1.新能源汽車(chē)的定義和分類(lèi)
概述
新能源汽車(chē)的定義
2007年11月1日，國家發(fā)展和改革委員會(huì )制定的《新能源汽車(chē)生產(chǎn)準入管理規則》（下稱(chēng)《規則》）正式施行?！兑巹t》明確給出了新能源汽車(chē)的定義及分類(lèi)，根據《規則》，新能源汽車(chē)是指采用非常規的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置），綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結構的汽車(chē)。
新能源汽車(chē)的分類(lèi)
1、電動(dòng)汽車(chē)
2、燃氣汽車(chē)
3、醇類(lèi)汽車(chē)
4、氫燃料汽車(chē)
5、生物柴油汽車(chē)
電動(dòng)汽車(chē)
電動(dòng)汽車(chē)大致分為純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)共同特點(diǎn)是汽車(chē)完全或部分由電力通過(guò)電機驅動(dòng)，能夠實(shí)現低排放和零排放。
燃氣汽車(chē)
燃氣汽車(chē)主要包括天然氣汽車(chē)和液化石油氣汽車(chē)。天然氣汽車(chē)又被稱(chēng)為“藍色動(dòng)力”汽車(chē)，主要以壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣（LNG）、吸附天然氣（ANG）為燃料，常見(jiàn)的是壓縮天然氣汽車(chē)（CNGV）。液化石油氣汽車(chē)（LPGV）是以液化石油氣（LPG）為燃料。
醇類(lèi)汽車(chē)
醇類(lèi)汽車(chē)就是以甲醇、乙醇等醇類(lèi)物質(zhì)為燃料的汽車(chē)，使用比較廣泛的是乙醇，乙醇來(lái)源廣泛，制取技術(shù)成熟，最新的一種利用纖維素原料生產(chǎn)乙醇的技術(shù)，其可利用的原料幾乎包括了所有的農林廢棄物、城市生活有機垃圾和工業(yè)有機廢棄物。目前醇類(lèi)汽車(chē)多使用乙醇與汽油或柴油以任意比例摻和的靈活燃料驅動(dòng)，既不需要改造發(fā)動(dòng)機，又起到良好的節能、降污效果。
氫燃料汽車(chē)
氫是清潔燃料，采用氫氣作燃料，只需略加改動(dòng)常規火花塞點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機，其燃燒效率比汽油高，混合氣可以較大程度地變稀，所需點(diǎn)火能量小，有利于節約燃料。氫氣也可以加入其它燃料（如CNG）中，用于提高效率和減少N02 排放。
2.純電動(dòng)汽車(chē)
概述
電動(dòng)汽車(chē)可分為純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)三大類(lèi)，純電動(dòng)汽車(chē)是電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)基礎。純電動(dòng)汽車(chē)就定義來(lái)說(shuō)是單純用蓄電池作為驅動(dòng)能源的汽車(chē)，它是涉及到機械、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、電機學(xué)、微電子與計算機控制等多種學(xué)科的高科技產(chǎn)品，下圖為法國標致101型電動(dòng)汽車(chē)。
純電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)
1、節能，不消耗石油。
2、環(huán)保，無(wú)污染，噪聲和振動(dòng)小。
3、能量主要是通過(guò)柔性的電線(xiàn)而不是通過(guò)剛性聯(lián)軸器和轉軸傳遞，各部件的布置具有很大的靈活性。
4、驅動(dòng)系統布置不同會(huì )使系統結構區別很大。
5、采用不同類(lèi)型的電機(如直流電機和交流電機)會(huì )影響到純電動(dòng)汽車(chē)的質(zhì)量、尺寸和形狀。
6、不同類(lèi)型的儲能裝置也會(huì )影響電動(dòng)汽車(chē)的質(zhì)量、尺寸及形狀。
7、能源效率高，多樣化。
8、不同的補充能源裝置具有不同的硬件和機構，如蓄電池可通過(guò)充電器充電，或者采用替換蓄電池的方式。
9、結構簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝相對成熟，使用維修方便。
10、動(dòng)力電源使用成本高，續駛里程短。
按驅動(dòng)結構布局分類(lèi)
歸納典型的基本結構主要有四種：傳統的驅動(dòng)模式、電動(dòng)機-驅動(dòng)橋組合式驅動(dòng)方式、電動(dòng)機-驅動(dòng)橋整體式驅動(dòng)方式、輪轂電機分散驅動(dòng)方式。由于汽車(chē)轉彎時(shí)，外側車(chē)輪的轉彎半徑比內側車(chē)輪大，所以需要通過(guò)差速器來(lái)配合兩側車(chē)輪轉速不同的要求。前兩種需采用具有行星齒輪結構的機械式差速器；第三種的差速器可用機械式或電控式；而第四種即可實(shí)現電子差速控制。
按用途分類(lèi)
純電動(dòng)汽車(chē)按其用途來(lái)分，目前主要有電動(dòng)公交車(chē)和電動(dòng)轎車(chē)兩類(lèi)。由于純電動(dòng)汽車(chē)的能量不富裕特點(diǎn)，它也較適合于某些性能要求不高的特定車(chē)輛，如游覽觀(guān)光車(chē)、高爾夫球場(chǎng)車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)三輪車(chē)和殘疾人自駕車(chē)等，當然按定義來(lái)說(shuō)該類(lèi)特定車(chē)輛不應屬于汽車(chē)。
純電動(dòng)汽車(chē)的結構與原理
純電動(dòng)汽車(chē)的結構主要由電力驅動(dòng)控制系統、汽車(chē)底盤(pán)、車(chē)身以及各種輔助裝置等部分組成。除了電力驅動(dòng)控制系統，其他部分的功能及其結構組成基本與傳統汽車(chē)類(lèi)同，不過(guò)有些部件根據所選的驅動(dòng)方式不同，已被簡(jiǎn)化或省去了。為此首先需對電力驅動(dòng)控制系統重點(diǎn)闡述。
電力驅動(dòng)控制系統
電力驅動(dòng)控制系統的組成與工作原理如圖所示，按工作原理可劃分為車(chē)載電源模塊、電力驅動(dòng)主模塊和輔助模塊三大部分。
車(chē)載電源模塊
車(chē)載電源模塊主要由蓄電池電源、能源管理系統和充電控制器三部分組成。
1、蓄電池電源。蓄電池是純電動(dòng)汽車(chē)的唯一能源，它除了供給汽車(chē)驅動(dòng)行駛所需的電能外，也是供應汽車(chē)上各種輔助裝置的工作電源。蓄電池在車(chē)上安裝前需要通過(guò)串并聯(lián)的方式組合成所要求的電壓等級，為滿(mǎn)足要求，可以用多個(gè)12V或24V的蓄電池串聯(lián)成96～384V高壓直流電池組，再通過(guò)DC/DC轉換器供給所需的不同電壓。
2、能源管理系統。能源管理系統的主要功能是在汽車(chē)行駛中進(jìn)行能源分配，協(xié)調各功能部分工作的能量管理，使有限的能量源最大限度地得到利用。能源管理系統與電力驅動(dòng)主模塊的中央控制單元配合一起控制發(fā)電回饋，使在電動(dòng)汽車(chē)降速制動(dòng)和下坡滑行時(shí)進(jìn)行能量回收，從而有效地利用能源，提高電動(dòng)汽車(chē)的續程能力。能源管理系統還需與充電控制器一同控制充電。
3、充電控制器。充電控制器是把電網(wǎng)供電制式轉換為對蓄電池充電要求的制式，即把交流電轉換為相應電壓的直流電，并按要求控制其充電電流。充電器開(kāi)始時(shí)為恒流充電階段。當電池電壓上升到一定值時(shí)，充電器進(jìn)入恒壓充電階段，輸出電壓維持在相應值，充電器進(jìn)入恒壓充電階段后，電流逐漸減小。當充電電流減小到一定值時(shí)，充電器進(jìn)入涓流充電階段。還有采用脈沖式電流進(jìn)行快速充電。
電力驅動(dòng)主模塊
電力驅動(dòng)主模塊主要由中央控制單元、驅動(dòng)控制器、電動(dòng)機、機械傳動(dòng)裝置等組成。由于加速踏板、制動(dòng)踏板等操縱裝置對于汽車(chē)駕駛員來(lái)說(shuō)，是十分熟悉和習慣使用的操縱裝置。為適應駕駛員的傳統操縱習慣，電動(dòng)汽車(chē)仍保留了加速踏板、制動(dòng)踏板及有關(guān)操縱手柄或按鈕等。不過(guò)在電動(dòng)汽車(chē)上是將加速踏板、制動(dòng)踏板的機械位移量轉換為相應的電信號，輸入到中央控制單元來(lái)對汽車(chē)的行駛實(shí)行控制。
1、中央控制單元。中央控制單元不僅是電力驅動(dòng)主模塊的控制中心，也要對整輛電動(dòng)汽車(chē)的控制起到協(xié)調作用。它根據加速踏板與制動(dòng)踏板的輸入信號，向驅動(dòng)控制器發(fā)出相應的控制指令，對電動(dòng)機進(jìn)行起動(dòng)、加速、降速、制動(dòng)控制。在電動(dòng)汽車(chē)降速和下坡滑行時(shí)，中央控制器配合車(chē)載電源模塊的能源管理系統進(jìn)行發(fā)電回饋，即使蓄電池反向充電。對于與汽車(chē)行駛狀況有關(guān)的速度、功率、電壓信息還需傳輸到輔助模塊加以顯示。
2、驅動(dòng)控制器。驅動(dòng)控制器功能是按中央控制單元的指令和電動(dòng)機的速度、電流反饋。信號，對電動(dòng)機的速度、驅動(dòng)轉矩和旋轉方向進(jìn)行控制。驅動(dòng)控制器與電動(dòng)機必須配套使用，目前對電動(dòng)機的調速主要采用調壓、調頻等方式，這主要取決于所選用的驅動(dòng)電動(dòng)機類(lèi)型。
3、電機。電機在電動(dòng)汽車(chē)中被要求承擔著(zhù)電動(dòng)和發(fā)電的雙重功能，即在正常行駛時(shí)發(fā)揮其主要的電動(dòng)機功能，將電能轉化為機械旋轉能；而在降速和下坡滑行時(shí)又被要求進(jìn)行發(fā)電，將車(chē)輪的慣性動(dòng)能轉換為電能。電機與驅動(dòng)控制器所組成的驅動(dòng)系統是電動(dòng)汽車(chē)中最為關(guān)鍵的部件，電動(dòng)汽車(chē)的運行性能主要取決于驅動(dòng)系統的類(lèi)型和性能，它直接影響著(zhù)車(chē)輛的各項性能指標。
4、機械傳動(dòng)裝置。電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機的驅動(dòng)轉矩傳輸給汽車(chē)的驅動(dòng)軸，從而帶動(dòng)汽車(chē)車(chē)輪行駛。由于電動(dòng)機本身就具有較好的調速特性，其變速機構可被大大簡(jiǎn)化，較多的是為放大電動(dòng)機的輸出轉矩僅采用一種固定的減速裝置。又因為電動(dòng)機可帶負載直接起動(dòng)，即省去了傳統內燃機汽車(chē)的離合器。并由于電動(dòng)機可以容易地實(shí)現正反向旋轉，所以也無(wú)需通過(guò)變速器中的倒檔齒輪組來(lái)實(shí)現倒車(chē)。
輔助模塊
輔助模塊包括輔助動(dòng)力源、動(dòng)力轉向單元、駕駛室顯示操縱臺和各種輔助裝置等。各個(gè)裝置的功能與傳統汽車(chē)上的基本類(lèi)同，其結構原理按電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)有所區別。
1、輔助動(dòng)力源。輔助動(dòng)力源是供給電動(dòng)汽車(chē)其他各種輔助裝置所需的動(dòng)力電源，一般為12V或24V的直流低壓電源，它主要給動(dòng)力轉向、制動(dòng)力調節控制、照明、空調、電動(dòng)窗門(mén)等各種輔助裝置提供所需的能源。
2、動(dòng)力轉向單元。轉向裝置是為實(shí)現汽車(chē)的轉彎而設置的，它由方向盤(pán)、轉向器、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤(pán)上的控制力，通過(guò)轉向器和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度，實(shí)現汽車(chē)的轉向。為提高駕駛員的操控性，現代汽車(chē)都采用了動(dòng)力轉向，較理想的是采用電子控制動(dòng)力轉向系EPS。電子控制動(dòng)力轉向系主要有電控液力轉向系和電控電動(dòng)轉向系兩類(lèi)，對于純電動(dòng)汽車(chē)較適于選用電控電動(dòng)轉向系。
3、駕駛室顯示操縱臺。它類(lèi)同于傳統汽車(chē)駕駛室的儀表盤(pán)，不過(guò)其功能根據電動(dòng)汽車(chē)驅動(dòng)的控制特點(diǎn)有所增減，其信息指示更多地選用數字或液晶屏幕顯示。它與前述電力驅動(dòng)主模塊中的中央控制單元結合，用計算機進(jìn)行控制。
4、輔助裝置。電動(dòng)汽車(chē)的輔助裝置主要有照明、各種聲光信號裝置、車(chē)載音響設備、空調、刮水器、風(fēng)窗除霜清洗器、電動(dòng)門(mén)窗、電控玻璃升降器、電控后視鏡調節器、電動(dòng)座椅調節器、車(chē)身安全防護裝置控制器等。它們主要是為提高汽車(chē)的操控性、舒適性、安全性而設置的，有些是必要的，有些是可選用的。
純電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)
電池及管理技術(shù)
整車(chē)輕量化技術(shù)
整車(chē)控制技術(shù)
電池及管理技術(shù)
(1)結構 結構設計和優(yōu)化，以滿(mǎn)足圖紙化制造的需求。
(2)熱管理 提高熱管理效率的設計。
(3)電氣構成 傳感器的選擇，安全系統的設計，高、低壓電氣元器件的選擇和設計。
(4)控制系統 SOC算法的開(kāi)發(fā)，電池管理系統的設計和開(kāi)發(fā)，整車(chē)控制策略的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化。
整車(chē)輕量化技術(shù)
1)先進(jìn)的超低地板結構。
2)先進(jìn)的能量源和動(dòng)力驅動(dòng)系統。
3)兼容無(wú)軌電車(chē)的電-電混合方案。
① 在車(chē)頂上預留無(wú)軌電車(chē)座圈結構基礎，車(chē)頂預埋高壓線(xiàn)路、低壓控制線(xiàn)路、通信線(xiàn)路。
② 按照無(wú)軌電車(chē)的技術(shù)要求，整車(chē)高壓部件和車(chē)身保證連接的二級絕緣。
③ 整車(chē)尺寸參數
④ 整車(chē)質(zhì)量參數
3.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)
概述
混合動(dòng)力汽車(chē)是指汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系由兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運轉的單個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系聯(lián)合組成的汽車(chē)，汽車(chē)的行駛功率依據實(shí)際的汽車(chē)行駛狀態(tài)由單個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系單獨或多個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系共同提供。相比常規內燃機汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)，下圖所示的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系增加了整車(chē)能量管理和綜合控制系統，其主要作用在于以?xún)?yōu)化發(fā)動(dòng)機的工作效率為目標，協(xié)調發(fā)動(dòng)機和驅動(dòng)電機之間的動(dòng)力分配，同時(shí)進(jìn)行動(dòng)力電池組的電量管理。
混合動(dòng)力汽車(chē)結構與原理
依據組成混合動(dòng)力汽車(chē)的兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運轉的單個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系之間動(dòng)力聯(lián)合位置的不同，混合動(dòng)力汽車(chē)還具有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種基本的類(lèi)型。
串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)的概念
串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)是混合動(dòng)力汽車(chē)的一種基本結構，其單個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系間的聯(lián)合是車(chē)載能量源環(huán)節的聯(lián)合，即非直接用于驅動(dòng)汽車(chē)的能量的聯(lián)合，并同時(shí)向動(dòng)力裝置供能。
串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)具有如下特點(diǎn)：
1、車(chē)載能量源環(huán)節的混合。
2、單一的動(dòng)力裝置。
3、車(chē)載能量源由兩個(gè)以上的能量聯(lián)合組成。
串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)
串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)實(shí)現了車(chē)載能量源的多樣化，可充分發(fā)揮各種能量源的優(yōu)勢，并通過(guò)適當的控制實(shí)現它們的最佳組合，滿(mǎn)足汽車(chē)行駛的各種特殊要求，例如，采用發(fā)動(dòng)機-發(fā)電機和動(dòng)力電池組兩種車(chē)載能量源的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)即可滿(mǎn)足汽車(chē)一定的零排放行駛里程，同時(shí)通過(guò)發(fā)動(dòng)機-發(fā)電機的工作為動(dòng)力電池組進(jìn)行補充充電，延長(cháng)了汽車(chē)的有效續駛里程，為實(shí)現純電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)用化提供了解決方案。
并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)的概念
并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)是混合動(dòng)力汽車(chē)的一種基本結構，其單個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系間的聯(lián)合是汽車(chē)動(dòng)力或傳動(dòng)系環(huán)節的聯(lián)合，通過(guò)對不同動(dòng)力裝置輸出的驅動(dòng)動(dòng)能的聯(lián)合或耦合，并經(jīng)過(guò)相應的傳動(dòng)系輸出到驅動(dòng)輪，滿(mǎn)足汽車(chē)的行駛要求。典型的并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系如下圖所示。
并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)的概念
并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)具有如下特點(diǎn)：
1、機械動(dòng)能的混合。
2、具有兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)力裝置。
3、每一個(gè)動(dòng)力裝置都有自己?jiǎn)为毜能?chē)載能量源。
并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)
驅動(dòng)力聯(lián)合式機械動(dòng)力的混合是在汽車(chē)驅動(dòng)輪處通過(guò)路面實(shí)現的。由于具有兩套獨立的動(dòng)力傳動(dòng)系直接驅動(dòng)汽車(chē)，所以在充分利用地面附著(zhù)力方面具有優(yōu)勢，通過(guò)合理的控制，可大大改善汽車(chē)的動(dòng)力性能，但系統組成比較龐大，控制復雜。
混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的概念
為優(yōu)化動(dòng)力傳動(dòng)系的綜合效率，充分發(fā)揮汽車(chē)的節能、低排放潛力，在實(shí)際應用中，混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系并非單純是簡(jiǎn)單的串聯(lián)式結構或并聯(lián)式結構，而是由串聯(lián)式結構和并聯(lián)式結構復合組成的串并聯(lián)綜合式結構，即所謂的混聯(lián)式結構。典型的混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系如圖所示。
混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的概念
4.其他類(lèi)型燃料汽車(chē)
燃料電池汽車(chē)
燃料電池汽車(chē)的類(lèi)型
1．按有無(wú)蓄能裝置分類(lèi)
（1）純燃料電池汽車(chē)
（2）混合型燃料電池汽車(chē)
2．按燃料電池與蓄電池的結構關(guān)系分類(lèi)
（1）串聯(lián)式燃料電池汽車(chē) （2）并聯(lián)式燃料電池汽車(chē)
3．按提供的燃料不同分類(lèi)
（1）直接燃料電池汽車(chē)
（2）重整燃料電池汽車(chē)
燃料電池汽車(chē)與普通燃油汽車(chē)相比，其外形和內部空間幾乎沒(méi)有什么區別，不同之處在于動(dòng)力系統。
氣體燃料汽車(chē)
燃氣汽車(chē)主要包括壓縮天然氣汽車(chē)（CNGV）和液化石油氣汽車(chē)（LPGV）。天然氣是從天然氣田直接開(kāi)采出來(lái)的，其主要成分是甲烷，極難液化。因此，目前大都將其壓縮到20MPa的高壓，充入車(chē)用氣瓶中儲存和供汽車(chē)使用，即所謂的壓縮天然氣（CNG）。石油氣是石油催化裂化過(guò)程和油田伴生氣回收輕烴過(guò)程中的產(chǎn)品。石油氣在常溫下加壓到1.6MPa即可液化而成液化石油氣（LPG）。從油田氣制得的LPG，其主要成分為丙烷、丁烷和少量的乙烷和戊烷，不含稀烴，適于作車(chē)用燃料。
氣體燃料汽車(chē)
生物燃料汽車(chē)
氫燃料汽車(chē)
太陽(yáng)能汽車(chē)
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