第1章　電動汽車基礎(chǔ)知識

1.1　新能源汽車的定義和分類

近年來我國高度重視電動汽車技術(shù)的發(fā)展。我國于2009年7月1日正式實施了《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則》，此規(guī)則明確指出：新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。

1.1.1　新能源汽車的分類

（1）電動汽車　電動汽車包括純電動汽車、混合動力電動汽車（圖1-1）及燃料電池電動汽車。純電動汽車是指以電池為儲能單元，以電動機作為驅(qū)動系統(tǒng)的汽車；混合動力電動汽車是指同時裝備兩種動力源——熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產(chǎn)生）和電動力源（電池與電動機）的汽車（混合動力汽車的主要組成包括發(fā)動機、電動機和電池）；燃料電池電動汽車是指采用燃料電池作為電源的電動汽車。

（2）氣體燃料汽車　氣體燃料汽車（圖1-2）是指利用可燃氣體作為能源驅(qū)動的汽車。汽車的氣體代用燃料種類較多，常見的有天然氣和液化石油氣。按照汽車使用的可燃氣體的形態(tài)不同，燃料可分為3種，即壓縮天然氣（CNG），主要成分是甲烷；液化天然氣（LNG），主要成分是甲烷經(jīng)深度冷凍液化；液化石油氣（LPG），主要成分是丙烷與丁烷的混合物。

氣體燃料汽車通常有3種，即專用氣體燃料汽車、兩用燃料汽車及雙燃料汽車。專用氣體燃料汽車是以液化石油氣、天然氣或煤氣等氣體作為發(fā)動機燃料的汽車，這種汽車能夠充分發(fā)揮天然氣理化性能特點，價格低、污染少，屬于最清潔的汽車；兩用燃料汽車是指具有兩套相對獨立的供給系統(tǒng)，一套供給天然氣或液化石油氣，另一套供給天然氣或液化石油氣之外的燃料，兩套燃料供給系統(tǒng)可分別但不可共同向氣缸供給燃料的汽車，如汽油/壓縮天然氣兩用燃料汽車、汽油/液化石油氣兩用燃料汽車等；雙燃料汽車是指具有兩套燃料供給系統(tǒng)，一套供給天然氣或液化石油氣，另一套供給天然氣或液化石油氣之外的其他燃料，兩套燃料供給系統(tǒng)按預(yù)定的配比向氣缸供給燃料，并在氣缸中混合燃燒的汽車，如柴油/壓縮天然氣雙燃料汽車、柴油/液化石油氣雙燃料汽車等。

（3）生物燃料汽車　燃用生物燃料或燃用摻有生物燃料的汽車稱為生物燃料汽車（圖1-3），與傳統(tǒng)汽車相比，生物燃料汽車結(jié)構(gòu)上無重大改動，但排放總體上較低，如乙醇燃料汽車和生物柴油汽車等。

（4）氫燃料汽車　氫燃料汽車（圖1-4）是指以氫為主要能量驅(qū)動的汽車。通常汽車使用汽油或柴油作為內(nèi)燃機的燃料，而氫燃料汽車則使用氣體氫作為內(nèi)燃機的燃料。氫內(nèi)燃機在汽車上的應(yīng)用方式分為以下3種。

①純氫內(nèi)燃機　只產(chǎn)生NO_x，但中、高負荷時存在爆燃，而且NO_x生成量遠大于汽油機，發(fā)動機功率受限且氫氣消耗量大，續(xù)駛里程短，這些問題需要進一步研究解決。

②氫氣/汽油兩用燃料內(nèi)燃機　可根據(jù)燃料的存儲狀況靈活選用汽油或氫氣進入純汽油或純氫氣內(nèi)燃機模式。

③氫氣/汽油雙燃料內(nèi)燃機　可將少量氫氣作為汽油添加劑與空氣混合，氫氣擴散速率大，可以促進汽油的蒸發(fā)、霧化和與空氣的混合；氫氣燃燒過程中產(chǎn)生活性自由基，可使汽油火焰?zhèn)鞑ニ俣蕊@著加快，得到較大的熱效率，并產(chǎn)生較低的排放。

除上面提到的4類新能源汽車外，新能源汽車還包括利用太陽能、原子能等其他能量形式驅(qū)動的汽車。

1.1.2　純電動汽車類型

純電動汽車是指以車載電源為動力，用電動機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛，通常采用高效率充電蓄電池為動力源。純電動汽車不需要用內(nèi)燃機，所以，純電動汽車的電動機相當于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機，蓄電池相當于原來的油箱，電能屬于二次能源，可以來源于風能、水能、熱能、太陽能等。

（1）用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車　用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，只安裝了蓄電池組，它的電力和動力傳輸系統(tǒng)如圖1-5所示。

（2）裝有輔助動力源的純電動汽車　用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，蓄電池的比能量與比功率較低，蓄電池組的重量和體積較大。所以，在某些純電動汽車上增加輔助動力源，如超級電容器、發(fā)電機組、太陽能等，由此改善純電動汽車的啟動性能并且增加續(xù)駛里程。裝有輔助動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng)如圖1-6所示。