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電動(dòng)車單踏板模式的每次上熱搜，都伴隨著普通民眾的“血與淚”。兩者是否有直接的關(guān)系，本文不去分析、揣測(cè)?？吹皆絹?lái)越多的新車型加入到單踏板模式陣營(yíng)，我只想靜靜地科普這一飽受爭(zhēng)議的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其背后的工作原理。

一、什么是單踏板模式

在手動(dòng)擋車型上，如圖1左圖所示，我們通過(guò)左右腳配合踩離合踏板、制動(dòng)踏板和油門踏板實(shí)現(xiàn)掛/換檔以及車輛的加/減速/剎停，在這一階段，我們需要用兩只腳控制三個(gè)踏板。

后來(lái)，自動(dòng)檔被發(fā)明了出來(lái)。在自動(dòng)擋車型上，如圖1右圖所示，我們通過(guò)右腳踩油門踏板實(shí)現(xiàn)車輛的加速，通過(guò)松油門踏板、移腳去踩制動(dòng)踏板實(shí)現(xiàn)車輛的減速/剎停。在這一階段，我們需要用一只腳控制兩個(gè)踏板。

圖1 三踏板和二踏板實(shí)物

到現(xiàn)在，當(dāng)電動(dòng)車滿街跑的時(shí)候，一種叫做單踏板模式的新鮮事物不斷沖擊著人們倦怠的神經(jīng)。單踏板模式準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是一種駕駛模式，是一種基于動(dòng)能回收系統(tǒng)開發(fā)出來(lái)的功能，而不是字面意思理解的主駕下面只有一個(gè)踏板，電動(dòng)車的主駕下面依舊有制動(dòng)踏板和電門踏板。

單踏板模式激活后，電門踏板踩得深一點(diǎn)，車輛進(jìn)入到正常加速模式；電門踏板踩得淺一點(diǎn)，車輛動(dòng)能回收系統(tǒng)介入，進(jìn)入到動(dòng)能回收模式，此時(shí)車輛將開始進(jìn)行一定程度的減速，具備類似制動(dòng)踏板的功能。一個(gè)電門踏板既能進(jìn)行加速，也能進(jìn)行減速，所以被親切的稱為單踏板模式。

圖2展示了沒(méi)有單踏板模式的燃油車和有單踏板模式電動(dòng)車的工作原理示意圖。在圖2左圖中，我們可以看到燃油車油門踏板踩的深，產(chǎn)生的加速度大，踩的淺，產(chǎn)生的加速度小。需要?jiǎng)x車的時(shí)候，將腳換到剎車踏板，這是當(dāng)前絕大多數(shù)駕駛員所養(yǎng)成的駕駛習(xí)慣。

圖2 不帶單踏板模式的燃油車和帶單踏板模式電動(dòng)車的工作原理

而在右圖中，我們可以看到電動(dòng)車電門踏板踩下的閾值只有大于P值時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生加速度，而當(dāng)踩下的閾值小于P值時(shí)，動(dòng)能回收系統(tǒng)介入，不僅不會(huì)產(chǎn)生加速度，還會(huì)產(chǎn)生減速度。這樣當(dāng)車輛處于路況不復(fù)雜場(chǎng)景時(shí)，駕駛員完全可以通過(guò)一個(gè)電門踏板慢慢將車速降為0。

目前絕大多數(shù)電動(dòng)車都配置有單踏板模式，只是各家的軟件標(biāo)定策略不同，導(dǎo)致用戶的感受也參差不齊。而Tesla以不支持用戶關(guān)閉，且采用強(qiáng)動(dòng)能回收模式，讓單踏板模式感受更加明顯，也成為單踏板模式實(shí)質(zhì)上最重要的推動(dòng)者。

目前，單踏板模式在業(yè)界有著褒貶不一的兩種聲音（主要是針對(duì)Tesla的單踏板模式）。

支持者認(rèn)為單踏板模式百利而無(wú)一害：

（1）能夠讓車輛在行駛過(guò)程中進(jìn)行充分的能量回收，提升續(xù)航里程；

（2）能夠減少駕駛員右腳來(lái)回移動(dòng)的頻率、幫助駕駛員更好的控制車速，大幅提升駕駛舒適感；

（3）能夠減少制動(dòng)系統(tǒng)的觸發(fā)次數(shù)和力度，延長(zhǎng)剎車片的使用壽命。

反對(duì)者認(rèn)為單踏板模式是反人類的設(shè)計(jì)，必將增加事故發(fā)生的幾率：

（1）開慣了燃油車的司機(jī)會(huì)不習(xí)慣動(dòng)能回收模式帶來(lái)的拖拽感，且一旦習(xí)慣之后，容易讓形成肌肉記憶的燃油車?yán)纤緳C(jī)，出現(xiàn)誤踩；

（2）一些新手司機(jī)，尤其是駕駛習(xí)慣不良的新手司機(jī)，緊急情況，更容易出現(xiàn)誤踩。

二、什么是動(dòng)能回收系統(tǒng)

單踏板模式這一套行云流水般的操作，得益于背后默默奉獻(xiàn)的動(dòng)能回收系統(tǒng)。

法拉第在初中時(shí)就告訴過(guò)我們：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，俗稱磁生電，工作原理如圖3所示。

圖3 磁生電工作原理

電動(dòng)車動(dòng)能回收系統(tǒng)正是基于上述磁生電原理，電動(dòng)車在松電門踏板或踩制動(dòng)踏板過(guò)程，電機(jī)和車輪還是耦合在一起，電機(jī)中轉(zhuǎn)子在車輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)并且被定子饒組線圈切割磁感線?；诖派娫恚环矫娑ㄗ永@組中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流可通過(guò)回路給電池充電。另一方面轉(zhuǎn)子中將產(chǎn)生反向扭矩從而阻止車輛向前行進(jìn)，以此實(shí)現(xiàn)車輛減速。

動(dòng)能回收系統(tǒng)誕生于2009年，最初被用于F1賽車上。通過(guò)在原車發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)電機(jī)和一套電池組，賽車在剎車的時(shí)候可以通過(guò)反轉(zhuǎn)電機(jī)將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并存儲(chǔ)在電池組內(nèi)。而在加速的過(guò)程中，則可以把這部分存儲(chǔ)的電能通過(guò)電機(jī)進(jìn)行釋放，來(lái)獲得更強(qiáng)的動(dòng)力。據(jù)了解F1賽車使用動(dòng)能回收系統(tǒng)可以讓賽車有將近十分之一的時(shí)間擁有110%的動(dòng)力。

燃油車時(shí)代，剎車過(guò)程中的動(dòng)能基本上都伴隨著剎車片的熱量消散在空氣中。燃油車一方面不具備動(dòng)能回收的硬件基礎(chǔ)，另一方面對(duì)于遍地加油站來(lái)說(shuō)顯得也不是太必要。但是當(dāng)電動(dòng)車時(shí)代到來(lái)，如何省電，如何提高續(xù)航里程，成為各家廠商不斷追求的“真理”之后。這部分浪費(fèi)的動(dòng)能就顯得彌補(bǔ)珍貴，而電動(dòng)車天生的電機(jī)驅(qū)動(dòng)又為動(dòng)能回收系統(tǒng)提供了絕佳的硬件基礎(chǔ)。

綜合廠家和專業(yè)評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)給出的數(shù)據(jù)可以大概總結(jié)出：采用動(dòng)能回收系統(tǒng)，在我國(guó)以NEDC 標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的國(guó)標(biāo)工況下，動(dòng)能回收系統(tǒng)可以增加15% - 25%的續(xù)航里程。而影響動(dòng)能回收系統(tǒng)效率的原因可以歸為兩類：硬件和軟件。

• 硬件

硬件上又包含三方面 ：一是逆變器的功率，二是電池容量，三是電池電量。

（1）基于磁生電發(fā)出的電都是交流電，而電池只能存儲(chǔ)直流電，因此需要一個(gè)逆變器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，而這個(gè)逆變器能夠承受的功率上限就可以理解為是動(dòng)能回收系統(tǒng)功率的上限。

（2）電池容量對(duì)動(dòng)能回收系統(tǒng)的影響就比較直觀了，更大的電池可以承載更多的電量。電池容量對(duì)混動(dòng)車型來(lái)說(shuō)可能是個(gè)限制，但對(duì)全身都是電池的電動(dòng)車來(lái)說(shuō)基本不會(huì)有影響。

（3）電池電量達(dá)到95%以上，為了防止動(dòng)力電池過(guò)充，動(dòng)能回收系統(tǒng)就沒(méi)辦法工作或者效果下降，畢竟回收的電已經(jīng)無(wú)處安放。有些廠商會(huì)限制充電上限在90%-95%，以便動(dòng)能回收系統(tǒng)可以全力工作。

• 軟件

軟件主要指的是軟件標(biāo)定策略，這也是真正影響動(dòng)能回收系統(tǒng)的最終用戶使用感受，行業(yè)內(nèi)目前主要有無(wú)關(guān)聯(lián)、部分關(guān)聯(lián)、全關(guān)聯(lián)三種策略。

（1）無(wú)關(guān)聯(lián)，動(dòng)能回收系統(tǒng)沒(méi)有和制動(dòng)踏板或電門踏板做任何關(guān)聯(lián)。完全松掉電門踏板后，用戶會(huì)非常明顯感受到動(dòng)能回收系統(tǒng)帶來(lái)的拖拽感，這種充滿落差的體驗(yàn)就像是松完電門踏板直接踩制動(dòng)踏板，而且還是深踩。這種體感不要說(shuō)乘客容易暈車難受，駕駛員都容易暈車難受。因此，目前只有少部分廠家采取這種無(wú)關(guān)聯(lián)的軟件標(biāo)定策略。

（2）部分關(guān)聯(lián)，動(dòng)能回收系統(tǒng)和電門踏板做強(qiáng)關(guān)聯(lián)，也就是上文介紹的單踏板模式。日常情況，通過(guò)一個(gè)電門踏板控制車輛的加減速，只有在突發(fā)情況時(shí)，你才需要去踩制動(dòng)踏板。

多數(shù)廠家為單踏板模式設(shè)置了兩種動(dòng)能回收模式：弱和強(qiáng)。在弱動(dòng)能回收模式下，車輛減速不明顯，就像燃油車松開油門踏板后但不踩制動(dòng)踏板時(shí)的狀態(tài)。在強(qiáng)動(dòng)能回收模式下，車輛會(huì)立刻減速，更像松開油門踏板且踩制動(dòng)踏板時(shí)車輛減速的狀態(tài)。

強(qiáng)動(dòng)能回收模式雖然可以回收更多的動(dòng)能，但是需要駕駛員改變?cè)械鸟{駛習(xí)慣。此外強(qiáng)動(dòng)能回收模式也容易出現(xiàn)在不需要回收時(shí)產(chǎn)生無(wú)效回收的問(wèn)題，比如在勻速行駛或滑行工況。這個(gè)時(shí)候?qū)︸{駛員腳法控制的精度要求較高，腳掌輕微的開合角度變化就能導(dǎo)致車輛在加速與回收之間反復(fù)橫跳，能量可能在這個(gè)過(guò)程就浪費(fèi)掉了。

（3）全關(guān)聯(lián)，動(dòng)能回收系統(tǒng)和電門踏板及制動(dòng)踏板均關(guān)聯(lián)，即駕駛員松開電門踏板或踩下制動(dòng)踏板，都將激活動(dòng)能回收系統(tǒng)。和電門踏板關(guān)聯(lián)已經(jīng)介紹，不再贅述。下面介紹和制動(dòng)踏板關(guān)聯(lián)的邏輯。

當(dāng)駕駛者踩下制動(dòng)踏板時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)踩制動(dòng)踏板深度控制電機(jī)反扭矩工作，提供相應(yīng)的制動(dòng)力并回收能量。當(dāng)制動(dòng)踏板深度超過(guò)一定閾值，系統(tǒng)判斷動(dòng)能回收系統(tǒng)無(wú)法滿足制動(dòng)力要求時(shí)，傳統(tǒng)的機(jī)械液壓制動(dòng)才會(huì)參與工作提供更強(qiáng)的制動(dòng)力。

如果配合單踏板的弱動(dòng)能回收模式，這樣的軟件標(biāo)定策略既可以在不改變經(jīng)過(guò)百年驗(yàn)證的安全駕駛方式，又能最大化發(fā)揮動(dòng)能回收系統(tǒng)的價(jià)值。如果配合單踏板的強(qiáng)動(dòng)能回收模式，將繼承單踏板模式的所有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

此外動(dòng)能回收系統(tǒng)與制動(dòng)踏板關(guān)聯(lián)的難點(diǎn)是如何保證動(dòng)能回收系統(tǒng)和機(jī)械液壓制動(dòng)協(xié)同工作時(shí)剎車的線性體驗(yàn)。有些標(biāo)定水平較差的動(dòng)能回收系統(tǒng)，剎車踏板前段制動(dòng)力綿軟，而后段機(jī)械液壓制動(dòng)介入時(shí)制動(dòng)力又突然變得非常強(qiáng)，致使體驗(yàn)十分割裂。而優(yōu)秀的標(biāo)定可以使駕駛者幾乎感受不到制動(dòng)踏板在不同開度下機(jī)械液壓制動(dòng)的介入以及工作模式的轉(zhuǎn)變。

三、寫在最后

對(duì)于一個(gè)沒(méi)有開過(guò)帶有單踏板模式車的人來(lái)說(shuō)，很難給出是天才設(shè)計(jì)還是瘋子挑釁的結(jié)論，很遺憾再一次做了標(biāo)題黨。但我突然想到這了解決這一問(wèn)題的終局方案——自動(dòng)駕駛，可以肆無(wú)忌憚的進(jìn)行動(dòng)能回收，可以無(wú)所顧忌的只發(fā)電門踏板的深度，畢竟終極形態(tài)已經(jīng)沒(méi)有駕駛位也沒(méi)有駕駛員。