电动车因为具备了能量回收功能可以减少多少能耗呢？
能量回收，为啥能省电？
打个比方，你骑自行车，一下坡的时候，你会怎么做？是不是会停踩，让车子自己滑下去？这时候，你的身体就没有在消耗能量，反而是在利用重力储存的势能。电动车里的能量回收，原理上跟这个有点类似，但更主动，也更精妙。
你知道电动车跑起来，动力是来自电池，然后通过电机来驱动车轮。这个过程就像一个“电能变成动能”的转化。但是，咱们开车不是一直加速，总会有减速或者刹车的时候。这个时候，传统的燃油车会把动能通过刹车片和刹车盘摩擦，变成热能，然后就“咻”地一下散失到空气里了。这就像你把一个弹簧使劲压到底，然后用手捂着，让它慢慢变热，最后热量没了，弹簧也没用了。
而能量回收，就是要在你减速或者刹车的时候，把本来要浪费掉的动能给“捡”回来。它不是像传统刹车那样把动能变成无用的热量，而是反过来，让电机“变身”成发电机。
怎么个变身法呢？当你想减速时，脚从油门上抬开，或者踩下刹车踏板（刹车踏板的行程里，一部分是能量回收，一部分才是传统的机械刹车），控制系统会告诉电机：“停！别再往前推了，咱们得收点回来！” 这时候，电机就不再消耗电池的电，反而会被车轮的惯性带动着转动。而电机一旦被动转动，它就变成了一个发电机，开始产生电流。这些产生的电流，就像是“捡回来的能量”，会被重新充回电池里。
所以，能量回收的本质，就是把原本通过刹车损耗掉的动能，通过电机的“逆向工作”重新转化为电能，再储存在电池里。这个过程，就好比你扔出去一个球，它落地时会弹起来一部分，能量回收就是把这部分弹起来的“回弹力”也给抓住了。
具体能省多少电？这事儿可不好一概而论！
很多人都想知道，能量回收到底能省多少电？答案是：这真没有一个固定的数字，它就像你开车时喝水，喝多少取决于你口渴的程度和喝水的习惯。
不过，我们可以从几个关键的方面来理解它的作用：
1. 驾驶习惯：
频繁刹车、急刹车： 如果你开车习惯“地板油”加速，然后又猛踩刹车，那么每次刹车时，你损失的动能就越多，能量回收能“捡”回来的“本钱”也就越多。
平稳驾驶、长滑行： 如果你开车很平稳，善于利用滑行（就是提前预判，在不踩油门的情况下，让车子自然减速），那么每一次滑行，其实都是一次潜意识的能量回收。在这种驾驶模式下，能量回收的“效果”可能不那么明显，因为你本来就没怎么损失动能。
“单踏板模式”： 很多电动车都提供“单踏板模式”，这种模式下，你稍微松开油门，车辆就会有比较明显的减速效果，并且能量回收的力度会加大。如果你习惯了这种模式，你会发现它能显著提高续航里程，尤其是在市区走走停停的路况下。
2. 路况：
城市拥堵路况： 在市区，频繁的启停、红绿灯、走走停停，这是能量回收的“天堂”。每次减速刹车，都有大量的动能可以回收。所以，在城市通勤，能量回收的贡献会非常大。
高速巡航： 在高速公路上，车辆通常能保持稳定的速度，很少需要刹车。即使偶尔需要减速，车辆的速度也比较高，但减速的频率不高。所以，在这种路况下，能量回收的作用会相对减弱。
山路、坡道： 在下坡时，能量回收可以有效地回收一部分动能，用来给电池充电。在爬坡时，虽然能量回收的作用不大了，但通过下坡回收的能量，可以帮助你减少一些爬坡时的总能耗。
3. 能量回收系统的调校：
不同车型、不同品牌： 即使是同一种工况，不同品牌的电动车，其能量回收系统的调校也会不一样。有些品牌更侧重于提供平顺的驾驶感受，能量回收的力度就比较柔和；有些品牌则更追求极致的续航，会将能量回收的力度调得更强。
多档位可调： 很多电动车都允许驾驶员手动调节能量回收的强度，从“无感”到“强力”都有。你可以根据自己的驾驶习惯和路况来选择最适合的档位。
那么，大概能省多少呢？
抛开上面那些细枝末节，硬要给个大概的数字，我们可以参考一些普遍的说法：
在城市拥堵路况下，能量回收可以使总能耗降低 15%30% 左右。 这个比例是非常可观的，这意味着你的续航里程可以因此增加不少。
在综合路况下，可以带来 5%15% 的续航提升。 哪怕是在相对平稳的路况，也能帮你省一点是一点。
举个例子，就好理解了：
假设你的电动车在某次标准测试中，百公里电耗是 15kWh。如果按照 20% 的平均节省率来计算，那么在实际使用中，如果你能充分利用能量回收，你的百公里电耗可能会降到 12kWh 左右。这么算下来，跑 500 公里，就能省下 15kWh 的电，这相当于跑了 100 公里了！
能量回收是不是越多越好？
也不是这么绝对。
“动力输出”的感受： 如果能量回收的力度太强，就像你开着一辆车，一松开油门，车子就像被拽住一样猛地减速。这种驾驶感受对一些人来说可能不太习惯，会感觉车辆的“动力性”不如直接给油。
制动力的分配： 能量回收是在电机和传动系统上实现的，而传统的刹车系统还在。在大部分情况下，车辆的制动力是由能量回收和传统机械刹车共同完成的。如果能量回收力度过大，有时候可能会影响到驾驶员对制动力的精准控制，尤其是在一些紧急情况下。
所以，厂家会根据不同的车型、不同的用户需求，在能量回收的强度上做一个平衡，并且提供可调节的选项，让驾驶员能找到最适合自己的驾驶模式。
总结一下，能量回收对于电动车来说，绝对是个“省钱”的好帮手。它不是什么神秘的魔法，而是利用物理原理，把本来要浪费掉的动能重新利用起来。虽然具体省多少电，跟你的开车方式、路况以及车辆本身的调校都有关系，但可以肯定的是，善于利用能量回收，能让你的电动车跑得更远，花在“充电”上的钱也能相应地少一些。下次开电动车，不妨多留意一下，尝试不同的能量回收模式，你会发现，驾驶电动车，还可以有这样的“省”趣！
网友意见
能量回收可以增加续航里程，先给出结论：
- NEDC工况下，续航最多可以增加15%-25%。
- JP1015与EPA城市工况下，续航里多可以增加40-50%。
- 由于系统集成技术水平的限制，需要在上述百分比的基础上，再打个三五折；未来有望基本不打折。
一、驾驶循环：不可回收的百分比
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：
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：
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。
- 可回收的机械能 ：动能 + 重力势能
- 不可回收的热能： 车轮滚动摩擦生热 + 风阻生热
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。
- 由于是平地，所以重力势能没变化。
- 由于是等速，所以除了开头与结尾，动能也没有变化。
- 也就是说，在等速试验中，几乎所有的燃油/电能都直接转化成了摩擦热能与风阻热能。即便配备了能量回收系统，也没有发挥的空间。
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：
- 在ECE-15工况(NEDC的一部分)中，可回收能量占27.5%。
这个数据，与 @苏黎世贝勒爷 中给出的23%是大致相符的。
这个百分比，虽然主要是由驾驶工况来决定，但与车型也有关系。主要原因在于，汽车动力学方程中，风阻一项与车的质量无关。
- 更接近城市行驶工况的美国EPA与日本JP1015工况中，可回收能量 占48%-53%。
- 在拥堵的纽约城市循环中，可回收能量高达88.8%。 其实，北京高峰期差不多也这样吧。
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：
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：
嚯！效果比想象得要显著啊！
别急，事情没想像得那么好。
二、动力系统效率：能量转换的损失
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：
- 永磁同步电机的效率，比交流异步电机要高。
- 低内阻的电池效率，比高内阻的要高。
除此之外，还有一些次要环节未考虑，比如逆变器效率。
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：
唉，比600km生生少了172km啊！
别慌，还有更残酷的在后面呢……
三、回馈制动策略：没那么简单
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。
若遇到极少数的急刹车情况，不足的制动力再由液压/机械制动补足。
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：
- 规定了各制动强度下的后轮制动力最大值 (下图的上方蓝线) —— 因为后轮打滑比前轮更严重。
- 规定了各制动强度下的后轮制动力最小值 (下图的下方蓝线)—— 避免在湿滑路面上过早地达到附着极限。
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：
- B.最大充电功率条件： 电机的发电功率上限、电池SOC限制、电池温度限制。
- C.制动系统本性特性： 中早期的制动系统，前后制动力的比例通常是固定了。这就决定了，在电池SOC过高、电驱动力缺失的情况下，仍要满足“A. 法规约束条件”。（若安装EHB可避免此问题）
- D.制动踏板感觉： 若没有踏板感觉模拟器，则还要考虑制动踏板感觉。
- E. 与ABS系统的协调，等等……
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。
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%。
亲身经历的工程项目：8.9%
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：
- 由于驾驶工况的特征，有50%的能量是天然不可回收的。
- 可回收的那部分能量中，在回收过程中，又有40%变成不可回收的了(变成热能)。
- 受技术水平限制，又有一半多的能量不得不交给液压制动(刹车片摩擦，变成热能)。
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。
最后给个结论：
- 能量回收能增加多少续航，取决于3个环节：驾驶工况、动力系统效率、控制策略。
- 在三电技术相对稳定的前提下，前2个环节就决定了企业所能达到的能量回收潜力上限。
- 在NEDC工况下，上限约为：增加15%~25%续航。这种情况下，与 @苏黎世贝勒爷 的结论相同。
- 在更接近真实驾驶的EPA与JP1015工况下，上限约为：增加40%~50%续航。
- 因为安全性是死线，所以在主要厂当前系统集成控制水平下，此上限要再打个三五折。
- 随着主机厂系统集成水平的提高，有望在3-10年内做到不打折、或只打个八九折。
[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.
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