【正文】 從上世紀(jì) 90 年代初開始。采取的是“三縱三橫”的發(fā)展方式，以純電動技術(shù)、混合動力技術(shù)、燃料電池技術(shù)為“三縱”，一朵能源總成控制技術(shù)、驅(qū)動電機、動力蓄電池技術(shù)為“三橫”。并于 2022 年，啟動了“ 863”計劃以加大對新能源的研發(fā)投入，以便跟世界先進水平接軌。 國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀 美國出臺了一系列新能源計劃，為了推動新能源汽車的發(fā)展，美國將設(shè)立 20 億美元的資助項目，以扶持池組及電動車其他部件的研發(fā)。以便研發(fā)資金有可靠保證。在美國，三大汽車公司相互合作，以促進對電動汽車的開發(fā)和研究 。三大汽車公司各自利用其先進的制造條件及雄厚的技術(shù)研發(fā)力量，開發(fā)出各種不同特點類型的電動汽車，為鼓勵市場消費，凡購買充電式混合動力汽車的車主，都可以可以享受一定的稅收額的抵扣。預(yù)計到 2022 年，美國將投放 100 萬輛充電式混合動力汽車上路。美國著名的汽車生產(chǎn)商Chevrolet（雪佛蘭）在 2022 年開發(fā)了一款混合動力車 Volt，該車以經(jīng)批量生產(chǎn)并在 2022 上市。 為了推進新能源汽車以及環(huán)保汽車的發(fā)展，日本自從 2022 年起就開始實施“綠色稅制”，包括純電動汽車、混合動力車、清潔柴油車、天然氣車在內(nèi)的低排放車輛在 購買中都可以獲得一定程度的稅收減免。其中前 3 類車型被 6 定義為“下一代汽車”，購買這類汽車即可享受多種稅賦免除的優(yōu)惠。例如，混合動力版普銳斯享受的最高優(yōu)惠政策為：免除新車 100%的重量稅和取得稅；其次還有補助金方面的優(yōu)惠。預(yù)計到 2020 年日本將把純電動汽車的銷售量提高至 80 萬輛、混合動力汽車的年銷售量提高到 120 萬輛。 國內(nèi)新能汽車發(fā)展 我國從 2022 年起，為了對電動汽車進行研發(fā)國家 “ 863”項目投入 20億元發(fā)，形成了以純電動、油電混合動力、燃料電池三條技術(shù)路線為“三縱”，以動力蓄電池、驅(qū)動電機、動 力控制系統(tǒng)三種共性技術(shù)為“三橫”的電動汽車研發(fā)格局。參加了電動汽車專項研發(fā)的零部件企業(yè)、高校和科研院所共計 200多家，有 3000 多名科技人員直接參與此次項目。目前有 160 余款各種類型電動汽車進入汽車產(chǎn)品公告，建成了30 多個電動車國家重點實驗室，制定電動汽車相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 42項。 根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會 《 節(jié)能與新能源汽車規(guī)劃 》 的構(gòu)想 , 2022—— 2022 年是節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)的培育期 , 2022—— 2020 年為發(fā)展期 , 屆時我國節(jié)能與新能源汽車整體技術(shù)將達到國際先進水平 , 產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界前列。在產(chǎn) 銷規(guī)模方面 ,2022 年 , 純電動汽車和插電式混合動力汽車?yán)塾嫯a(chǎn)銷量達到 50 萬輛以上 。 到 2020 年累計產(chǎn)銷節(jié)能與新能源汽車超過 500 萬輛。 7 第二章 新能源汽車發(fā)展方向 混合動力汽車 國際電子技術(shù)委員會對混合動力車輛的定義為：在特定工作條件下，可以從兩種或兩種以上的能量存儲器、能量源或能量轉(zhuǎn)化器中獲取驅(qū)動能量的汽車。其中至少一種存儲器或轉(zhuǎn)化器安裝在汽車上。混合動力電動汽車至少有一種能量存儲器、能量源或能量轉(zhuǎn)化器可以傳遞電能。串聯(lián)式混合動力車輛只有一種能量轉(zhuǎn)化器可以提供驅(qū)動力，并聯(lián)式混合車 輛則有多種能量轉(zhuǎn)化器提供驅(qū)動力。 根據(jù)混合動力電動汽車零部件的種類、數(shù)量和連接關(guān)系可以將其分為以下 3 類。 （ 1） 串聯(lián)式混合動力電動汽車（ SHEV） （ 2） 并聯(lián)式混合動力電動汽車（ PHEV） （ 3） 混聯(lián)式混合動力電動汽車 (SPHEV） 混合動力汽車分類及工作原理 機械連接 電力連接 圖 21 串聯(lián)式混合動力電動汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。串聯(lián) 式混合動力電動汽車由發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電機三大總成組成。發(fā)電機用于發(fā)電，電動控制器將發(fā)電機發(fā)出的電能輸送到電動機，汽車在電動機產(chǎn)生的電磁力下被驅(qū)動行駛。此外，發(fā)電機也向電池進行充電，使混合動力汽車延長行駛里程。 對串聯(lián)式混合動力電動汽車而言，發(fā)電機將發(fā)動機帶傳來的機械能動轉(zhuǎn)化為電能，通過整流交換器傳輸給蓄電池和控制器，動力流程圖如圖 22 所示。驅(qū)動橋與電動機連接，電動機將來自控制器的電能轉(zhuǎn)化為機械能，來驅(qū)動汽車行駛。發(fā)電機和電動機在這個過程中起能量轉(zhuǎn)換作用，電動機電能轉(zhuǎn)化為車輪上的機械能，發(fā)電機將發(fā)動機 的機械能轉(zhuǎn)化為電能。整流交換器在發(fā)動機 發(fā)電機 電動機 電池組 8 整個動力流動過程中起連接作用，蓄電池在供電過程中的電荷狀態(tài)降低，當(dāng)電荷量降到某一程度時，發(fā)電機通過交換器對蓄電池充電。 機械能 電能 圖 22 并聯(lián)式混合動力電動汽車（ PHEV） 并聯(lián)式混動力電動 汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 23 所示，其分為機械連接和電器連接，除電池組和電動機為電氣連接外，其他部分均為機械連接，該結(jié)構(gòu)有多種組合方式，可以根據(jù)使用要求的不同而分別選用。由機械動力產(chǎn)生的和電池動力產(chǎn)生的功率可以疊加，因此，采用小功率的發(fā)動機即可，這樣可以改善整個動力系統(tǒng)的裝配尺寸并減小汽車總質(zhì)量，從而降低造價，就行程而言混聯(lián)式比串聯(lián)式混合動力汽長一些。 機械連接 電力連接 圖 23 并聯(lián)式系統(tǒng)的典型動流程圖如圖 24 所示。該動力流程圖中包括兩套動力傳輸路徑，一套是機械能傳輸路徑，動力源為內(nèi)燃機，該路徑包括內(nèi)燃機、離合器、驅(qū)動橋，來自內(nèi)燃機的機械能通過離合器直接傳輸給驅(qū)動軸來驅(qū)動汽車行駛，多出部分的能量用來給蓄電池充電，以滿足汽車的行駛需求。另蓄電池 控制器 電動機 驅(qū)動軸 車輪 車輪 整流交換器 發(fā)電機 發(fā)動機 發(fā)動機 變速器 電池組 發(fā)電機 9 外一套是電能傳輸途徑，動力源為蓄電池，蓄電池通過控制器與電動機連接，電動機與驅(qū)動橋機械連接，這樣汽車就處于電動狀態(tài)。在并聯(lián)式電動車的這兩條傳輸路線中，電動機和發(fā)電機可以同時作為動力源來驅(qū)動汽車，這樣可以 提高混合動力汽車的燃油經(jīng)濟性，并使汽車處于低排耗區(qū)域。 機械能 電能 圖 24 混聯(lián)式混合動力電動汽車 (SPHEV） 混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機、發(fā)電機、電動機、電池組及驅(qū)動橋幾大總成，其結(jié)構(gòu)如圖 25 所示。發(fā)動機發(fā)出的的功率分為兩部分，一部分通過機械連接傳輸給驅(qū)動 橋，另一部分則通過電氣連接用來發(fā)電。該系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，該系統(tǒng)的控制方式是：汽車低速穩(wěn)定行駛時以串聯(lián)方式工作；汽車高速穩(wěn)定行駛以并聯(lián)方式工作為主。 機械連接 電力連接 圖 25 混聯(lián)式混合動力電動車采用了行星齒輪機構(gòu)，其主要作用是動力分配。行星齒輪機構(gòu)直接與內(nèi)燃機和發(fā)電機機械連接，將來能量一部分用來帶動發(fā)電機發(fā)電，一部分用來驅(qū)動汽車。此時車輛并沒有單獨的采用串聯(lián)式或并聯(lián)式，而是兩種形式共同存在。這充分利用了串聯(lián)式、并聯(lián)式的優(yōu)點。其動力蓄電池 控制器 電動機 驅(qū)動軸 車輪 車輪 離合器 內(nèi)燃機 發(fā)動機 發(fā)電機 電動機 電池組 10 流程圖如圖 26 所示。 圖 26 純電動汽車 純電動汽車是用電池提供的電力作為動力源，依靠電機驅(qū)動車輛行駛的汽車。其包括電力驅(qū)動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng) 3 部分。 電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電動機、機械傳動裝置和車輪等構(gòu)成電力驅(qū)動系統(tǒng)。通過電力驅(qū)動系統(tǒng)中的電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器作用，蓄電池中的電能可以高效的轉(zhuǎn)化為車輪的動能，這就是電力驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)揮的功用所在。 電源系統(tǒng)由電源、能量管理系統(tǒng)、充電機 3 部分組成。電源系統(tǒng)除了向電動機提供電能，還可以監(jiān)測電源使用情況；并控制充電機向蓄電池充電。純電動汽車的電源有 3 種：鉛蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池。 在輔助系統(tǒng)中包含輔助動力源、空調(diào)器、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、刮水器、收音機以及照明和除霜裝置等。輔助系統(tǒng)輔助動力源外，其余的依據(jù)車型不同而不同。 內(nèi)燃機 行星齒輪機構(gòu) 差速器 車輪 車輪 發(fā)電機 電動機 變速器 蓄電池 11 制動踏板 加速踏板 交流電源 燃料電池電動汽車 燃料電池電動汽車（ FCEV）是指采用燃料電池作為電源的電動汽車，燃料電池電動分為 ①純氫氣燃料電池汽車；②重整氫燃料電池汽車。燃料電池動力結(jié)構(gòu)圖如下：包括燃料電池系統(tǒng)、驅(qū)動電機、傳動系。燃料電池系統(tǒng)通過氫氣與氧氣反應(yīng)，將二者產(chǎn)生的電能傳輸給驅(qū)動電動機，電能在驅(qū)動電動機的作用下轉(zhuǎn)化為機械能 傳給傳動系，從而驅(qū)動汽車前進 電力驅(qū)動系統(tǒng) 電源系統(tǒng) 輔助系統(tǒng) 電 子 控制器 功 率 轉(zhuǎn)化器 三 項 感應(yīng) 電 動機 變速器和差速器 車輪 車輪 能源管理系統(tǒng) 鎳氫電 池 輔助動力 動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 蓄 電 池充電器 空調(diào)器 轉(zhuǎn)向盤 12 新能源汽車出了純電動汽車、混合 動力電動汽車和燃料電池電動汽車外，還包括天然氣汽車、液化石油氣汽車、甲醇燃料汽車、乙醇燃料汽車、二甲醚燃料汽車、氫燃料汽車和太陽能汽車等。 燃料電池系統(tǒng) 驅(qū)動電動機 傳動系 13 第三章 新能源汽車發(fā)展 混合動力汽車發(fā)展 （ 1）混合動力技術(shù)是傳統(tǒng)內(nèi)燃機技術(shù)向純電動技術(shù)發(fā)展的過渡?；旌蟿恿夹g(shù)的應(yīng)用可以節(jié)油減碳，并將成本降低，混合動力汽車已成為新能源汽車的發(fā)展重點。 （ 2）在混合度上，電池技術(shù)逐步成熟，實現(xiàn)了傳統(tǒng)能源向電氣化轉(zhuǎn)化，這是混合動力技術(shù)發(fā)展的一大進步。 （ 3）機電耦合方面，前期采 用的是單電機并聯(lián)、雙電機并聯(lián)、雙電機混聯(lián)，后期將發(fā)展插電式方案，向純電動過渡。 （ 4）動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，集成度發(fā)展會更高。根據(jù)車用能源的發(fā)展情況不同，分為發(fā)動機與電機集成、傳動系與電機集成兩種。 純電動汽車發(fā)展 （ 1）由于電池技術(shù)不過關(guān)，純電動汽車的發(fā)展一般限于小型乘用車、大型公交車。 （ 2）為滿足用戶對純電動汽車的使用需求，純電動汽車一般采用增程式方案，這種方案是指在純電動汽車上增設(shè)常規(guī)能源系統(tǒng)，以便車輛補充電能。 （ 3）發(fā)展純電動技術(shù)的重點在于提高電池性能、從而是制造成本降低。 與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車 對比，純電動汽車要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，側(cè)必須提高電池的質(zhì)量