【文章內容簡介】 技問題，并規(guī)劃了以汽油車為起點，向氫動力車目標挺進的戰(zhàn)略。 “十一五”以來，我國提出“節(jié)能和新能源汽車 ”戰(zhàn)略，政府高度關注新能源汽車的研發(fā)和產業(yè)化 [3]。2022 年 8 月 18 日國務院國有資產監(jiān)督管理委員會（以下簡稱國資委）在北京召開中央企業(yè)電動汽車產業(yè)聯盟成立大會。國務院國資委推動有關中央企業(yè)成立“中央企業(yè)電動汽車產業(yè)聯盟 ”，旨在有效發(fā)揮中央企業(yè)在我國經濟結構調整，產業(yè)轉型中的帶頭和領導作用，形成合力加快推動我國電動汽車產業(yè)發(fā)展，以聯盟的方式，促進企業(yè)間的合作與協(xié)同發(fā)展，快速、有效地突破電動汽車產業(yè)核心技術，盡快形成規(guī)?；l(fā)展姿態(tài)。中國汽車業(yè)“十二五”規(guī)劃初稿已定，新能源汽車被列為中國汽車行業(yè)今后五年發(fā)展的重中之重。中國汽車業(yè)“十二五”規(guī)劃中，將提出到 2022 年，中國國內新能源汽車的年銷售量達到百萬輛的目標。新能源汽車的發(fā)展重點將以汽車電動化和動力混合化兩大技術結合為標志，進行換代與產業(yè)升級 [4]?！鴥刃履茉雌嚾〉弥卮蟀l(fā)展20222022 年，我國自主研制的純電動、混合動力和燃料電池三類新能源汽車整車產品相繼問世；混合動力和純電動客車實現了規(guī)模示范；純電動汽車實現批量出口；燃料電池轎車研發(fā)進入世界先進行列。2022 年，新能源汽車在國內已成全面出擊之勢。比亞迪、奇瑞、吉利、長安、哈飛等汽車生產企業(yè)，紛紛在各大國際車展上頻頻亮相，展出了自行研發(fā)的燃料電池汽車及混合動力汽車，從而在這場新能源的競技中，取得了首發(fā)權。國產新能源汽車如雨后春筍，紛紛嶄露頭角，如長安的 CV杰勛混合動力4 / 34版，奇瑞的 A東方之子燃料電池動力汽車，海馬的 H12 電動汽車、華普海域甲醇動力轎車和海尚油電動力混合汽車，力帆 520 混合動力汽車等。在美國汽車城底特律舉行的 2022 北美國際汽車展上，比亞迪展示了插電式混合動力汽車 F3DM.這款汽車已于 2022 年 12 月 15 日在中國市場開始銷售，于 2022 年在北美市場上市。第 3 章　汽車新能源的類型　 純電動汽車5 / 34　純電動汽車的類型純電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛，一般采用高效率充電蓄電池為動力源。純電動汽車可分為 2 種類型，即用蓄電池作動力源的純電動汽車和裝有輔助動力源的純電動汽車。一、 用蓄電池作為動力源的純電動汽車用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，只裝置了蓄電池組，它的電力和動力傳輸系統(tǒng)如圖 31 所示。圖 31　用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng)二、 裝有輔助動力源的純電動車用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，蓄電池的比能量和比功率較低，蓄電池組的質量和體積比較大。因此，在某些純電動汽車上增加輔助動力源，如超級電容器、發(fā)電機組、太陽能等，由此改善純電動汽車的啟動性能和增加續(xù)駛里程。裝有輔助動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng)如圖 32 所示。圖 32　裝有輔助動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng)　純電動汽車的結構原理燃油汽車主要由發(fā)動機、地盤、車身和電器 4 大部分組成，純電動汽車的結構與燃油汽車相比，主要增加了電力驅動控制系統(tǒng)，而取消了發(fā)動機，電力驅動控制系統(tǒng)的組成與工作原理如圖 33 所示，它由電力驅動模塊、車載電源模塊和輔助模塊 3 大部分組成 [5]。6 / 34圖 33　電力驅動控制系統(tǒng)的組成與工作原理當汽車行駛時，由蓄電池輸出電能（電流）通過控制驅動電動機運轉，電動機輸出的轉矩經傳動系統(tǒng)帶動車輪前進或后退。電動汽車行駛里程與蓄電池容量有關，蓄電池容量受諸多因素限制。要提高一次充電續(xù)駛里程，必須盡可能的節(jié)省蓄電池能量?！?混合動力電動汽車　混合動力電動汽車的結構類型一、 串聯式結構類型如圖 34 所示串聯式結構的最大特點是：能量的產生和使用完全獨立，發(fā)動機的功能只是驅動發(fā)電機工作，由發(fā)電機向蓄電池充電。汽車完全由電動機驅動，發(fā)動機只需在某一轉速下工作，避免在怠速或其他不經濟工況下工作可明顯減少排氣污染和提高燃油經濟性、節(jié)約費用。7 / 34圖 34　串聯式混合動力系統(tǒng) 圖 35　并聯式混合動力系統(tǒng)二、并聯式結構形式并聯式結構（如圖 35）的混合動力汽車可由發(fā)動機與電動機飯別獨立的驅動，采用異步交流電動機，既可作電動機，又可作發(fā)電機使用。汽車在不同行駛工況下工作如下:。在一般路面上駕駛員以發(fā)動機作為動力行駛。當汽車在啟動、小負荷和下坡行駛及汽車需要通過對排放要求嚴格限制的地區(qū)，可通過離合器是發(fā)動機熄火，汽車由電動機從蓄電池中獲得電能來驅動。當汽車加速或高速行駛需要大功率時發(fā)動機和電動機可聯合工作，以獲得所需得峰值功率。大汽車在低負荷工作時異步交流電動機作為發(fā)電機自動接通為蓄電池充電，使蓄電池電能獲得補充，這有利于提高發(fā)動機工作效率。由汽車驅動電動機，此時電動機為蓄電池充電，汽車制動時能量回收部分轉變?yōu)殡娔芏鴥Υ妗Ｈ?、混聯式結構形式混聯式結構（如圖 36）的混合動力系統(tǒng)利用動力分配裝置將動力一分為二：一部分直接驅動汽車；另一部分驅動交流發(fā)電機，而交流發(fā)電機驅動電動機并為蓄電池充電。8 / 34圖 36　混聯式混合動力系統(tǒng)汽車在不同行駛工況下工作如下:。發(fā)動機輸出動力一路直接驅動車輪；另一路經交流發(fā)電機、變流器、電動機驅動車輪。此時，發(fā)動機效率不高而停止工作，由蓄電池帶動電動機驅動車輪。在正常行駛工況基礎上增加功率輸出，這部分增加的動力由蓄電池供給，由電能轉化成機械能傳給車輪。由汽車車輪驅動電動機，此時電動機作為發(fā)電機使用，電動機發(fā)出的電能為蓄電池充電，將汽車的制動能回收為電能 [6]。　不同類型的混合動力電動汽車的比較表 31 對不同類型的混合動力電動汽車在燃油經濟性、尾氣排放和控制難易程度等方面作了比較。表 32 對不同類型的混合動力電動汽車在驅動模式、傳動效率、整車布置、使用條件等方面作了比較。表 31　不同類型的混合動力電動汽車類型的比較項目 串聯式 并聯式 混聯式公路行駛燃油經濟性 較優(yōu) 優(yōu) 優(yōu)城市行駛燃油經濟性 優(yōu) 較優(yōu) 優(yōu)無路行駛燃油經濟性 較優(yōu) 優(yōu) 優(yōu)低排放性能 優(yōu) 較優(yōu) 較優(yōu)成本 低 較低 較低復雜程度 簡單 較復雜 復雜控制難易程度 簡單 較復雜 復雜9 / 34表 32　不同類型的混合動力電動汽車特點的比較結構模型 串聯式 并聯式 混聯式動力總成發(fā)動機、發(fā)電機、驅動電動機等三大動力總成發(fā)動機、電動/發(fā)電機或電動機兩大動力總成發(fā)動機、電動/發(fā)電機、電動機等三大動力總成驅動模式 電動機是唯一的驅動模式發(fā)動機驅動模式、電動機驅動模式、發(fā)動機電動機混合驅動模式發(fā)動機驅動模式、電動機驅動模式、發(fā)動機電動機混合驅動模式、電動機電動機混合驅動模式傳動效率 能量轉換效率較低 傳動效率較高 傳動效率較高制動能量回收 能夠回收制動能量 能夠回收制動能量 能夠回收制動能量整車總布局三大動力總成之間沒有機械式連接裝置，結構布置的自由度較大，但三大動力總成的質量、尺寸都比較大，一般在大型車輛上采用發(fā)動機驅動系統(tǒng)保持機械式傳動系統(tǒng)，發(fā)動機與電動機兩大動力總成之間被不同的機械裝置連接起來，結構復雜，是布局受到一定的限制三大動力總成之間采用機械裝置連接，三大動力總成的質量、尺寸都較小，能夠在小型車輛上布置，但結構更加緊湊適用條件適用于大型客車或貨車，適應在路況較復雜的城市道路和普通公路上行駛，更加接近電動汽車的性能適用于中小型汽車，適應在城市道路和高速公路上行駛，接近普通的內燃機汽車性能適用于各種類型的汽車，適應在各種道路上行駛，更加接近普通得內燃機汽車性能　 燃料電池電動汽車　燃料電池電動汽車的類型采用燃料電池作為電源的電動汽車稱為燃料電池電動汽車(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)。FCEV 一般以質子交換膜燃料電池（PEMFC）作為車載10 / 34 按“多電源”的配置不同，可分為以下幾種：一、純燃料電池驅動（PFC）的 FCEV純燃料電池驅動的電動汽車只有燃料電池一個動力源，汽車的所有功率負荷都由燃料電池承擔。純燃料電池驅動系統(tǒng)將氫氣與氧氣反應產生的電能通過總線傳給驅動電機，驅動電機將電能轉化為機械能再傳給傳動系，從而驅動汽車行駛。二、燃料電池與輔助蓄電池聯合驅動（FC+B）的 FCEV燃料電池+輔助蓄電池聯合驅動的燃料電池電動汽車的動力系統(tǒng)結構是一個典型的串聯式混合動力結構。在該動力系統(tǒng)結構中，燃料電池和蓄電池一起為驅動電機提供能量，驅動電機將電能轉化成機械能傳給傳動系，從而驅動汽車行駛。在汽車制動時，驅動電機變成發(fā)電機，蓄電池將儲存回饋的能量。三、燃料電池與超級電容聯合驅動(FC+C)的 FCEV燃料電池+超級電容與燃料電池+輔助蓄電池的結構相似，只是把蓄電池換成超級電容。相對于蓄電池，超級電容充放電效率較高，能量損失小，功率密度大，在回收制動能量方面比蓄電池有優(yōu)勢，循環(huán)壽命長但是超級電容的能量密度較小隨著超級電容技術的不斷進化，這種結構將成為一種新的研究方向。四、燃料電池與輔助蓄電池和超級電容聯合驅動（FC+B+C）的 FCEV燃料電池與輔助蓄電池和超級電容聯合驅動的電動汽車的動力系統(tǒng)結構也為串聯式混合動力結構。在該動力系統(tǒng)結構中，燃料電池、蓄電池和超級電容一起為驅動電機提供能量，驅動電機將電能轉化成機械能傳給傳動系，從而驅動汽車行駛。在汽車制動時驅動電機變成發(fā)電機，蓄電池和超級電容將儲存回饋的能量。　燃料電池電動汽車的結構原理目前燃料電池電動汽車絕大多數采用的是混合式燃料當電池驅動系統(tǒng)，將燃料電池與輔助動力源相結合，燃料電池可以只滿足持續(xù)功率需求，借助輔助動力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率，而且在制動時可以將回饋的能量儲存在輔助動力源中，混合式燃料電池驅動系統(tǒng)有并聯式和串聯式兩種，如圖 37[7]。11 / 34 （a）串聯式 （b）并聯式圖 37　混合式燃料電池電動汽車驅動系統(tǒng)框圖混合式燃料電池電動汽車的動力系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動機、輔助動力源、DC/DC 變換器、DC/AC 逆變器、電動機和動力控制系統(tǒng)等組成?！?氣體燃料汽車　天然氣汽車天然氣是指以天然氣作為燃料的汽車。按照所使用天然氣燃料狀態(tài)的不同，天然氣汽車可分為壓縮天然氣汽車（CNGV）和液化天然氣汽車（ LNGV） 。壓縮天然氣是指壓縮到 ～ 的天然氣，儲存在車載高壓氣瓶中。它是一種無色透明、無味、高熱量、比空氣輕的氣體，主要成分是甲烷，由于組分簡單，易于完全燃燒，加上燃料含碳少、抗爆性好、不稀釋潤滑油，能夠延長發(fā)動機使用壽命。液化天然氣是指常壓下、溫度為－162℃的液體天然氣，儲存于車載絕熱氣瓶中。液化天然氣燃點高、安全性能強，適于長途運輸和儲存。目前世界上使用較多的是壓縮天然氣汽車。　液化石油氣汽車液化石油氣(簡稱 LPG)的主要成分是丙烷 C3H8，此外還含有少量的丙烷C4H10，丙烷 C3H6和丁烯 C4H8，作為車用燃料來說，液化石油氣的能量密度比天然氣大，在中小型汽車上推廣比較容易。目前，對于 LPG 加氣站不足的地區(qū)，還不具備發(fā)展純 LPG 汽車的條件，大多數國家仍以發(fā)展液化石油氣—汽油兩用燃料汽車為主。由于液化氣和天然氣的性質相似決定了它們的結構相似性，故液化石油氣汽12 / 34車的主要專用部件與天然氣汽車大部分一致。液化石油氣汽車與天然氣汽車的主要區(qū)別在于液化石油氣汽車必須有蒸發(fā)調壓器