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动能回收也有无级可调?LYRIQ锐歌VROD技术解读

   2022-08-22 7730
导读

作为首批接触到凯迪拉克LYRIQ新车的媒体,我们在第一时间进行了实车深度体验,并发现了一个非常有意思,且唯一应用在量产车型上的配置——VROD可变能量回收技术。要解读这个技术,我们先来了解一下新能源汽车提升续航的途径,主要有3种,其中就包含了“动能回收”。第一

作为首批接触到凯迪拉克LYRIQ新车的媒体,我们在第一时间进行了实车深度体验,并发现了一个非常有意思,且唯一应用在量产车型上的配置——VROD可变能量回收技术。



要解读这个技术,我们先来了解一下新能源汽车提升续航的途径,主要有3种,其中就包含了“动能回收”。



第一种整车设计制造,主要涉及到车辆的空气动力学(风阻和装配精度)、车身轻量化等;


第二种动力系统设计制造,一方面是针对电池电机层面,像电池的容量、电池化学特性(如:磷酸铁锂和三元锂)等,电机输出标定、逆变器特性等,另一方面是针对整车能量控制层面,多动力源/输出源的功率和转扭分配、对机械制动和动能回收调控;


第三种整车优化,根据动力总成、空调能量管理和附件能量管理,做一个细致的优化。


其中动能回收技术对里程提升占比最显著,从技术成熟度和成本角度来看动能回收技术也远比提升电池性能或者进一步的车身轻量化来的更简单,动能回收几乎是电机驱动的标配附属功能。



动能回收技术和涡轮增压、ABS、拨片换挡一样也是一项“赛转民”技术。2009年FIA在F1赛车上便首次引入了动能回收系统,简称:KERS (Kinetic Energy Recovery System)。其原理是将车辆制动时损失的机械能通过电机转换为电能储存在电池中,在后续加速或超车时作为辅助动力重新利用。



图中右侧绿色滚轮便是KERS能量值设置按键。


在这之后动能回收技术经过不断的优化和迭代升级,逐渐成为民用新能源汽车上的基础配置,其技术发展也从CRBS(串联式再生制动系统)和RBS(并联式再生制动系统)单一类制动动能回收到“滑行动能回收”+制动动能回收阶段。



滑行动能回收相较于制动动能回收最大的不同点在于,它是松开油门踏板后能量回收便开始介入从而起到“刹车”和能量回收的效果。



制动踏板与驾乘舒适度关联曲线,引用【自电动汽车单踏板动力控制策略优化文献】


从“汽车刹车踏板踩踏深度与驾乘人员适应度(即舒适度)模型”来看,刹车力度和舒适度并不成线性关系,踏板力(制动力)会对舒适度有较大的影响。


主机厂会为了照顾不同的驾乘人员的习惯,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)。



这和传统燃油车上的变速箱发展有些类似,1886年世界上第一辆汽车诞生但是没有变速器,只有主减速器。1889年有了首款两挡手动变速箱,如今则演化出9AT甚至10AT,结构上还有CVT无级变速等形式。



主流电动车动能回收类型


我们简单整理了市面上主流电动汽车动能回收类型。



上图为加速踏板开度及其变化率与电机回馈制动转矩变化率的关系


引用自【电动汽车制动能量回收系统方案和控制算法】


从3D模型来看,即使在单一模式下,踏板可开合角度和电机制动力都是相当庞杂的。


其中以特斯拉为代表的主机厂商,采用了单档强制动能回收策略(2021后取消开关选项),最大程度利用电机制动并转为电能。此做法逻辑和控制相对较为简单,对车辆续航提升颇有成效,但体验较差,新能源推广阶段所谓的“晕电”眩晕感就是这样来的,主机厂强制使用单一模式,消费者无法选择只能接受适应。


随后“蔚小理”为代表的新势力车企对此进行优化,采用2/3挡动能回收策略,算是后期迭代的方案,选用多个(2/3)功率回收模式并对相应的电机制动力做出区隔,把一定的选择权利交给消费者。


但要真正做到更好的制动回收体验,两三个挡位也不那么够用。



凯迪拉克LYRIQ锐歌在保留三种动能回收模式OFF/ON/HIGH(单踏板模式)的同时,创新性引入VROD拨片式无级动能回收设计。制动感受上,可以类比CVT变速箱对平顺性和舒适度带来的优化。


操作上,质感高级的动态压力感应动能拨片位于方向盘左侧,和大部分的电车相似。但不同之处在于,动能收回力度不再有“挡位”概念,而是通过按压力度的大小,无级调节。用户可以根据需求自行调节任何路况下的动能回收强度,简单来说就是可以当做“刹车”来用。



上图截取自网络视频


在设置完基础的动能回收力度后,就相当于设定了制动力的基础,在此基础上,控制拨片进一步调整回收力度,其中最重要的是,这种调整是实时的。



或许电车车主会理解拨片调整回收制动力的应用场景和感受:若非必要,绝不动脚。所以当整体速度和距离可控的情况下,会利用拨片调节回收挡位来控制车速。这样做有几个好处,第一是省力且感受好,第二是省刹车片,大致上可以类比降挡减速这种“高阶驾驶技巧”。


数据上来看,对于后驱车型最大可以提供0.3g的减速度,相当于对制动踏板施加30-50N所产生的制动减速度。最重要的一点是,在全SOC工况下,即无论电池有多少剩余电量,都能实现这最高0.3g的减速度。


很显然,按压式的动能回收无级调节,可以带来更细腻的操作感,甚至还能带来电车时代的别样乐趣,建议大家在试驾中重点体验一下。



另一方面,17年凯迪拉克推出Super Cruise(超级巡航)功能, 这次LYRIQ带来了增强版的Super Cruise辅助驾驶系统,除了继承凯迪拉克引以为傲的“三维”安全反馈系统、高精地图等等之外,还新增了转向灯杆变道功能,几乎覆盖了中高速所有的高阶驾驶辅助需求。在实际体验中,我们发现VROD技术可以进一步降低驾驶员“脚部”的操作频率,在熟悉功能的情况下,甚至可以完全通过多功能方向盘区域的功能案件+VROD拨片完成大部分驾驶行为,这下是不是连鞋底磨损的成本也跟着降低了,当然更大的意义是解放人类驾驶者“劳动力”,为更高阶的自动驾驶做准备。


最后,凯迪拉克LYRIQ的VROD技术,在行业层面上对新能源汽车领域动能回收技术进行了革新,对于提升用户体验的技术此后也一定会有效仿和跟进;对于用户层面,在保证多工况高效率的动能回收前提下,降低疲劳度提升乐趣感,该省省该花花。


 
(文/小编)
 
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