第三节
电动汽车分类

广义上的新能源汽车是指不使用传统燃料（汽油或柴油）的汽车，除了电动汽车，还包括太阳能汽车、氢能源动力汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等。狭义上的新能源汽车就是电动汽车。

电动汽车是全部或部分由电能驱动电动机作为动力系统的汽车，按照目前技术的发展方向或车辆驱动原理，可划分为纯电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV）、混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）和燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV）等类型。

（一）纯电动汽车（BEV）

纯电动汽车是指完全由可充电电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢蓄电池或锂离子电池）提供动力源的汽车，它由底盘、车身、蓄电池组、电动机、控制器和辅助设施6部分组成。由于电动机具有良好的牵引特性，因此纯电动汽车的传动系统不需要离合器和变速器。车速控制由控制器通过调速系统改变电动机的转速即可实现。现在纯电动汽车技术发展已经相当成熟，国外发达国家和我国都有部分车型投入量产和商业化运营。纯电动汽车具有如下优点：

（1）减少对石油资源的依赖，实现能源利用的多元化。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。

（2）零排放减少环境污染。纯电动汽车本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其他污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中地排放，清除各种有害排放物较容易。

（3）能源转换效率高。同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，发出的电充入蓄电池，再由蓄电池驱动汽车，其能量利用效率比汽油机驱动的汽车高。特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，纯电动汽车更加适宜。

（4）使用成本较低，经济性高。按我国现行电价和油价水平，加上国家的政策补贴，纯电动汽车使用中的运行费用低于传统汽车，具有较好的经济性。

（5）噪声低，维护方便。纯电动汽车的电机在工作过程中产生的噪声远小于传统汽车内燃机的噪声，而且相比内燃机汽车结构简单，运转和传动部件少，使用维修方便，维护保养工作量小。

根据EV Sales网站公布的全球电动车销量数据，2020年5月，全球电动车销量占新车总销量的2.8%，其中纯电动汽车占全球新能源车市场67%的市场份额。其中，销量最好的前四名分别是特斯拉Model 3、广汽新能源Aion S、雷诺Zoe、宝马530e/Le，除宝马530e/Le外，前三名均是纯电动汽车。如图1—16所示。

从纯电动汽车的特点来看，其具有的诸多优势使它具有广阔的应用前景。但是目前纯电动汽车技术并不成熟，主要问题在于动力电池技术尚不完善。因为纯电动汽车完全以电能作为能源，其对动力电池的要求很高，但是当前的动力电池普遍存在成本高、寿命短、外形尺寸和质量大、充电时间长等缺点，无法使纯电动汽车达到理想的续航里程；另外，其安全性等诸多问题也导致了纯电动汽车的应用无法实现大规模商业化。但纯电动汽车作为新能源汽车的一种，其发展潜能巨大，未来具有很大的发展空间。

（二）混合动力汽车（HEV）

混合动力汽车是指至少拥有两个能量变换器和两个能量储存系统（车载状态）的车辆。当前研发的混合动力汽车，多采用电机作为主要动力或辅助动力，由蓄电池和电机组成辅助动力单元，既可以使用燃油驱动，也可以使用电力驱动。

1.分类

混合动力系统经过多年的发展，已经逐渐由原来的离散化结构向集成化方向发展。根据其传动系统的拓扑结构或者动力总成配置和组合方式的不同，混合动力汽车可以分成串联式、并联式以及混联式三种类型。

（1）串联式混合动力汽车。驱动力只来源于电动机的混合动力，电能通过电动机控制器输送给电动机，由电动机驱动汽车行驶。另外，动力电池也可以单独向电动机提供电能，驱动汽车行驶。

（2）并联式混合动力汽车。驱动力由电动机及发动机同时或单独供给，其结构特点是并联式驱动系统可以单独使用发动机或电动机作为动力源，也可以同时使用电动机和发动机作为动力源驱动汽车行驶。

（3）混联式混合动力汽车。同时具有串联式、并联式驱动方式，既可以在串联混合模式下工作，也可以在并联混合模式下工作，同时兼顾了串联式和并联式的特点。

世界上第一款混合动力汽车，是 1997年丰田汽车公司推出的普锐斯（Prius）（图1—17），该车型属于混联式构型。

2.优缺点

混合动力汽车是在传统汽车的基础上发展起来的产物，不但拥有传统内燃机汽车的特点，还具备其他一些优点。

（1）经济性良好。混合动力汽车可以在传统汽车的基础上实现节油30%~50%，为消费者节约使用成本。

（2）节约能源。因为有了蓄电池，可以十分方便地回收制动、下坡、怠速时的能量，并作为电能再次利用，从而减少能源的浪费。

（3）零排放，无污染。在繁华市区可关停发动机，由蓄电池单独驱动，实现“零排放”。

（4）有了发动机可以很方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

缺点是：长距离高速行驶基本不能省油；有两套动力，再加上两套动力的管理控制系统，结构复杂，技术较难，价格较高。

（三）插电式混合动力汽车（PHEV）

近几年发展起来的插电式混合动力汽车（PHEV）是一种新型的混合动力电动汽车。通过外接充电电源为蓄电池充电，充电后可仅凭充电蓄电池作为电动汽车行驶。另外，在蓄电池的剩余电量用完后，并不是切换至发动机行驶模式，而是通过发动机带动发电机，利用由此产生的电力为蓄电池充电，继续用电动机行驶。

插电式混合动力汽车更接近于纯电动汽车，而且它在一定程度上解决了纯电动汽车续航里程短和需要及时充电的问题，即使行驶到没有充电设施的地方，也可以作为一般的混合动力车来使用。目前各大汽车厂商已相继推出插电式混合动力汽车车型或研发计划，在纯电动汽车车载动力电池技术未取得突破性进展前，PHEV是一种良好的过渡方案。2007年美国通用汽车公司展示了PHEV原型样车雪佛兰Volt图1-18。2020年5月，全球销量最好的混合动力汽车宝马 530e/Le即是PHEV。

（四）燃料电池电动汽车（FCEV）

燃料电池电动汽车是指以燃料电池作为动力电源的汽车。燃料电池电动汽车的工作原理是：作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生电能启动电动机运行，进而驱动汽车行驶。与传统内燃机汽车和混合动力汽车相比，具有以下优点：

（1）无污染。燃料电池汽车用氢能作为能量来源，化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车。

（2）效率高。燃料电池汽车最大的特点就是不经过燃烧过程，直接通过电池将氢的化学能转化为电能，因此具有较高的能量转化效率；燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍。

（3）低噪声。在运行过程中，燃料电池比发动机产生的噪声小，燃料电池汽车与传统内燃机汽车相比具有突出的低噪声特点。

（4）燃料来源多样。燃料电池除了可以采用氢作为能源外，还可以采用甲醇、天然气等常见的燃料。

从环境保护和节约能源的角度，燃料电池汽车是内燃机汽车最好的替代，是未来电动汽车的发展方向。世界上已经有20余家汽车公司共90多种车型的燃料电池汽车问世，其中具有代表性的厂商包括通用汽车、福特汽车、丰田汽车和本田汽车等。通用汽车公司开发的雪佛兰Equinox燃料电池汽车（图 1-19），使用压缩氢作为燃料，最高速度可达160km/h，续驶里程达320km，其性能已经和普通内燃机汽车相差无几。通用汽车公司开发的另一款氢燃料电池汽车雪佛兰Sequel，续驶里程高达482km，0~96.5km/h的加速时间仅为10s。

目前，燃料电池汽车仍处于研究阶段，燃料电池的许多关键技术还处于研发试验阶段。燃料电池的理想燃料——氢，在制备、供应、储运等方面还有着大量的技术与经济问题有待解决。因此，燃料电池电动汽车目前和今后一段时间尚不具备商业化的条件。 lKGUd6NOKkrl/tEGDGhIxswLLMZE9YdE+jmjFn2pieOXPLL2T8wvFPCfIosGpzIP