第一節 新能源汽車現狀、發展與識別

近年來，新能源汽車是汽車行業的熱門話題。作為汽車行業從業人員，如果有人問你什么是新能源汽車？新能源汽車與傳統燃油汽車有什么區別呢？你能正確回答嗎？

一、什么是新能源汽車？

新能源汽車包括2層含義，即新能源和汽車。

新能源又稱非常規能源，是指傳統能源之外的各種能源形式，即剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等，如圖1-1-1所示。

根據2017年7月1日正式實施的《新能源汽車生產企業及產品準入管理規定》（工業與信息化部第39號令）：新能源汽車是指采用新型動力系統，完全或者主要依靠新型能源驅動的汽車，包括插電式混合動力（含增程式）汽車、純電動汽車和燃料電池汽車等。

汽車用的新型能源即非常規的車用燃料，指除汽油、柴油、天然氣（NG）、液化石油氣（LPG）、乙醇汽油（EG）、甲醇、二甲醚以外的燃料。

增程式電動汽車（Extended-Range Electric Vehicles，簡稱EREV）是電動汽車的一種。與純電動汽車的區別是，車輛上安裝了一臺燃油發動機（內燃機），但不直接驅動車輛，只是在動力蓄電池電量不足時為動力蓄電池充電。

二、為什么要發展新能源汽車？

由于傳統燃油汽車需要消耗燃油以及排放廢氣，因此汽車對氣候變暖、環境污染以及能源危機的影響是汽車行業必須面對的問題。

純電動汽車和燃料電池電動汽車在本質上是一種零排放汽車，一般無直接排放污染物，間接污染物可以采取集中治理的方法加以控制。混合動力汽車在純電動行駛模式下同樣具有零排放的效果，同時由于減少了燃油消耗，二氧化碳排放可降低30%以上。另外，電動汽車比同類燃油車噪聲也低5dB以上，大規模推廣電動汽車將大幅度降低城市噪聲。由于傳統燃油汽車需要消耗大量燃油以及排放二氧化碳等廢氣，因此發展新能源汽車對降低全球氣候變暖的影響、減少環境污染以及節約能源、優化能源結構、解決能源危機有重要的意義（圖1-1-2）。

三、新能源汽車會成為主流嗎？

由于氣候變暖、環境污染、能源危機等原因，新能源汽車的開發早已引起了全球汽車生產廠家的關注，絕大多數汽車公司都已轉向研究和開發新能源汽車，各國政府也相繼發布新能源汽車發展戰略和國家計劃，加大政策支持力度，增加研發投入，全力推進新能源汽車產業化。隨著新能源汽車技術瓶頸突破的預期大大增強，新能源汽車產業進入了快速發展的新階段。

1.新能源汽車現狀與發展趨勢

（1）國外新能源汽車

突破動力蓄電池技術是關鍵。受續駛里程、充電技術及充電設施等方面的影響，國外純電動汽車主要應用在小型乘用車以及運行比較有規律的大型公交車、市政與郵政等特殊用途車輛。純電動汽車的技術攻關重點集中在提高動力蓄電池性能、降低成本方面。與傳統燃油汽車性能和成本比較，動力蓄電池已成為限制純電動汽車發展的瓶頸。因此，研究和開發不污染環境、成本低廉、性能優良的動力蓄電池，是大量推廣使用純電動汽車的前提。

如圖1-1-3是寶馬i3純電動汽車。

混合動力汽車是傳統燃油汽車和純電動汽車之間的過渡產品，既充分發揮了內燃機技術優勢，又盡可能發揮電機驅動無污染的優勢。日本最早研發混合動力汽車，并最先實現了產業化。如圖1-1-4所示，豐田普銳斯（Prius）于1997年10月底問世，是世界上最早實現批量生產的混合動力汽車。其他各大汽車廠家也紛紛推出混合動力汽車產品，如本田Insight、通用Saturn VUE、福特Escape等。

燃料電池汽車成為競爭的焦點。氫燃料電池汽車是使用液態氫作為汽車的動力蓄電池能源，與大氣中的氧氣發生化學反應，從而產生電能來啟動電動機，進而驅動汽車。燃料電池及氫動力發動機車型被看作是新能源汽車最終的解決方案。由于燃料電池汽車技術的戰略意義十分重大，世界各發達國家和地區都在潛心致力于燃料電池汽車的研究。從國外燃料電池汽車發展現狀看，全球主要汽車公司基本完成了燃料電池汽車的性能研發，整車性能已達到傳統燃油汽車水平，核心技術問題也已經得到解決。今后的研究重點集中到降低燃料電池系統成本、規模建設加氫基礎設施和推廣商業化示范等方面，如圖1-1-5分別是上汽和奔馳公司生產的燃料電池汽車。

（2）國內新能源汽車

2018年12月20日，由中國汽車工程學會和豐田汽車公司聯合編著的《節能與新能源汽車技術路線圖年度評估報告2018》于北京正式發布。《報告》對純電動和插電式混合動力汽車、氫燃料電池汽車以及動力蓄電池三個細分領域進行技術進展評估。例如：我國2030年百萬新能源汽車量級目標或將輕松達成，但在燃料電池、動力蓄電池性能等技術指標上與國際上仍有差距，達成2025年目標仍存在較大挑戰。

與國外新能源汽車應用相似，我國新能源汽車目前主要應用在大型公交汽車、物流營運汽車、共享汽車、網約汽車等方面，家庭用車用量較少。如圖1-1-6是應用廣泛的城市純電動公交車。

根據中國汽車工業協會發布的汽車工業產銷數據顯示，即便在整體產銷量下滑的情況下，我國新能源汽車仍然保持大幅度的上漲趨勢。以2019年4月份為例，新能源車型市場銷量累計產銷分別完成36.8萬輛和36.0萬輛，比上年同期分別增長58.5%和59.8%。其中，純電動汽車產銷分別完成28.6萬輛和27.8萬輛；插電式混合動力汽車產銷分別完成8.1萬輛和8.2萬輛；燃料電池汽車產銷分別完成237輛和230輛。

2.新能源汽車政策、法規與標準

政府對加快新能源汽車的發展起著至關重要的作用。政府出臺政策引導和加大資金投入，推進汽車生產企業加大對新能源汽車研發的力度，同時要加大示范運行范圍和力度，為新能源汽車規模化、產業化發展做準備。

針對新能源汽車產業的發展，我國政府相繼出臺一系列政策、法規和技術標準，并且根據發展狀況不斷更新和調整，相關內容可以查詢各部委的網站及其他的信息平臺。

綜上所述，新能源汽車雖然在短期內不能完全替代傳統燃油汽車，但新能源汽車成為汽車產業的主流是大勢所趨。

四、新能源汽車有哪些類型？

汽車根據動力系統獲取能源的方式可以分為以下類型（圖1-1-7）：

類型一 傳統燃油汽車：以傳統內燃機驅動的汽車，全部的動力能源都來自內燃機輸出。采用的燃料是汽油和柴油。

類型二 替代燃料汽車：在內燃機基礎上研發以替代燃料技術為主的替代燃料汽車，如燃氣類汽車、醇類汽車、氫氣汽車等。

類型三 電動汽車：以電力驅動技術為主的電動汽車。電動汽車從動力結構角度可以分為純電動汽車和混合動力汽車，同時也包括燃料電池汽車及其他類型的電動汽車，例如太陽能汽車和超級電容汽車等。

對于將燃料電池汽車和太陽能汽車、超級電容汽車歸類到電動汽車類型中，主要原因在于此類汽車的能源最終都是轉換成電力的形式通過電機驅動車輛。

根據國家對新能源汽車最新定義，只有純電動汽車（包括太陽能、超級電容汽車）、插電式混合動力汽車（包括增程式）和燃料電池汽車才屬于新能源汽車，其他類型則屬于節能汽車、清潔能源汽車的范疇。

一般情況下，我們所指的新能源汽車是指純電動汽車或油、電類型混合動力汽車，因此，以下介紹的內容在沒有特別說明的情況下，所述的新能源汽車即為上述兩種類型。

以下分別介紹除傳統燃油汽車外的其他類型汽車。

1.純電動汽車

純電動汽車（Battery Electric Vehicle，簡稱BEV或EV）：全部采用電力驅動的汽車，利用驅動電機來驅動車輛。如圖1-1-8是純電動汽車結構示意圖及標識。

2.混合動力汽車

混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle，簡稱HEV）：國際電子技術委員會對混合動力汽車的定義為：在特定的工作條件下，可以從兩種或兩種以上的能量存儲器、能量源或能量轉化器中獲取驅動能量的汽車，其中至少一種存儲器或轉化器要安裝在汽車上。

混合動力汽車通常是指油、電類型的混合動力汽車，即內燃機與動力蓄電池、電機的驅動混合。如圖1-1-9所示，混合動力汽車介于傳統燃油汽車與純電動汽車之間，是兩種動力汽車的中間產物。與純電動汽車相比，混合動力汽車上配置有內燃機；與傳統燃油汽車相比，混合動力汽車上又新增有動力蓄電池和電機。但是，混合動力汽車中的動力驅動單元卻完美地將內燃機的動力與電機的動力結合在一起。如圖1-1-10是混合動力汽車結構示意圖。

混合動力汽車的結構復雜多樣，從不同的角度可以細分為多種類型。

（1）根據驅動連接方式分類

根據內燃機和驅動電機之間的連接關系（即內燃機的輸出動力與驅動電機的輸出動力到車輛驅動軸的連接方式），將混合動力汽車分為串聯式、并聯式和混聯式三種類型。

1）串聯式混合動力:在串聯式混合動力設計中，車輛的驅動僅僅是由驅動電機單獨完成的，動力蓄電池的電能來自外部電源和內燃機進行充電，如圖1-1-11所示。

串聯式混合動力類型的優點是內燃機能夠在最佳的轉速和負荷運行，同時車輛也取消了變速器、離合器等部件；缺點是車輛僅通過電機驅動，因此必須設計較大功率的電機來滿足車輛在爬坡、急加速等大負荷運行工況，導致整車重量加大。

這種混合動力類型主要應用于城市大客車上，在乘用轎車中很少見，雪佛蘭Volt（沃藍達）、理想ONE（圖1-1-12）“增程式”混合動力汽車即采用串聯式設計方式。

2）并聯式混合動力:在并聯式混合動力設計中，車輛的驅動是由內燃機和驅動電機組合完成的，動力蓄電池獲取電能的途徑是內燃機的充電及能量回收，如圖1-1-13所示。

并聯式混合動力類型的優點是采用了一個或多個電機輔助內燃機，使得內燃機的設計可以更小更輕；缺點是需要用復雜的軟件來優化驅動電機和內燃機同時輸向驅動軸的力矩。并聯式混合動力在國外的高端品牌及日本進口、合資車型上采用較多，例如奔馳S400 HYBRID配備的平行（即并聯，如圖1-1-14所示）混合動力驅動系統，大眾、奧迪、寶馬、本田、豐田公司混合動力系統大部分采用并聯式的設計方式。

3）混聯式混合動力：混聯式混合動力也稱為“串并聯式”混合動力系統，因為其集合了串聯式和并聯式的優點而設計的，如圖1-1-15所示。

混聯式混合動力類型的優點是可以實現單獨由驅動電機驅動車輛，內燃機自動停機或啟動為系統充電，也可以實現內燃機和驅動電機共同驅動車輛；缺點是動力分配裝置內部設計和管理系統較為復雜，需要較高的技術積累和研發投入。

目前市場上的混合動力汽車大多數采用這種設計類型，如豐田、比亞迪、上汽榮威（圖1-1-16）等混合動力車型。

（2）根據混合程度分類

根據驅動電機的有效功率占車輛驅動系統總功率的百分比，可以將混合動力汽車分為輕度混合動力、中度混合動力和重度混合動力三個等級。

1）輕度混合動力:也稱“弱混”，一般采用36V或42V動力蓄電池組，并搭載一個低功率的一體化起動/發電機，并通過曲軸傳動帶來輔助內燃機。電機不能夠單獨驅動車輛行駛，只起輔助作用，在自動啟停、內燃機啟動平滑輔助和制動能量回收時起作用。該系統優點是成本低，但節省的燃油也更少，一般只能省油8%~15%。如圖1-1-17所示是輕度混合動力系統結構示意圖。

輕度混合動力汽車典型代表技術有別克君越的BAS（Basic Assist System）系統、奔馳Smart的MHD（Micro Hybrid Drive）怠速熄火系統、奇瑞汽車合作研發的BSG（Belt-driven Starter/Generator）系統。這些系統的共同特點都是由曲軸傳動帶驅動的一體化起動/發電機取代了傳統內燃機的發電機，由這個新型的一體化起動/發電機提供車載電力系統的同時，還能快速起動車輛的內燃機。

2）中度混合動力：一般采用100V以上的動力蓄電池，混合度在30%左右。在車輛加速或者大負荷工況時，電機能夠輔助內燃機驅動車輛，補充內燃機本身動力輸出的不足。這種系統的混合程度較高，在城市循環工況下節省燃油可以達到20%~30%。

如圖1-1-18所示是中度混合動力系統結構示意圖。

中度混合動力汽車的典型代表技術有本田雅閣、思域、豐田的雷凌等。需要強調的是，中度混合動力汽車仍然無法完全脫離內燃機的驅動并完全依靠電力驅動，根據國家標準僅屬于節能汽車。

3）重度混合動力：也稱“強混”，一般采用200~650V的高電壓，混合度可以達到50%以上，在城市循環工況下節油率可以達到30%~50%。重度混合動力汽車采用內燃機為基礎動力，動力蓄電池為輔助動力；支持低速純電動行駛；在急加速和爬坡運行工況下車輛需要較大的驅動力時，驅動電機和內燃機同時提供動力。如圖1-1-19所示是重度混合動力系統結構示意圖。

隨著驅動電機、動力蓄電池技術的進步，重度混合動力系統逐漸成為混合動力技術的主要發展方向，豐田普銳斯、通用的凱雷德雙模混合動力汽車采用的就是重度混合動力系統。

（3）根據充電方式分類

根據混合動力汽車的充電方式，可以分為非插電式混合動力汽車和插電式混合動力汽車兩種類型。

非插電式混合動力汽車的動力蓄電池僅來自內燃機及能量回收，基本上可以對應以上介紹的“弱混”和“中混”。如豐田混合動力車型中的凱美瑞雙擎（圖1-1-20）、卡羅拉雙擎（圖1-1-21）都屬于這種類型的混合動力汽車。

需要特別說明的是，由于非插電式混合動力車型沒有被列入國家新能源汽車的目錄，即不能上“綠牌”，因此以上車型的廠家都陸續推出插電式混合動力的車型。

插電式混合動力汽車（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，簡稱PHEV），可以通過外部連接的電源進行充電，同時在動力蓄電池充滿電狀態下具有一定純電動行駛能力，是“重度混合動力”車型的一種特殊形態。插電式混合動力可以采用串聯或并聯的結構，電機功率比純電動汽車的稍小。受國家有關政策的影響，插電式混合動力汽車已成為主流發展方向之一。

如圖1-1-22是比亞迪秦插電式混合動力汽車，可以為燃油箱加油，也可以通過外部電源為動力蓄電池充電。

比亞迪秦在純電模式下綜合工況續駛里程可達80km，“短途純電動，長途混合動力”模式下可有效緩解出行焦慮。

（4）根據燃料種類分類

根據混合動力汽車的燃料種類不同，可以分為汽油混合動力汽車和柴油混合動力汽車兩種類型。目前國內市場上，混合動力汽車的主流都是汽油混合動力車型，而國際市場上柴油混合動力車型發展也很快，原來有“柴油版”車型的廠家，如路虎、大眾等都推出柴油混合動力車型。

如圖1-1-23是大眾高爾夫柴油混合動力汽車的標識。

3.燃料電池汽車

燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學反應產生電流，依靠電機驅動的汽車。燃料電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用，直接變成電能。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物，因此燃料電池汽車是無污染的汽車。燃料電池能量轉換效率比內燃機要高2~3倍，因此從能源的利用和環境保護方面，燃料電池汽車是一種理想的汽車。燃料電池汽車奔馳F-Cell的外形和結構示意圖如圖1-1-24所示。

4.太陽能汽車

太陽能汽車是在普通電動汽車基礎上將太陽能轉化成電能對車輛進行供電的，在很大程度上降低了電動汽車的使用成本，而且非常環保。白天，太陽能電池把光能轉換為電能自動存儲在動力蓄電池中。在晚間或陰雨天，可以利用家用交流電（220V）進行充電，確保車輛正常行駛。

太陽能汽車的優點是以光、電代替燃油，無污染、無噪聲。缺點是開發成本較高，而且受自然條件（陽光）的限制。太陽能汽車的外形圖如圖1-1-25所示。

5.超級電容汽車

超級電容汽車采用了超級電容儲能裝置儲存電能。利用雙電層原理制成大容量電容稱為超級電容，利用超級電容儲能的裝置就稱為超級電容儲能裝置。超級電容汽車動力系統結構原理如圖1-1-26所示，超級電容存儲的電能配合動力蓄電池的電能，經過逆變器加載到電機，實現對車輛的驅動。

如圖1-1-27是我國第一輛超級電容客車，于2006年8月28日在上海投入運營。實際使用證明，該車起步動作迅速有力，運行時清潔、經濟、方便，在車頂上的可伸縮受電弓可快速升降，與客車站上方的高壓饋線碰觸就可充電，中途充電30s即可，充一次電可行駛3～5站地。

6.替代燃料汽車

除汽油、柴油以外的替代燃料汽車，雖然根據最新的國家標準不屬于新能源汽車，但是這些類型的汽車在解決環境污染、氣候變暖、能源危機等方面也有一定的貢獻。替代燃料汽車包括燃氣類、醇類、氫氣汽車等類型。

（1）燃氣類燃料汽車

燃氣類燃料汽車簡稱燃氣汽車，是指用壓縮天然氣（CNG）、液化石油氣（LPG）和液化天然氣（LNG）作為燃料的汽車。由于燃氣汽車排放性能好，可調整汽車燃料結構，運行成本低、技術成熟、安全可靠，所以被世界各國公認為當前最理想的替代燃料汽車。目前，燃氣仍然是世界汽車替代燃料的主流，在我國替代燃料汽車中占到90%左右。

燃氣汽車一般采用雙燃料系統。雙燃料汽車是指具有兩套燃料供給系統，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（汽油或柴油），兩套燃料供給系統按預定的配比向氣缸供給燃料，在氣缸內混合燃燒的汽車。如圖1-1-28所示是長安星光4500雙燃料汽車，以93號無鉛汽油和CNG為燃料。

（2）醇類汽車

乙醇俗稱酒精，因此使用乙醇為燃料的汽車，也可叫酒精汽車。如果采用生物乙醇作為燃料，則可以稱為生物燃料或生物乙醇汽車。用乙醇代替石油燃料的歷史已經很長，無論是從生產上和應用上的技術都已經很成熟。在汽車上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使發動機氣缸內燃燒更完全，可以降低尾氣有害物的排放。

如圖1-1-29所示為三菱生物乙醇汽車。

（3）氫氣汽車

氫氣汽車也稱氫動力汽車或氫燃料汽車，是一種真正實現零排放的交通工具，排放出的是純凈水，具有無污染、零排放、儲量豐富等優勢。因此，氫氣汽車是傳統燃油汽車最理想的替代方案。但是從制造成本而言，與傳統燃油汽車相比，氫氣汽車成本至少高出20%。中國長安汽車在2007年完成了中國第一臺高效零排放氫內燃機點火汽車，并在2008年北京車展上展出了自主研發的中國首款氫氣動力概念跑車“氫程”，如圖11-30所示。

五、新能源汽車有哪些生產廠商和車型？

世界各國的汽車生產廠商都陸續推出新能源汽車，以下列舉目前國外和國內新能源汽車生產廠商及代表車型。

1.國外新能源汽車主要生產廠商及代表車型

國外部分新能源汽車主要生產廠商及代表車型見表1-1-1，車型介紹及其他更多信息更新可以通過互聯網絡查詢。

2.國內新能源汽車主要生產廠商及代表車型

目前國內部分新能源汽車主要生產廠商及代表車型見表1-1-2。車型介紹及其他更多信息更新可以通過互聯網絡查詢。

六、新能源汽車的結構與傳統燃油汽車有什么區別？

新能源汽車的基礎仍然是汽車，只是驅動車輛的能源形式變了。與傳統燃油汽車相比，新能源汽車具備以下結構特征：

特征一：保留傳統燃油汽車大部分部件，如車身、燈光、底盤等。外形和傳統燃油汽車基本一致，為了迎合時代的潮流，新能源汽車外形設計通常比較“時尚”。如圖1-1-31是特斯拉純電動汽車的外形，圖1-1-32是眾泰E200純電動汽車的外形。

特征二：改變驅動車輛的動力形式：純電動汽車采用了動力蓄電池加電機及驅動單元的方式來取代傳統燃油汽車的發動機和變速器，混合動力汽車在原來內燃機和變速器的基礎上增加了動力蓄電池及驅動電機作為輔助動力。

特征三：因為驅動系統和運行模式的改變，部分輔助系統也相應的做了改變，例如空調與暖風系統、低壓電源系統以及補充能源的形式等。

以下介紹新能源汽車在結構上與傳統燃油汽車的區別。

1.外觀特征的區別

1）如果是純電動汽車，通常車輛上標識有EV等字樣，如圖1-1-33所示。

2）如果是混合動力汽車，通常車輛上標識有Hybrid、HEV或PHEV字樣，如圖1-1-34所示。

3）針對純電動汽車和插電式混合動力汽車，需要通過外部充電的方式來獲取電能，因此可以通過充電口這個特征進行判別，如圖1-1-35所示。

4）車輛銘牌。除了和傳統燃油汽車相似的車輛識別碼VIN和銘牌外，新能源汽車的動力蓄電池、驅動電機以及各模塊上都有銘牌注明相關的技術信息，如圖1-1-36是榮威e50純電動汽車的銘牌，圖1-1-37是北汽新能源純電動汽車驅動電機銘牌。

2.驅動結構的區別

（1）純電動汽車驅動結構與傳統燃油汽車的區別

純電動汽車行駛的動力全部依靠驅動電機（簡稱電機或電動機），電機的驅動電能來自動力蓄電池（也稱動力電池、高壓電池包等）。如圖1-1-38所示，純電動汽車的驅動系統上不再有傳統燃油汽車的內燃機和變速器了，取而代之的是位于車輛后部或底部的動力蓄電池，以及位于原內燃機位置的一個帶有電機的變速驅動單元，同時也包含控制電機的逆變器（驅動電機控制器）及其他高壓部件。

1）動力蓄電池：動力蓄電池是純電動汽車唯一的動力源，混合動力汽車輔助的動力源。動力蓄電池包含有動力蓄電池管理系統BMS，在向全車提供電能的同時，還支持對動力蓄電池的電量計算評估、安全監測、充放電控制、漏電監測以及動力蓄電池的電量平衡，動力蓄電池結構示意圖如圖1-1-39所示。

2）變速驅動單元及電機：變速驅動單元是新能源汽車的動力輸出部分，內部主要包括電機和減速齒輪機構。如果是前驅的車輛，該系統部件通常安裝在前機艙內。電機將電能轉換為機械能來實現車輛驅動，帶電機的變速驅動單元是新能源汽車，特別是純電動汽車的關鍵部件。

典型的純電動汽車變速驅動單元結構，內部可以看到一個用于驅動的電機和連接電機轉子的齒輪機構。此外，更明顯的是驅動單元上方還有連接逆變器（驅動電機控制器）的3根高壓電纜。如圖1-1-40是變速驅動單元結構示意圖，圖1-1-41是北汽新能源電機外形結構示意圖。

逆變器是變速驅動單元的主控部件，通常位于變速驅動單元的上部。逆變器一端連接來自動力蓄電池的高壓電；另一端連接變速驅動單元電機的三相交流電纜，主要用于將來自動力蓄電池的直流電轉換為可用于驅動電機的三相交流電，同時在制動能量回收時，也將來自電機產生的交流電轉換成直流電，回饋給動力蓄電池充電。大多數車輛將逆變器與電機控制模塊集成在一起，稱“驅動電機控制器”，實現逆變器的功能和管理電機的運轉。

圖1-1-42是北汽新能源驅動電機控制器的外形結構示意圖。

（2）混合動力汽車驅動結構與傳統燃油汽車的區別

根據運行的需要，混合動力汽車相比較傳統燃油汽車，主要的改進在車輛的驅動系統上，即在傳統燃油汽車的內燃機（發動機）、變速器、傳動軸到車輪的線路上，還會增加一套由動力蓄電池（HEV用動力蓄電池）、電機組成的電動動力輸出線路。

如圖1-1-43所示是混合動力汽車典型驅動結構。

如圖1-1-44所示是豐田普銳斯混合動力汽車的前機艙，右側金屬模塊是逆變器（驅動電機控制器）。如圖1-1-45所示是豐田普銳斯位于行李艙的動力蓄電池。

如圖1-1-46是比亞迪秦混合動力汽車前機艙，明顯可見發動機、電機及驅動電機控制器的位置。

一般情況下，混合動力汽車的發動機不再通過曲軸傳動帶來驅動空調壓縮機和12V發電機了。混合動力汽車通常采用電動空調壓縮機，有的車型發動機冷卻液也采用電子冷卻液泵，但曲軸上的帶輪仍會保留，僅作為減振器用。

如圖1-1-47是豐田普銳斯發動機曲軸傳動帶驅動部件示意圖，曲軸傳動帶驅動部件少了，僅保留一個冷卻液泵和惰輪。

由于混合動力汽車發動機可能很少運行，因此還會設計有獨立的封閉式活性炭罐回收系統，利用更大的活性炭罐來吸收燃油箱內的蒸發燃油氣體。

如圖1-1-48所示的是雪佛蘭沃藍達（Volt）混合動力汽車容量更大的活性炭罐。

3.新能源汽車其他結構的區別

因為驅動系統和運行模式的改變，新能源汽車在一些系統上也必須做升級。

（1）車載電器電源提供和12V蓄電池充電

傳統燃油汽車是通過發動機帶動發電機給12V蓄電池充電，為車載電器提供工作電源。純電動汽車以及大部分混合動力汽車不再設計有發電機，動力蓄電池的高壓電通過DC/DC變換器轉換為12V低壓電源，為12V蓄電池充電和常規的車載電器提供工作電源。常規的車載電器部件包括燈光、中控門鎖、信息娛樂系統、電動門窗等。

如圖1-1-49是純電動汽車12V低壓電源系統的轉換過程。

DC/DC變換器通常安裝在前機艙內，將動力蓄電池的高壓直流電轉換為低壓12V直流電。有的車型（如比亞迪e6）的DC/DC變換器包含空調驅動器功能，接收空調控制器（控制模塊）的信息來控制空調壓縮機和暖風加熱器PTC。也有的車型（如比亞迪e5）將DC/DC變換器和其他高壓部件，如車載充電器、驅動電機控制器集成一體。

如圖1-1-50所示，比亞迪e6前機艙左側的是DC/DC變換器（與空調驅動器集成一體，右側是驅動電機控制器）。

（2）空調和暖風系統控制方式

純電動汽車和大部分混合動力汽車的空調采用電動方式（高壓）驅動壓縮機，區別于傳統燃油汽車通過內燃機曲軸傳動帶驅動形式，但制冷原理與傳統燃油汽車相同，如圖1-1-51所示。

在暖風實現的形式上，由于沒有了內燃機70℃以上熱量來源，驅動電機產生的熱能也達不到合適的溫度，純電動汽車通常是利用電加熱的方式來產生暖風。電加熱的方式有兩種：一種是通過高壓加熱類似傳統空調與暖風系統中的冷卻液，再經過循環為暖風水箱提供熱量；另一種是直接通過高壓驅動PTC（Positive Temperature Coefficient的縮寫，意思是正溫度系數，溫度越高電阻越大，泛指正溫度系數很大的半導體材料或元器件）加熱器來加熱經過蒸發箱的空氣實現暖風，如圖1-1-52所示。

（3）補充能源的形式

如果是純電動汽車，能源主要是通過外部電網提供的電能，而如果是混合動力汽車，能源有來自外部電網的電能，也有傳統燃油汽車使用的燃油。

如圖1-1-53是新能源汽車通過外部電網充電獲取能源，即充電的方式。

（4）組合儀表的顯示

與傳統燃油汽車相比，新能源汽車的組合儀表減少了各種指針，而用純液晶顯示屏代替；在顯示的內容上面，有行車信息顯示區域、車速表、續駛里程以及各種指示警告燈等；中間顯示車速和行車信息，儀表的兩側，取消了發動機轉數和燃油表指針，換成了電機功率和剩余電量（SOC）。如圖1-1-54是純電動汽車的組合儀表。

（5）制動系統的區別

新能源汽車的液壓制動系統與傳統燃油汽車基本組成結構區別不大，但是純電動汽車液壓制動的輔助助力不再有來自內燃機的真空源，混合動力汽車的內燃機也可能隨時關閉，為保證制動安全，通常需要單獨設計一個電動真空系統來為真空助力器提供真空源。

如圖1-1-55是電動真空系統結構示意圖。

有些混合動力汽車不再設計有真空助力系統的制動系統，改用電控液壓制動系統。駕駛人踩下制動踏板時不再是直接機械傳遞制動力到制動主缸，而是制動踏板行程傳感器將信號先傳遞給ECB（電子控制制動）模塊，由ECB模塊根據制動需求，驅動液壓制動系統的制動壓力實現制動。該系統最大的好處是可以無縫配合混合動力的制動能量回收控制系統，根據傳感器收集駕駛人踩制動踏板的行程和所施加的力來計算所需制動力。

如圖1-1-56是豐田普銳斯混合動力汽車電子制動系統結構示意圖。

為了減少能源損耗，新能源汽車都設計了制動能量回收系統：制動時，系統先給電機上加載負荷讓電機利用這個負荷來發電，是逆向拖動車輛制動的一種方式。制動能量回收可以有效降低因制動導致的摩擦能量消耗。

如圖1-1-57是混合動力汽車制動能量回收系統結構示意圖。

（6）轉向系統的區別

由于純電動汽車取消了內燃機，不能通過內燃機驅動液壓助力油泵的方式來實現液壓助力。混合動力汽車的內燃機可能會停止運轉，失去轉向助力。大多數新能源汽車采用電動助力轉向系統，即在原機械轉向系統基礎上安裝一個電機，作為轉向的輔助動力。轉向系統電機從車輛電源系統（通常是42V）獲取電能，無論內燃機是否運轉，均能提供轉向助力。

如圖1-1-58是電動轉向機構結構示意圖。

（7）高壓電纜

新能源汽車具有高電壓，需要高壓電纜向各高壓部件輸送高壓電，連接高壓電器部件之間的電纜都屬于高壓電纜。高壓電纜的外部絕緣層顏色采用標準的橙色。高壓電纜及電纜之間的連接器需要滿足國家高壓電器安全標準，同時由于高壓部件之間電流很大，所以采用的電纜直徑都在5mm以上。

如圖1-1-59是高壓電纜及插接器。

（8）高壓配電箱

在新能源汽車設計中，一般將動力蓄電池和驅動電機逆變器之間的高壓配電箱單元稱之為BDU（Battery Disconnecting Unit），也稱“高壓配電盒”等。BDU是整車高壓配電裝置，主要作用是高壓電源的分配、接通、斷開。純電動汽車在運行時，動力蓄電池的電能主要去向有5個方向：

1）動力蓄電池→BDU→逆變器：為驅動電機提供電能并接受制動能量回收電能；

2）動力蓄電池→BDU→高壓壓縮機：為車載空調提供制冷；

3）動力蓄電池→BDU→DC/DC變換器：為車輛低壓電器提供電源和給12V蓄電池充電；

4）動力蓄電池→BDU→PTC暖風加熱器：為車載暖風系統提供加熱功能；

5）外部220V電源→車載充電器→BDU→動力蓄電池：使用外部220V電源為動力蓄電池充電。

BDU電能分配單元內部主要是繼電器和電路，由車輛動力系統控制模塊根據點火開關或充電需求控制對應繼電器的接通和斷開。如圖1-1-60所示是比亞迪e6車輛的BDU。

（9）高壓電控總成

早期的純電動汽車與高壓相關的部件都是獨立設計的（如圖1-1-61是北汽E150EV前機艙部件位置），隨著技術的發展，新能源汽車生產廠家紛紛將高壓部件集成為一體。如圖1-1-62所示，北汽新能源從2016年以后生產的純電動汽車，已將DC/DC變換器、高壓配電盒（即BDU）、車載充電器集成到一個部件PDU（動力控制總成）中，由PDU完成上述3個部件的功能。

如圖1-1-63所示，比亞迪e5將驅動電機控制器（逆變器）、高壓配電盒、DC/DC變換器、車載充電器“四合一”設計，稱“高壓電控總成”，功能如下：

1）控制高壓交/直流電雙向逆變，驅動電機運轉，實現充、放電功能（即驅動電機控制器、車載充電器）；

2）實現高壓直流電轉化低壓直流電為整車低壓電器系統供電（即DC/DC變換器）；

3）實現整車高壓回路的配電功能以及高壓漏電的檢測功能（即高壓配電盒和漏電傳感器的功能）；

4）直流充電升降壓功能；

5）另外還包括車載局域網CAN通信、故障處理記錄、在線編程以及自檢等功能。

（10）整車控制器

整車控制器（VCU或VCM，整車控制單元或模塊）通常安裝在前機艙（參照圖1-1-61）或駕駛室內（圖1-1-64）。VCU是全車動力系統的主控制模塊，是實現整車控制決策的核心，類似于傳統燃油汽車動力系統控制模塊PCM的功能。VCU通過采集加速踏板、檔位、制動踏板等信號來判斷駕駛人的駕駛意圖；通過監測車輛狀態（車速、溫度等）信息，由VCU判斷處理后，向動力系統、動力蓄電池管理系統發送控制命令，同時控制車輛其他系統的運行模式。

（11）漏電傳感器

漏電傳感器位于后排座椅底部，主要用于監測動力蓄電池與車身的漏電電流。

如圖1-1-65是比亞迪e6的漏電傳感器。

（12）維修開關

維修開關是電動汽車中一種常用的手動操作設備，用于直接斷開電動汽車中的高壓電，保證能安全對電動汽車進行維修檢查工作。如圖1-1-66是比亞迪e6的維修開關。