第1章　电动汽车基础知识

1.1　新能源汽车的定义和分类

近年来我国高度重视电动汽车技术的发展。我国于2009年7月1日正式实施了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，此规则明确指出：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

1.1.1　新能源汽车的分类

（1）电动汽车　电动汽车包括纯电动汽车、混合动力电动汽车（图1-1）及燃料电池电动汽车。纯电动汽车是指以电池为储能单元，以电动机作为驱动系统的汽车；混合动力电动汽车是指同时装备两种动力源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）和电动力源（电池与电动机）的汽车（混合动力汽车的主要组成包括发动机、电动机和电池）；燃料电池电动汽车是指采用燃料电池作为电源的电动汽车。

（2）气体燃料汽车　气体燃料汽车（图1-2）是指利用可燃气体作为能源驱动的汽车。汽车的气体代用燃料种类较多，常见的有天然气和液化石油气。按照汽车使用的可燃气体的形态不同，燃料可分为3种，即压缩天然气（CNG），主要成分是甲烷；液化天然气（LNG），主要成分是甲烷经深度冷冻液化；液化石油气（LPG），主要成分是丙烷与丁烷的混合物。

气体燃料汽车通常有3种，即专用气体燃料汽车、两用燃料汽车及双燃料汽车。专用气体燃料汽车是以液化石油气、天然气或煤气等气体作为发动机燃料的汽车，这种汽车能够充分发挥天然气理化性能特点，价格低、污染少，属于最清洁的汽车；两用燃料汽车是指具有两套相对独立的供给系统，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料，两套燃料供给系统可分别但不可共同向气缸供给燃料的汽车，如汽油/压缩天然气两用燃料汽车、汽油/液化石油气两用燃料汽车等；双燃料汽车是指具有两套燃料供给系统，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给天然气或液化石油气之外的其他燃料，两套燃料供给系统按预定的配比向气缸供给燃料，并在气缸中混合燃烧的汽车，如柴油/压缩天然气双燃料汽车、柴油/液化石油气双燃料汽车等。

（3）生物燃料汽车　燃用生物燃料或燃用掺有生物燃料的汽车称为生物燃料汽车（图1-3），与传统汽车相比，生物燃料汽车结构上无重大改动，但排放总体上较低，如乙醇燃料汽车和生物柴油汽车等。

（4）氢燃料汽车　氢燃料汽车（图1-4）是指以氢为主要能量驱动的汽车。通常汽车使用汽油或柴油作为内燃机的燃料，而氢燃料汽车则使用气体氢作为内燃机的燃料。氢内燃机在汽车上的应用方式分为以下3种。

①纯氢内燃机　只产生NO_x，但中、高负荷时存在爆燃，而且NO_x生成量远大于汽油机，发动机功率受限且氢气消耗量大，续驶里程短，这些问题需要进一步研究解决。

②氢气/汽油两用燃料内燃机　可根据燃料的存储状况灵活选用汽油或氢气进入纯汽油或纯氢气内燃机模式。

③氢气/汽油双燃料内燃机　可将少量氢气作为汽油添加剂与空气混合，氢气扩散速率大，可以促进汽油的蒸发、雾化和与空气的混合；氢气燃烧过程中产生活性自由基，可使汽油火焰传播速度显著加快，得到较大的热效率，并产生较低的排放。

除上面提到的4类新能源汽车外，新能源汽车还包括利用太阳能、原子能等其他能量形式驱动的汽车。

1.1.2　纯电动汽车类型

纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电动机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，通常采用高效率充电蓄电池为动力源。纯电动汽车不需要用内燃机，所以，纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱，电能属于二次能源，可以来源于风能、水能、热能、太阳能等。

（1）用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车　用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车，只安装了蓄电池组，它的电力和动力传输系统如图1-5所示。

（2）装有辅助动力源的纯电动汽车　用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车，蓄电池的比能量与比功率较低，蓄电池组的重量和体积较大。所以，在某些纯电动汽车上增加辅助动力源，如超级电容器、发电机组、太阳能等，由此改善纯电动汽车的启动性能并且增加续驶里程。装有辅助动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统如图1-6所示。