第2節 汽車總體結構

1.2.1 傳統燃油汽車

汽車由發動機、底盤、車身、電器四大部分組成，這是現代燃油汽車最基本的配置，見圖1-7。

汽車各總成及車身部件分解后的實體效果圖如圖1-8所示。

1.2.2 油電混動汽車

根據基本設計的方向不同，混合動力系統可分為以下三種：微混合動力系統、中度混合動力系統、全混合動力系統。

1.微混合動力系統

在這種動力方案中，電氣組件（起動機/發電機）僅用于起停功能。在制動時，部分動能可以轉化為電能加以重新利用（能量再生）。車輛無法通過純電力驅動行駛。因發動機需要頻繁起動，故對12V玻璃纖維蓄電池進行了升級改造。微混合動力系統組成形式如圖1-9所示。

2.中度混合動力系統

電力驅動用來輔助發動機驅動車輛。車輛無法通過純電力驅動行駛。利用中度混合動力系統，可以在制動時回收更多的動能，并以電能的形式儲存在動力電池中。動力電池及電氣組件的額定電壓和額定功率更高。由于電機的輔助，發動機可以在最佳的效率范圍內工作。這被稱為負載點推移。中度混合動力系統組成形式如圖1-10所示。

3.全混合動力系統

這種系統將功率更強的驅動電機和發動機相結合，可以實現純電力驅動。一旦達到規定條件，驅動電機即可輔助發動機的運行。低速行駛時，完全由電力驅動。發動機具備起動停止功能。回收的制動能量可為動力電池充電。發動機和驅動電機之間的離合器，可以斷開這兩個系統之間的連接。發動機僅在需要時介入。該種混動系統組成形式如圖1-11所示。

1.2.3 插電混動汽車

混合動力技術的一種擴展被稱為插電式混合動力汽車（Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV），它綜合了純電動汽車（EV）和混合動力汽車（HEV）的優點，既可實現純電驅動，零排放行駛，也能通過混動模式增加車輛的續駛里程。它既有傳統汽車的發動機、變速器、傳動系統、油路、油箱，也有純電動汽車的電池、電機、控制電路，而且電池容量比較大，有充電接口；既可以通過發動機進行充電，也可以通過車載充電機連接市電供電系統為其進行充電。該類車型混動系統組成形式如圖1-12所示。

1.2.4 電動汽車

純電動汽車是完全由可充電電池（如鉛酸電池、鎳氫電池或鋰離子電池）提供動力源的汽車。典型結構如圖1-13所示。

1.2.5 燃料電池汽車

燃料電池汽車是利用氫氣和空氣中的氧，在催化劑的作用下在燃料電池中經電化學反應產生電能，并以驅動電機作為主要動力源驅動的汽車。其中比較典型的車型如圖1-14所示的豐田Mirai。這是豐田第一款量產的燃料電池汽車，Mirai的內部有兩個氫氣儲氣罐，可以存儲70MPa的氫氣，總重87.5kg。一個氣罐布置在行李艙靠前的位置，一個布置在后排座椅下面，這兩個儲氣罐由三層材料包裹制成，后排座椅椅背后方，有一塊1.6kW·h的機械軸封鎳氫蓄電池組，它用作車輛運行時燃料電池堆所產生的多余電力，以及能量回收時的電力存儲裝置。在必要的時候，蓄電池可以同燃料電池堆同時向驅動電機輸出電力，以增強車輛動力。