趙旭　高勝輝　李林

摘 要：隨著環(huán)保意識的提高，純電動汽車已成為新能源汽車的主要發(fā)展方向之一。在碳減排和節(jié)能方面，制動能量回收技術(shù)已成為純電動汽車中最重要的技術(shù)之一。單踏板駕駛模式作為一種新興的駕駛模式，其制動能量回收技術(shù)的研究成為了當前的熱點之一。本文選取單踏板駕駛模式下純電動汽車制動能量回收問題作為研究對象，采用問卷調(diào)查的方式，分析其應用情況，為新能源汽車的制動能量回收技術(shù)提供一定的應用參考價值。

關鍵詞：單踏板駕駛模式 純電動汽車 制動能量回收

1 引言

制動能量回收技術(shù)在純電動汽車中的應用越來越廣泛。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛不同，純電動汽車在制動過程中，能將制動能量轉(zhuǎn)化為電能存儲在電池中，從而提高能源利用率。在單踏板駕駛模式下，車輛駕駛員只需要減少踏板的壓力就能完成制動，避免了傳統(tǒng)制動踏板的連續(xù)踩踏操作，使得制動過程更加簡單方便。因此，對于單踏板駕駛模式下的制動能量回收研究，有著十分重要的實際意義。

本文以單踏板駕駛模式下純電動汽車的制動能量回收為研究對象，采用問卷調(diào)查的方式，分析其應用情況，以期為實現(xiàn)新能源汽車的節(jié)能減排，提高能源利用率，減少環(huán)境污染等方面提供一定參考。

2 單踏板駕駛模式原理

單踏板駕駛模式主要是在擁有制動能量回收系統(tǒng)的新能源汽車上使用，一般是通過加速踏板的行程變化率的改變來增速與減速。由上文制動能量回收原理所述，當駕駛員踩下踏板時，行車電腦會根據(jù)駕駛員踩下的加速踏板力度直接反饋在控制器中，驅(qū)動電機根據(jù)控制器的信號強弱來改變轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)輕踩加速踏板緩慢加速，重踩加速踏板快速加速。當駕駛員松開加速踏板時，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速減緩并開始制動，同時進行能量回收。

如圖1所示特斯拉單踏板駕駛模式的運行原理，在單踏板駕駛模式中主要分為以下6個駕駛階段，①表示的是車輛在停止狀態(tài)，加速踏板處于0%，行駛速度為零。②表示車輛處于強力加速階段，速度上升趨勢明顯，加速踏板踩下力度接近100%。③表示車輛處于緩慢加速的狀態(tài)，加速趨勢變緩明顯，并且車輛接近于滑行狀態(tài)。④加速踏板幅度接近0%，相當于加速踏板松開，車輛處于電機制動減速狀態(tài)，并且?guī)幽芰炕厥障到y(tǒng)運轉(zhuǎn)。當加速踏板完全放開時，駕駛員可以獲得最大的減速和最大的電池充電量，或最大的再生量?；謴退俣茸畲蟮臏p速值在老款特斯拉車型上約為0.2g，在新款特斯拉車型上約為0.3g。在0.3g的情況下，減速水平感覺就像一輛內(nèi)燃機汽車在一檔減速時使用手動換擋[13]。在保持腳踩油門的情況下，扭矩可以在最大正扭矩和負制動扭矩之間連續(xù)調(diào)節(jié)。駕駛員需要踩下剎車踏板的唯一時間是當他想要完全停止或當他需要在高于0.3 g的水平進行緊急制動時。⑤車輛處于較弱的減速和能量回收狀態(tài)，此時車輛行駛速度已經(jīng)被大大降低。⑥車輛處于停止狀態(tài)，與①相同。加速踏板幅度為0%，車輛不再進行加速。

由上述所知，在整個過程中，制動能量回收系統(tǒng)主要是在車輛滑行或者減速的狀態(tài)下進行，在需要頻繁制動的城市道路和可遠距離滑行的高速路段，是很適合使用單踏板駕駛模式出行。

3 單踏板駕駛模式的應用情況

為了更加全面深入了解地研究制動能量回收與單踏板駕駛模式在新能源汽車中的應用效果，本研究設計并實施了一份針對單踏板駕駛模式的調(diào)查問卷。通過問卷調(diào)查，我們意在了解各類車主對單踏板駕駛模式的認知程度、使用感受以及在城市道路中應用情況等方面的情況，以及對這兩項技術(shù)的改進及建議。本次調(diào)查以“問卷星”為平臺，有效問卷131份，問卷內(nèi)容如附頁一。

3.1 單踏板駕駛模式適用的道路類型

本次問卷調(diào)查中的人員駕駛時限以及每周駕駛頻次如圖2所示，基本為兩年以上并且每周都有一定駕駛時長，可認為駕駛經(jīng)驗較為豐富，在行駛的道路上有自己的判斷，駕駛意識獨立。

在此基礎上，對于是否了解新能源汽車單踏板駕駛模式，與其認為適合的道路的關系中可以看出，了解單踏板駕駛模式的被調(diào)查者中52.94%認為使用該駕駛模式適合在城市的筆直大道中行駛，在不了解此模式的被調(diào)查者中占40.21%。認為單踏板駕駛模式更適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)彎曲的且較窄道路的分別占32.35%和43.3%。如表1所示。

結(jié)合被調(diào)查者對平常汽車的使用習慣，在日常生活中每天都會開車或者經(jīng)常開車的被調(diào)查者的使用目的是代步，分別為53.66%與53.99%，為大多數(shù)。并且在2022年新能源車的銷量調(diào)查中，2022年全年國內(nèi)31個省份的新能源乘用車合計上險量為523.31萬輛。在全國31個省份中，廣東遙遙領先，2022年上險量高達75.69萬輛，比上年同期增長了80.82%，在全國所占的市場份額為14.46%。其中，深圳市和廣州市全年上險量分別高達21.15萬輛和17.35萬輛，兩市合計占據(jù)了廣東省的半壁江山[1]。其次，佛山市和東莞市兩市合計占比也超過了兩成，而廣東省下轄的其他17個城市合計占比則不足三成。由此可見新能源汽車分布并不均衡，城市集中度較高。所以大多數(shù)人認為在城市中更為合適。

制動能量回收效率與車速和制動次數(shù)有關[2]，這就將鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路特點與城市道路特點區(qū)分開來。由于車輛的制動工況取決于車輛的交通流量、路面條件、交通管制、人口密度等情況，城市路況往往比鄉(xiāng)鎮(zhèn)路況更為繁雜。大中城市制動次數(shù)

比鄉(xiāng)鎮(zhèn)的每公里制動次數(shù)多，因而對在大中城市運行的車輛采用能量回收系統(tǒng)，將取得更為明顯的節(jié)能效果[3]。

綜上所述，制動能量回收的效果在城市中更能體現(xiàn)出來，而為了提高動能回收的單踏板駕駛模式在頻繁的制動中更有優(yōu)勢。

3.2 駕駛員對單踏板模式的適應性

對于駕駛員的使用感受，在被調(diào)查者中認為單踏板駕駛模式對于老年人與新手來說更容易上手的有91人，占69.47%。認為相對困難的有25人，占19.08%。不確定是否容易或者簡單的人數(shù)為15人，占11.45%。由此可見，大部分人認為單踏板駕駛模式能夠更加簡化汽車駕駛，但是對于任何人來說，適應一個新的駕駛模式的能力需要根據(jù)具體情況而定[4]。交叉分析被調(diào)查者年齡和其是否認為使用單踏板模式需要適應期，所得數(shù)據(jù)如圖3。

有此可見，各個年齡段中，大多數(shù)人都認為使用單踏板模式需要有一定的適應期。單踏板模式是近幾年電動汽車興起的產(chǎn)物，在傳統(tǒng)燃油車與新能源車平分天下的現(xiàn)在，接觸到單踏板駕駛模式的人數(shù)只占所有駕駛員的一部分。根據(jù)被調(diào)查者反應出的數(shù)據(jù)，認為能夠在一周內(nèi)適應此駕駛模式的人有46人，占比35.11%。認為自己能夠在兩周內(nèi)適應的人數(shù)為58人，占比44.27%。認為其在一個月內(nèi)適應的人數(shù)為21人，占比16.03%。認為自己無法適應的人數(shù)為6人，占比4.58%。所以對于不同群體而言，適應新的駕駛模式需要的時間也不同。

對于新手而言，單踏板駕駛模式可以減少因頻繁踩剎車而引起的疲勞和緊張感，使其更加輕松地控制車速，提高駕駛的安全性和舒適性。然而，對于沒有接受過足夠駕駛訓練的新手來說，單踏板駕駛模式也可能會使其對車速的控制不穩(wěn)定，導致安全隱患。因此，對于新手而言，單踏板駕駛模式的適用性需要在充分的訓練基礎上，根據(jù)個人能力和經(jīng)驗來判斷。對于高齡駕駛者（指50歲及以上）而言，反應速度和身體機能可能已經(jīng)有所下降，因此對于單踏板的控制可能存在困難。不管是擁有較長駕齡的司機還是剛上路的新手，適應新的駕駛模式也需要一定的時間和訓練。因此，單踏板駕駛模式的適用性需要根據(jù)個人身體機能和駕駛經(jīng)驗來判斷。

3.3 單踏板駕駛模式的實際使用

發(fā)改委新發(fā)布的《新建純電動乘用車生產(chǎn)企業(yè)投資項目和生產(chǎn)準入管理的暫行規(guī)定》中試制樣車技術(shù)要求中對試制樣車制動能量回收性能要求“城市工況下制動能量回收對續(xù)駛里程的貢獻率不低于15%”，強調(diào)了制動能量回收在純電動車的重要性與增加能量使用效率的基本要求。單踏板駕駛模式的出現(xiàn)使車輛能頻繁電機制動，從而獲得最大的能量回收效益。

在2018年，日產(chǎn)聆風配置了e-Pedal電子踏板系統(tǒng)，這類似于單踏板駕駛，也是全球首款采用該駕駛模式的車型，能夠滿足駕駛員日常90%的操作需求[5]。奧迪e-tron原型車僅通過電機制動回收能量，不使用傳統(tǒng)的剎車——所以這覆蓋了90%以上的減速，能量回收系統(tǒng)貢獻了高達30%的續(xù)航里程。因此，在幾乎所有正常的剎車動作中，能量都會反饋給電池。比亞迪秦EV根據(jù)官方數(shù)據(jù)可以知道，在使用單踏板駕駛模式的過程中，可以使續(xù)航增加一個百分比。大量的純電動車企在系統(tǒng)中有設置單踏板模式，需要通過車機系統(tǒng)設置動能回收的強度，從而開啟此駕駛模式。

以特斯拉汽車為例，在開啟動能回收設置后，駕駛員通過加速踏板來控制車輛的加速與減速。在中國以 NEDC 標準（新標歐洲循環(huán)測試）為基礎的國標工況下，可以為車輛增加 15% - 25%的續(xù)航里程[6]。并且以自動駕駛著稱的特斯拉汽車利用一系列的傳感器、攝像頭等技術(shù)實現(xiàn)車輛的車速控制、轉(zhuǎn)向及制動等。而特斯拉公司青睞的單踏板駕駛模式對自動駕駛的發(fā)展具有借鑒意義。單踏板駕駛模式是實現(xiàn)自動駕駛的關鍵性技術(shù)之一。在自動駕駛系統(tǒng)中，駕駛員只需觀察駕駛環(huán)境的安全，車輛的加速和制動控制需要由系統(tǒng)自主完成，并且系統(tǒng)可以對踏板進行更精準的控制，使汽車可以在平穩(wěn)的狀態(tài)下提高動能回收效率。而單踏板駕駛模式的設計思路可以為自動駕駛系統(tǒng)提供重要參考，使得車輛的控制邏輯更加簡單易懂，并且在緊急情況下的反應速度更快。

單踏板駕駛模式是一種新型的駕駛模式，其主要優(yōu)勢是可以通過加速踏板完成加速和減速的操作，在不進行緊急制動的情況下，不需要再踩剎車踏板進行車輛制動，讓駕駛員的駕駛操作更加輕松和自然，并且能夠有效地提升車輛的能量回收效果，增加車輛續(xù)駛里程[7]。在適用性方面，單踏板駕駛模式非常適合那些需要頻繁行駛在城市擁堵路段的駕駛員，例如上下班通勤、城市出租車司機等。首先，單踏板駕駛模式具有高度的實用性。在城市擁堵情況下，駕駛員需要頻繁剎車和加速，只需要控制一個踏板，大大簡化了操作流程。其次，單踏板駕駛模式具有較好的安全性。在傳統(tǒng)駕駛模式下，駕駛員需要通過剎車和油門兩個踏板來控制車速和剎車，存在操作失誤的風險。而單踏板駕駛模式通過單踏板控制加速和剎車，有效避免了操作失誤的風險，提高了駕駛的安全性和穩(wěn)定性。最后，單踏板駕駛模式具有較佳的駕駛舒適性。傳統(tǒng)駕駛模式需要頻繁切換剎車和油門，操作相對繁瑣，容易引起駕駛員的疲勞和不適。而單踏板駕駛模式通過單踏板控制加速和剎車，使得駕駛員的操作更加簡單和輕松，減少了駕駛員的疲勞感，提高了駕駛的舒適性和體驗。

4 結(jié)論

綜上所述，單踏板駕駛模式具有很高的適用性，特別是在城市擁堵路段和需要頻繁剎車和加速的情況下，其優(yōu)勢更加突出。同時，單踏板駕駛模式也具有較好的安全性和駕駛舒適性，可以滿足駕駛員的不同需求和期望。

項目名稱：智能油電復合式雙色液態(tài)硅膠注塑機關鍵技術(shù)研究，項目編號：2020KTSCX164。

參考文獻：

[1]秦天弘. 2022年全球電動汽車市場份額首次增至10%[N]. 經(jīng)濟參考報，2023-01-18（004）.DOI：10.28419/n.cnki.njjck.2023.000231.

[2]姚勇，孫龍，陳靜，鮑波，耿培林，凌健.純電動汽車制動能量回收特性分析[J].小型內(nèi)燃機與車輛技術(shù)，2022，51（03）：46-50.

[3]萬里翔. 汽車制動能量回收系統(tǒng)的研究[D].西南交通大學，2008.

[4]黃榮毅.汽車安全駕駛的影響因素與完善對策[J].時代汽車，2021（23）：193-194.

[5]全新日產(chǎn)聆風? 完美詮釋日產(chǎn)智行科技[J]. 汽車與運動，2018（09）：132-133.

[6]李日業(yè).基于NEDC循環(huán)工況純電動車能量回收的應用研究[J].汽車實用技術(shù)，2021，46（24）：1-4.DOI：10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.024.001.

[7]馬歡歡，王偉，曲輔凡. 純電動汽車單踏板制動關鍵技術(shù)研究[C]//中國汽車工程學會（China Society of Automotive Engineers）.2019中國汽車工程學會年會論文集（4）.機械工業(yè)出版社，2019：760-764.