线圈切割磁感线，定子绕组产生了反向感应电流通过电机回充到电池，并在此时对转子产生反向扭矩从而阻止车辆向前行进，以此实现车辆减速，也就是上面所说的磁生电（电机控制原理实际复杂的多，我不专业就不多赘述了）。根据笔者做过一些测试的经验，一般电动车能量回收对NEDC里程贡献率大概在15%左右，好一些的能够达成20%左右。

三、新能源车能量回收有哪几种？有什么不同？有哪些类型？

其实电动车有两种能量回收的方式，也就是制动能量回收和滑行能量回收，区分的唯一标准就是是否踩制动踏板。通过踩制动踏板实现能量回收的就是制动能量回收，仅依靠丢油门实现能量回收则叫做滑行能量回收。

电机的制动能量回收目前也是有两种方式实现的，一个是迭加式再生制动系统（RBS），一个叫协作式再生制动系统（CRBS）。两者最大的区别就是：制动踏板是否和制动执行机构解耦（RBS接耦，CRBS解耦）。在电动车的一个制动工况中，制动力矩的来源之一是摩擦片带来的机械制动，另一个来源则是电机提供负扭矩通过传动轴来实现减速，也就是电制动。只要电制动的占比越多，则就会有更多的“磁生电”，便可回收更多的电量！

RBS和CRBS对比

RBS由于制动踏板和制动轮缸是接耦的，在一个减速过程中，只要踩下制动踏板，制动轮缸就会有液压产生制动，而电制动仅是叠加在机械制动上完成制动。所以还是有一部分能量损失掉了，能量回收率较低。

而CRBS的制动踏板和液压机构解耦，在踩下制动踏板后，控制器通过行程传感器对当前踏板角度和角速度推测驾驶员的制动需求，并计算需求的制动力，然后由电机作为主要扭矩提供源，液压制动作为制动力矩不足的补偿。从而提高电制动的占比，进而增加能量回收。

CRBS工作原理

举个例子：

电机当前车速下电制动的制动能力为1000N，当用户在踩制动时，计算的制动力需求为800N,则整个过程都是靠电机回收的，上图①。

电机当前车速下电制动的制动能力为1000N, 当用户在踩制动时，计算的制动力需求为1500N,则剩下500N的制动力由液压制动产生，上图②。

实际上CRBS的控制策略远不止上面几个维度，是很复杂的，例如扭矩退出车速、电/液切换、电池充电功率等等，上图做了简化方便理解。

滑行能量回收其实目前也有两种：一种是不可通过油门开度进行减速度调节，一种可通过油门开度控制减速度。通俗的来说，前者无法靠松油门的开度来调节能量回收强度，能量回收就是有或无，后者可以通过松油门的开度来调整能量回收强度，目前车辆上大部分都采用后者的方式了。一些厂商甚至做成单踏板功能，取消了蠕行，大部分工况加速减速仅靠油门踏板就能完成，只是此风格目前比较激进未被所有人所接受，有一定争议。据我经验，大部分电动车车主还是喜欢强能量回收+回收强度可调的回收风格的，我个人也喜欢这个风格，适应了这种风格后，感觉这样确实有很强的驾驶乐趣。

四、能量回收强度和新能源汽车上哪些参数相关？

在某一减速工况下:

因此为提高整车的制动能量回收能力主要需要关注以下几点：

1、 提高电机不同转速下的回收扭矩，也就是回收功率（提高电制动的边界，功率越大，可覆盖的工况越多）

2、 整车降阻力（同样减速度需求下，整车阻力越小，电机则需要提供的回收扭矩则越多，回收的能量也越多）

3、 提升其他相关参数（减速器效率，差速器效率，电机效率等）

注：车重提升也会在一定减速度下让电机回收更多能量，但是由于车辆重量增加，驱动的能耗会更多，因此不会靠提高车重来增加能量回收，而是想办法降重降能耗。

同时电池作为储能原件，当前电池的充电功率能力需要大于电机回收能力，方可全部储存电机回收的能量，否则会控制电机降低充电能力，以防止电池过充。

整个能量回收过程中的能量流向为下图所示，并通过电机将机械能转为电能储存在电池：

能量回收的能量传递路径

以上各维度仅可说明如何提升电机能量回收的能力边界，实际整车开发考虑整车驾驶性和安全性会在此基础上对能量回收风格进行系列标定（例如能量回收相应时间，扭矩建立梯度，扭矩下降车速及梯度等等），此处不再赘述。

五、强/弱滑行能量回收，哪种更省电？

曾经有很多人问我这个问题：滑行能量回收强弱哪种更省电？我一般的回答都是如下：仅靠滑行，正好把车停到你想要停的位置上就是最省电的方式

能量回收太强，车辆还没有达到既定位置上便要停车了，需要再次加速才可以达到目的地，电能进行两次重放，转换效率差。

能量回收太弱，车辆到达既定位置还有车速，需要踩刹车，停在目标位置，造成热能损失。

因此只有完全依靠电制动，便可达到既定位置，无效率变换，无能量损失，这样开车最省电。

六、关于使用能量回收省电的小技巧

关于选车：选择带有CRBS功能的车辆，同时滑行能量回收带踏板可控功能。

关于使用：在远距离跟车时候，利用滑行能量回收，通过加速踏板来调节减速度强度（减速度可控的强能量回收），从而控制跟车距离，在近距离跟车时候通过踩刹车实现减速跟车。

原则：能用滑行能量回收就多用滑行能量回收，当滑行能量回收的减速度无法达成减速需求时再采用制动能量回收，毕竟滑行能量回收是100%没有其他外力介入的回收，而制动能量回收在CRBS工作时会有一定的低压耗电，同时一些工况下会有液压制动介入造成能量损失。

以上是我个人关于新能源车能量回收的一些理解，笔者写这些东西的初衷也是希望用通俗简练的语言来梳理自己的想法，同时便于大家理解，但由于个人能力有限，也欢迎各位大佬多多交流，帮忙斧正。

基于以上的文章内容，来谈谈关于新能源汽车的“动能回收”和“刹车系统”的关系…

发现有朋友还是不理解“动能回收”这个概念，到底哪部分是是主机厂做的，哪部分是底盘博世做的。我这里大概解释一下我的理解。

首先，车辆的两大基本力，驱动力 和 制动力，一个让车加速，一个让车减速。

让车辆更好的加速，体现的是驱动力的标定，这部分的工作是由主机厂自己做为主，尤其是VCU和IPU的标定工作好坏，决定了加速的好坏，例如，Padmap标定，扭矩响应标定，防抖标定，转速滤波，转矩补偿……这部分按下不表。不是这次想说的重点。

重点说一下让车辆减速的制动力。

先说一下电动车的特性，让车辆减速的制动力，可以来源于两个方面，电制动和机械制动。

1，电制动，就是通过电机的反向扭矩，产生能量回收，发电。从初中物理学能量转换的角度来解释，就是将车辆的动能转化成电能储存回电池。这样可以比较有效的延长续航里程。

2，机械制动，就是动过刹车系统（准确的说是，刹车盘或者刹车鼓）来进行减速。从初中物理学能量转换的角度来解释，就是将车辆的动能转化成刹车盘的内能（也叫热能），所以频繁的刹车会导致刹车过热。

（当然，车辆纯滑行也会减速，因为车辆自身也有内部阻力，这部分属于车辆特性，不属于可标定调整的范畴，由物理特性决定，不在此处的“制动力”的范围内）

然后呢，再说说，电制动的部分。电制动的本质其实就是电机的能量回收，电制动的部分其实分为两个，第一部分是不踩制动的电制动，我们姑且称之为“滑行能量回收”，第二部分是踩下制动的电制动，我们姑且称之为“制动能量回收”。

第一部分的滑行能量回收，都是主机厂自己标定的。车辆在某个车速下，松开油门踏板，此时车辆如何滑行（制动不介入），完全可以由主机厂自己决定。早期的滑行回收的扭矩标定，都相对来说简单：需要完全松开油门踏板，滑行能量回收才会启动，也就是电机才会把扭矩从正转负。滑行回收的扭矩大小，通常是根据车速高低来标定，而且介入的不能太迅速，冲击也不能太猛，否则驾驶感会很差。为了在滑行时保持滑行距离，和减速效果。通常会标定的“悠远绵长”——即在较长车速区间的滑行回收扭矩标定的大小保持一致，持续较长的时间，或者做成很缓慢的曲线，这样不会有突兀变化的感觉。

“滑行能量回收”示意曲线图

当然有些厂家也会为了照顾不同的驾驶人员的习惯，推出不同等级的滑行能量回收。（有些厂家用“中高低”表示回收等级，有些用数字“1,2,3”来表示回收等级）。这样做的好处是，简单高效稳妥放心。成本低，驾驶员更快的习惯。

再说说缺点，缺点就是，经不起颠簸……举个例子，滑行回收过程中，突然有个减速带，或者突然有个坑，车辆一颠簸，轮子悬空了一瞬间（也就零点几秒吧），此时就会出现，减速效果——啪，没了…驾驶人员的感受就是：诶，车子怎么前冲了一下？——其实不是前冲，而是减速效果不明显了。。

（上图中的示意，滑行减速，滑的好好的，突然有个减速带，让我车辆轮子悬空了一下，F2那个摩擦力突然就没了，而且，电机反向的回收扭矩也突然就没了）

当然了，最近流行的单踏板模式，本质上也属于第一部分的“滑行能量回收”，属于一种特殊的滑行能量回收。前面说到，常规的滑行能量回收，需要完全松开油门踏板（严格说来，都是电门踏板了才对，为了描述通俗，我姑且都成为油门踏板吧），滑行能量回收才会启动。但是，单踏板模式不一样的地方在于，在油门踏板没有完全松开的时候，滑行能量回收就产生了。在不同车速下，松开的油门踏板程度不一样，滑行能量回收的大小也不一样，总体上来说，想要产生的效果是“踩油门加速，松油门减速”。但是，有些做的激进，有些做的保守。比如说，特斯拉是激进派，在此按下不表。

说说保守派的做法，例如我前单位北汽新能源，曾经采用的做法叫“高速小油门”，顾名思义，车辆在较高车速下，松开油门踏板（不完全松开，保持一下较小的油门时），会有较小的负向扭矩产生，但是不会产生非常强烈的减速感（如果脚感比较好，还可以找到纯滑行位置——即没有驱动也没有制动的零扭矩的踏板区间位置）。全松开油门的时候，滑行能量回收再大一点，变成传统意义的“滑行能量回收”

（如图，1是有减速区间，2是纯滑行的区间，3是加速区间）

那么，滑行回收到底应该怎么做呢？从能量转化的角度来说，车辆的滑行能量回收，越多越好！最好所有的车辆减速全部都由能量回收来执行！这样，就可以把具有某个速度的车辆的动能，尽可能的多转化为电池的电能储存起来，以达到延长续航里程的目的，并且越少的使用底盘的机械制动，就可以把尽量少的车辆动能转变为刹车盘的热能。

当然了，根据孙同学的描述，我认为这是最好的关于能量回收的利用方式：仅靠滑行，正好把车停到你想要停的位置上就是最省电的方式！

但是，从驾驶实际工况出发，纯通过能量回收来减速，撇开人员驾驶感受不详谈（理论上电动车可以用多大电流和扭矩输出，那就可以用多大的电流和扭矩回收…用百公里加速的劲儿来做能量回收减速，各位脑补一下），关是上面提到的“颠簸悬空无回收”的问题，就决定了完全舍弃 底盘的机械刹车盘的制动 是不可能的。

所以，我们这里就要引入了第二个部分——制动能量回收。——顾名思义，需要踩下制动踏板，才会产生的能量回收。那么，这部分，其实也区分两种情况，第一种就是，主机厂自己做的。第二种就是底盘和主机厂一起做的（好吧，其实是博世做的）

第一种，主机厂自己做的，相对来说，简单粗暴。就是把踩下制动踏板信号后的车辆的能量回收加大！加大多大？看具体的标定情况。例如一种简单的方式是，检测到制动踏板信号（开关量，不是行程）后，在原有的滑行能量回扭矩上，继续叠加一个回收扭矩，具体加多少，也是根据车速来进行标定。这样的做法，也是可以达到加大能量回收来减速，一定程度上可以减少机械刹车片的摩擦。就是简单，粗暴，效果明显，确实可以在一定程度上提高回收的能量。

“制动能量回收示意曲线图”

（在上一幅图的基础上，单纯的叠加了一部分扭矩的简单操作）

但是却没有办法很好的解决和底盘刹车力配合的问题，还是上面那个问题，“颠簸悬空无回收”轮子飞起的时候，由于是有扭矩的，容易出现瞬间的空转打滑现象。熟悉底盘的朋友们都知道，一旦出现车轮打滑，为了防止车辆因打滑造成偏移、侧滑等问题，有一个东西就不得不启动工作，那就是ESP。而一旦ESP工作了，作为强势底盘供应商的博世，对这种情况下的要求就是一刀切：请关闭能量回收，没有任何商量的余地！制动系统的工作，不要有任何其他外部力量介入进来，以免影响底盘部件的工作！——这也是几乎所有的早期的电动车的共同的特点，一旦ESP或者ABS启动工作，所有的能量回收都必须关闭。甚至有些车辆在踩出ABS的时候，还有能量回收关闭的OFF标志。。。

博世也知道，这种一刀切的方式，不利于自己的长久发展。想要解决这种类似的情况所导致的问题，还是得由博世自己来解决。于是，有一套叫叫iBooster的系统就在这方面起到了大作用！

（当然了，iBooster这套系统也是博世自己本来就开发的系统，作用可不仅仅是用来做能量回收的，还有电子助力，辅助驾驶等等其他大作用，用来做能量回收的优化，只是iBooster系统的作用之一，人家也想搞自动驾驶的嘛 喂）

好了，那iBooster这套系统，在能量回收领域，到底有个什么作用呢？——这就是上面提到的，制动能量回收的 第二种就是底盘和主机厂一起做的（好吧，其实是博世做的）

（再多说一句，前面的单纯的叠加回收扭矩，孙同学的文章里提到过，称之为“RBS”，而这种iBooster通过计算来分配能量回收力矩和刹车力矩的方式，称之为“CRBS”）

与ESP hev 系统组合使用时，可实现最高达0.3g 减速度的能量回收。这是由于iBooster 能够通过软件控制，随时根据液压条件调节助力器伺服力。如此高的制动能量回收水平，使电动车辆的续航里程增加高达20%。

当驾驶员踩下制动踏板时，踏板行程传感器会计算驾驶员的制动请求。ESP hev 系统向电机请求与踏板行程相一致的制动扭矩并使车辆减速（ESP会给车辆的驱动系统发送扭矩请求，这是一个略有风险的点）。由驾驶员脚部切换至制动系统的液压容积暂时保存在ESP hev 的低压蓄能器内，这意味着车轮制动不产生制动扭矩。

如果电机不能利用回收方式满足制动请求，低压蓄压器中的可用容积将转移至车轮制动器，且车辆会通过传统制动进行减速。iBooster 可不受减速水平影响而调整踏板感，并在整个制动范围内传递一致的踏板感。

完蛋，这一段话是不是没咋看懂？通俗讲：

在踩下刹车的时候（注意，一定是需要踩下刹车），ibooster系统会根据你踩下刹车的速度，深度等信息，进行电制动和机械制动的分配。——CRBS开始工作

总体的策略是：优先使用电制动进行减速，如果ibooster系统判断驾驶员的刹车意图更强，发现单纯的使用电制动不足以满足驾驶员的制动需求的时候，此时会介入机械制动。这种方式，可以有效的 延长续航里程，减少刹车盘的磨损。

而上面的那段话里，意思是，当减速度小于0.3g的时候，刹车卡钳不会介入，这时的制动是通过电机能量回收来完成的。这样一方面可以最大限度地增加续航里程，另一方面也可以延长刹车片寿命。

但是要知道，博世的iBooster系统，需要匹配的主机厂的车辆种类非常多！所以，每一家的标定的策略和结果，也不太一样。有的标定的非常敏感，有的标定的就比较保守。根据驾驶员踩踏板的方式的不同，还要匹配瞬间的扭矩变化

还是以 “颠簸悬空无回收”这个案例为例来说，驾驶着具有iBooster系统的车辆，在轻踩下制动踏板减速的过程中（此时只有能量回收，没有机械制动盘介入），如果不幸颠簸了一下，车轮飞起空转了一瞬间。用于制动的车轮（我们假设是前轮，车辆是前驱的），和地面离开了，就没有了制动力了，车辆就会给人感觉“前冲一下”，这个时候，怎么办？按照上面的通常的思路是，车辆会失去能量回收，正确的做法应该是，立即介入后轮的刹车，让前轮因为悬空而失去的车辆制动效果，由后轮补偿回来！

（大概意思是，F2变小或者没有了，如果车辆应该继续保持原有的减速感，那么F1这个力就要加大，此时应该介入后轮的刹车力增大，保持整车减速感）

当然了，这里面提到的这个“颠簸悬空无回收”，仅仅是一个案例，借此案例只是想要说明，电制动和刹车盘机械制动应当如何做好匹配，才能让车辆的减速效果达到最佳状态。

那么，底盘霸主博世，如何开放底盘领域的接口信号，就成了各大主机厂努力的方向。目前来看，如果只要是搭载了博世iBooster系统的车，到底车辆上的制动效果（特指踩下刹车后的制动效果）的好坏优劣，感受体验如何，基本上都指望着博世标定了。

有的就标定的很敏感，例如我司小鹏P7的刹车，高速下如果迅速踩刹车，系统会判断有紧急刹车的需求，iBooster会主动增加刹车力（帮你一起踩…），可以说其实是标定的比较保守的…

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所以，能量回收这件事。大部分都消耗了。仅仅回收了一小部分。。。