第1章 技术概述

问题1 电动汽车的类型及其主要技术特征是什么

电动汽车是主要以动力电池或超级电容为能量源、全部或部分由电机驱动的汽车。按照目前技术状态和车辆驱动原理，电动汽车主要可分为纯电动汽车（BEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）和混合动力电动汽车（HEV）三种类型。

其中，混合动力电动汽车一般可以分为普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车（PHEV）以及增程式混合动力汽车（E-REV）等。同时，混合动力电动汽车（HEV）又有很多种形式。根据内燃机和驱动电机的布置结构和动力耦合方式，混合动力电动汽车又可以细分为四种类型：串联式混合动力汽车（SHEV）、并联式混合动力汽车（PHEV）、混联式（串并联）混合动力汽车（SPHEV）和复合式混合动力汽车（CHEV）等，如图1-1所示。

图1-1 电动汽车的分类

根据混合度的不同，混合动力电动汽车可再细分：①弱混合型，也称微混合型，H＜10%；②轻度混合型，H＜20%；③中度混合型，H＜30%；④重度混合型，也称全混合、强混合型，H一般为50%；⑤插电式混合型包括增程式电动汽车动力系统，H＞50%。混合类型不同，节油效果不同，所需的电池容量和电压也不同。其分类如图1-2所示。

图1-2 按照混合度分类的车型

还有一些新型电动汽车，主要是利用一些新型能源进行车载发电，全部或部分由电机驱动的汽车。目前应用到车上的新型能源主要有太阳能、风能等可再生能源以及核能等，相应地新型电动汽车主要包括太阳能汽车、风能汽车和核能汽车等。

目前，我国将插电式混合动力汽车（PHEV，包含E-REV）、纯电动汽车（BEV）和燃料电池汽车（FCEV），分别对应过渡、中期和长期的汽车节能环保技术路线；将普通的混合动力汽车（HEV）认定为节能型汽车。这些新能源车型的主要技术特征总结如下：

①纯电动汽车以车载电源为动力，以电机作为驱动系统，省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，动力系统的布置大大简化，而且能量转换效率更高，同时相对传统汽车对环境的影响更小，但目前面临着电池成本高、续驶里程短、充电时间长等问题。图1-3所示为一种典型的纯电动汽车结构示意图。

②燃料电池汽车以燃料电池作为动力源，通过将化学能转化为电能，并将电能转化为机械能，作为动力驱动汽车前进。燃料电池电动汽车和普通电动汽车有基本一致的电力驱动构造。它们之间的主要区别在于，燃料电池汽车的电池是一个小型发电设备，依靠氢与某种氧化物的化学反应产生驱动电能，而无须从电网充电。由于它能够有效避免续驶里程短和充电时间长的问题，从长远来看燃料电池汽车有望取代锂离子电池纯电动汽车。图1-4所示为一种燃料电池电动汽车的结构示意图。

图1-3 典型的纯电动汽车结构示意图

图1-4 燃料电池电动汽车的结构示意图

③普通混合动力汽车在正常行驶过程中，主要依靠发动机驱动。而在电量充足的条件下，车辆起动或者低速行驶时完全依靠电动机驱动，但是续驶里程极短。随着车速提高，发动机开始驱动车辆行驶。当遇到坡道或者急加速时，发动机和电动机共同驱动车辆行驶。

插电式混合动力相比普通混合动力多了插电口，能够外接充电。得益于更大功率的电动机辅助，动力性能更好。

增程式混合动力汽车是使用发动机进行发电、用电动机进行驱动的车辆。当电池组电量充足时，采用纯电动模式行驶，而当电量不足时，发动机驱动，带动发电机为动力电池充电，提供电动机运行的电力（增程模式）。与普通混合动力汽车和插电式混合动力汽车不同，增程式混合动力汽车无论在什么情况下，都不能由发动机直接驱动车轮行驶，仅能通过电动机驱动。但它能够像插电式混合动力汽车一样，通过外接电源进行充电。图1-5所示为增程式混合动力汽车的结构示意图。

图1-5 增程式混合电动汽车的结构示意图

纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车各有其结构特点和优缺点，其对比总结见表1-1。

表1-1 纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车优缺点比较