问题2 各类电动汽车的技术特点是什么？

电动汽车主要包括纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。下面分别介绍这三种车型的结构及特点。

1．纯电动汽车

纯电动汽车仅由电机驱动。电动机的驱动电能来自车载可充电蓄电池或其他能量存储装置。

车载能源通过功率转换装置（电机控制器）向驱动电机提供电能并驱动其运转，驱动电机经传动装置带动车轮旋转从而推动汽车运动。纯电动汽车主要由车载能源、能源管理系统、电驱动系统、车身和底盘，以及安全保护系统等构成。车载能源目前主要采用动力蓄电池，如铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、钠硫电池、锂离子电池、锌空气电池等。

图1-2所示为一种典型的纯电动汽车结构示意图。

纯电动汽车具有零排放、低噪声、结构简单、技术成熟等优点，只要有电力供应的地方都能够充电运营。但是由于目前蓄电池单位质量存储的能量太少，又没形成经济规模，故购买价格较贵。不过它的应用成本较低，甚至可以达到传统汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格等因素。

2．燃料电池电动汽车

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，而无需从电网充电。

图1-3所示为一种燃料电池电动汽车的结构示意图。

相较于传统电动汽车，燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，具有高效率、无污染、零排放、无噪声等优势。燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面看，燃料电池汽车是一种理想的车辆。

但是，燃料电池也存在如下问题：

①催化剂价格：燃料电池必须使用反应催化剂来产生电能，而构成催化剂的稀有金属铂价格昂贵、储量稀少，因此研发新型的催化剂是直接影响燃料电池电动汽车发展的关键。

②燃料的来源和存储：氢燃料电池需要氢气，氢气本身并没有产业链支撑，制造、运输、存储、加注都极不方便，成本又很高，危险性也很大，相比燃油车和锂电池车，氢燃料电池汽车的成熟度较低。

3．混合动力电动汽车

混合动力电动汽车根据动力系统的结构特征可以分为串联式、并联式、混联式与复合式混合动力汽车。

①串联式混合动力汽车（SHEV）。在串联式混合动力系统中，发动机输出的机械能首先通过发电机转化为电能，转化后的电能一部分用来给蓄电池充电，另一部分经由驱动电机和传动装置驱动车轮。

串联式混合动力汽车的结构简单，其动力系统由发动机、发电机和电动机三部分组成。

如图1-4a所示。它们之间用串联方式组成SHEV动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。

②并联式混合动力汽车（PHEV）。在并联式混合动力系统中，发动机和电动机都用于驱动车轮，车辆根据当时工况来选择这两种功率输出。因为功率是并联输送到车轮的，所以称为并联式混合动力系统。

发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车轮，可以采用发动机单独驱动、电驱动系统单独驱动和发动机+电驱动系统混合驱动三种工作模式，如图1-4b所示。当发动机提供的功率大于车辆所需驱动功率，或者当车辆制动时，电驱动系统工作于发电机状态，给蓄电池充电。与串联式混合动力相比，它只需要两个驱动装置，即发动机和电机。而且，在蓄电池放完电之前，如果要得到相同的性能，并联式比串联式的发动机和电机的尺寸要小。

由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，所以得到了比较广泛的应用。

③混联式（串并联）混合动力汽车（SPHEV）。混联式混合动力系统结合了串联式混合动力系统和并联式混合动力系统，其目的是最大化利用这两种系统的优势，如图1-4c所示。

它有两个电机，根据驾驶工况，可以选择电动机单独驱动或者电动机+发动机联合驱动。而且，当需要的时候，系统在驱动车轮的同时还可以通过发电机发电。

与串联式相比，它增加了机械动力的传递路线；与并联式相比，它增加了电能的传输路线。尽管综合了串联和并联的优点，但其结构复杂，成本高。然而，随着控制技术和制造技术的发展，一些现代混合动力电动汽车（比如丰田普锐斯等）更倾向于选择这种结构。

④复合式混合动力汽车（CHEV）。复合式混合动力系统的结构与混联式相似，两者的主要区别是，复合式中的电驱动系统允许功率流双向流动，而混联式中的发电机只允许功率流单向流动，如图1-4d所示。双向流动的功率流可以有更多的工作模式。

复合式混合动力电动汽车同样具有结构复杂、成本高的缺点，不过，现在有些新型的混合动力电动汽车也采用这种双轴驱动的复合式系统。