第3節 汽車工作原理

1.3.1 燃油/燃氣汽車

燃料（汽油/柴油/CNG/LPG）發動機的轉矩經由傳動系統，在驅動車輪上施加一個驅動力矩，力圖使驅動輪旋轉。汽車在行駛過程中會受到各種行駛阻力的作用。汽車在水平道路上勻速行駛時，必須克服來自地面的滾動阻力和來自空氣的空氣阻力。當汽車在坡道上上坡行駛時，還必須克服重力沿坡道的分力，即上坡阻力。汽車加速行駛時，還需要克服其慣性力，稱為加速阻力。

發動機輸出的動力，先經過離合器，由變速器變矩和變速后，經傳動軸把動力傳遞到主減速器上，最后通過差速器和半軸把動力傳遞到驅動輪上，其動力傳遞路徑如圖1-15所示。

1.3.2 油電混動汽車

混合動力汽車采用能夠滿足汽車巡航需要的較小發動機，依靠電機或其他輔助裝置提供加速與爬坡所需的附加動力。其結果是提高了總體效率，同時并未犧牲性能。混合動力車設計成可回收制動能量。在傳統汽車中，當駕駛人踩制動時，這種本可用來給汽車加速的能量作為熱量被白白浪費掉了。而混合動力車卻能回收大部分這些能量，并將其暫時貯存起來供加速時再用。當駕駛人想要有最大的加速度時，汽油發動機和電機并聯工作，提供可與強大的汽油發動機相當的起步性能。在對加速性要求不太高的場合，混合動力車可以單靠電機行駛，或者單靠汽油發動機行駛，或者二者結合以取得最大的效率。油電混動汽車運行能量流路徑如圖1-16所示。

1.3.3 電動汽車

純電動汽車以驅動電機代替燃油發動機，以電池取代油箱，由電機驅動而無須變速器。電動汽車和燃油汽車的主要區別就在于有動力電池、車載充電器、電驅系統、車輛控制器這些電動化部件。能量流路徑為：動力電池→電力電子裝置→驅動電機→動力傳動系統→驅動汽車行駛，如圖1-17所示。

增程式電動車的發動機并不直接驅動車輪，而是通過自身工作為電池充電，再提供動力給車輛行駛。所以增程式電動汽車本質就是串聯式混動，在電池電量充足時，以純電動方式驅動車輛行駛，在下坡路段可以滑行（車輛以不消耗能源的方式運動），在車輛制動階段或者在超速減速（反拖）階段給動力電池充電，即處于能量回收模式；電池電量不足時，發動機借助于發電機來為動力電池充電。增程式電動汽車能量流路徑如圖1-18所示。

1.3.4 燃料電池汽車

燃料電池汽車用燃料電池代替蓄電池產生電能，從而供電給車上的電機使其運轉。燃料電池與蓄電池不同，它必須從電池外部源源不斷地向電池提供燃料，燃料一般用天然氣、甲烷、煤氣等含氫化合物。在電池的工作室內，燃料中的氫被分離出來，與輸入的空氣中的氧氣結合生成水，同時產生電能。也有的燃料電池輸入的燃料就是氫，稱為氫燃料電池。車輛以純電動方式驅動車輛行駛，下坡路段時滑行（車輛以不消耗能源的方式運動），通過能量回收功能在車輛制動階段或者在超速減速（反拖）階段給動力電池充電，當燃料耗盡時須添加才可以續駛。燃料電池汽車能量流路徑如圖1-19所示。