第1章
緒論

1.1 新能源汽車

1.1.1 新能源汽車定義與分類[1]

2009年7月1日，我國正式實施的《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則》中明確指出，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。該規(guī)則中述及的新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車（BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車（FCEV）、氫發(fā)動機汽車、其他新能源（如高效儲能器、二甲醚）汽車等各類別產(chǎn)品。2017年1月6日，工業(yè)和信息化部頒布的《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)定》中所指的新能源汽車，是指采用新型動力系統(tǒng)，完全或者主要依靠新型能源驅(qū)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。2012年，我國《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》指出，新能源汽車是指采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車，本規(guī)劃所指新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。

1.純電動汽車

純電動汽車（BEV）是以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通安全法規(guī)各項要求的車輛。由于純電動汽車多數(shù)車載電源為動力電池，其英文縮寫也用BEV（Battery Electric Vehicle）表示。純電動汽車與傳統(tǒng)汽車相比具有以下典型特征：

1）取消了內(nèi)燃機，改用動力電池加電機的方式來驅(qū)動汽車。

2）不再需要加注燃油，需要外部電網(wǎng)對車輛充電來維持車輛行駛的能量。

3）延續(xù)使用傳統(tǒng)汽車的大部分系統(tǒng)或部件，如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車身電器等。

2.混合動力汽車

混合動力汽車是指能夠從下述兩類車載儲存的能源中獲得動力的汽車：一是可消耗的燃料，二是可再充電能/能量儲存裝置。2003年，聯(lián)合國給混合動力汽車的定義是：為了推動車輛的革新，至少擁有兩個能量轉(zhuǎn)換器和兩個能量儲存系統(tǒng)（車載狀態(tài)）的車輛。國際電工委員會電動汽車技術(shù)委員會對混合動力汽車的定義是：有多于一種的能量轉(zhuǎn)換器提供驅(qū)動力的混合型電動汽車，即使用蓄電池和副能量單元的電動汽車。副能量單元指的是以某種燃料作為能源的原動機或者電機組；燃料主要包括柴油、汽油或者液化石油氣、液化天然氣、乙醇等；原動機主要是內(nèi)燃機及其他熱機。汽車行業(yè)內(nèi)普遍認為，能量與功率傳動路線具有如下特點的車輛稱為混合動力汽車。

1）傳送到車輪推進車輛運動的能量，至少來自兩種不同的能量轉(zhuǎn)化裝置（例如內(nèi)燃機、燃氣渦輪、斯特林發(fā)動機、電機、燃料電池等）。

2）能量轉(zhuǎn)換裝置至少要從兩種不同的能量儲存裝置（例如燃油箱、蓄電池、高速飛輪、超級電容、高壓儲氫罐等）吸取能量。

3）從儲能裝置流向車輪的這些通道，至少有一條是可逆的（既可放出能量，也可吸收能量），并至少還有一條是不可逆的。

4）可逆的儲能裝置供應(yīng)的是電能。混合動力汽車的不可逆動力元件是內(nèi)燃機，對應(yīng)的儲能元件是油箱；可逆的動力元件是電機，對應(yīng)的儲能元件是動力電池、超級電容、燃料電池等。

按照燃料不同，混合動力汽車主要包括汽油混合動力和柴油混合動力；根據(jù)動力結(jié)構(gòu)形式，可分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種；根據(jù)輸出總功率中電機輸出功率所占的比率，又可以分為微混、輕混、強混；依據(jù)外接充電能力，可以分為插電式和非插電式。

3.燃料電池汽車

燃料電池汽車（FCEV）是一種用車載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動力的汽車，其中車載燃料電池裝置使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經(jīng)重整所得到的高含氫重整氣。與通常的電動汽車相比，其動力方面的不同在于，F(xiàn)CEV用的電力來自車載燃料電池裝置，電動汽車用的電力來自由電網(wǎng)充電的蓄電池。燃料電池汽車主要具有如下特點：

1）能量轉(zhuǎn)化效率高。燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率可高達60%～80%，為內(nèi)燃機的2～3倍。

2）零排放，不污染環(huán)境。燃料電池的燃料是氫和氧，生成物是清潔的水。

3）氫燃料來源廣泛，可以從可再生能源獲得，不依賴石油燃料。

以上三類新能源汽車的優(yōu)缺點比較見表1-1。