電動汽車是一種使用電池或其他可再生能源驅(qū)動的汽車，與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車不同，它們依賴于燃料電池或電動機來提供動力。按照目前技術(shù)狀態(tài)和車輛驅(qū)動原理，電動汽車可分為純電動汽車(BEV)、燃料電池電動汽車和混合動力電動汽車(HEV)三種類型。

電動汽車分類

1、純電動車（Battery Electric Vehicle，BEV）

純電動汽車具有零排放、低噪聲結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟等優(yōu)點，是一種完全依賴電池供電且由電機驅(qū)動的汽車，汽車電機的驅(qū)動電能來自車載可充電蓄電池或其他能量存儲裝置(包括動力蓄電池、超級電容、飛輪電池等)。

車載能源目前主要是采用動力蓄電池，主要有鉛酸電池、鎳氫電池、鎳銅電池、鈉硫電池、鯉離子電池、鋅空氣電池等。

（1）純電動汽車系統(tǒng)原理及構(gòu)成

純電動汽車一般由電機驅(qū)動，電動機的驅(qū)動電能來自車載可充電蓄電池或其他能量存儲裝置，車載能源通過功率轉(zhuǎn)換裝置(電機控制器)向驅(qū)動電機提供電能并驅(qū)動其運轉(zhuǎn)，驅(qū)動電機經(jīng)傳動裝置帶動車輪旋轉(zhuǎn)從而推動汽車運動。

純電動汽車主要由電源系統(tǒng)、電驅(qū)動系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、車身和底盤等構(gòu)成。

純電動汽車結(jié)構(gòu)示意圖

（2）純電動汽車的類型

單一蓄電池作為整車動力源：蓄電池的比能量與比功率較低，蓄電池組的重量和體積較大。

加裝輔助動力源：純電動汽車上加裝輔助動力源（超級電容器、發(fā)電機組、太陽能等），改善純電動汽車的啟動性能且增加續(xù)駛里程。

（3）純電動汽車工作原理

純電動汽車通過蓄電池的能量驅(qū)動電動機使車輪前進，其能量流動路線：蓄電池→電力調(diào)節(jié)器→電動機→動力傳動系統(tǒng)→驅(qū)動輪。其中，蓄電池提供電流，經(jīng)過電力調(diào)節(jié)器后輸出至電動機，電動機提供扭矩，經(jīng)傳動裝置后驅(qū)動車輪實現(xiàn)車輛的行駛。

純電動汽車工作原理

2、燃料電池電動汽車（Fuel Cell Electric Vehicle，F(xiàn)CEV）

相較于傳統(tǒng)電動汽車，燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，具有高效率、無污染、零排放、無噪聲等優(yōu)勢。燃料電池汽車通常以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能驅(qū)動電機進行工作，電機產(chǎn)生的機械能經(jīng)過變速傳動裝置傳給驅(qū)動輪，從而驅(qū)動車輛行駛。

燃料電池汽車動力系統(tǒng)

（1）燃料電池汽車的基本結(jié)構(gòu)

燃料電池車(氫電混合)由燃料電池電堆（Fuel Cell Stack）、驅(qū)動電機（Electric Traction Motor）、DCDC、熱管理系統(tǒng)（Thermal System (cooling)）、電池包（Battery Pack）、加氫口（Fuel Filler）、儲氫罐（FuelTank (hydrogen)）、變速箱（Transmission）、電力電子控制器（Power Electronic Controller）、輔助電池（Battery）等子系統(tǒng)構(gòu)成。

燃料電池車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

燃料電池電動汽車和普通電動汽車有基本一致的電力驅(qū)動構(gòu)造，燃料電池車由四個基本模塊組成：動力系統(tǒng)、底盤、汽車電子系統(tǒng)和車身，動力系統(tǒng)通過燃料電池系統(tǒng)和電動機為汽車提供動力。

按照驅(qū)動形式不同，可分為純?nèi)剂想姵仳?qū)動和混合驅(qū)動兩種；

按照能量來源不同，可分為車載純氫和燃料重整兩種；

根據(jù)燃料電池所提供的功率占整車總需求功率比例的不同，可分為能量混合型和功率混合型兩種。

（2）燃料電池車工作原理

燃料電池車的心臟-燃料電池電堆，提供了一個加速氫氣與氧氣電化學(xué)反應(yīng)的容器，將氫氣與氧氣化學(xué)反應(yīng)中釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能。在燃料電池車中，燃料電池堆與電池一起協(xié)同工作，為電機提供能量，而電機為車輛提供動力，驅(qū)動車輛行駛。對于電池來說，其本身就是能量源。而對于燃料電池電堆來說，其能量來源氫氣，其目前常用的儲存方式為使用高壓儲氫罐儲存。

燃料電池汽車工作原理

（3）燃料電池汽車攻克難點

催化劑：燃料電池必須使用反應(yīng)催化劑來產(chǎn)生電能，而構(gòu)成催化劑的稀有金屬鉑價格昂貴、儲量稀少，因此研發(fā)新型的催化劑是直接影響燃料電池電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵。

燃料的來源和存儲：氫燃料電池需要氫氣，氫氣本身并沒有產(chǎn)業(yè)鏈支撐，制造、運輸、存儲、加注都極不方便，成本又很高，危險性也很大，相比燃油車和電動汽車，氫燃料電池汽車的成熟度較低。

3、混合動力電動汽車(Hybrid Electric Vehicle，HEV)

根據(jù)國際機電委員會下屬的電力機動車技術(shù)委員會的建議，混合動力電動汽車是指由兩種和兩種以上的蓄能器能源或轉(zhuǎn)換器作為驅(qū)動能源，其中至少有兩種以上能提供電能的車輛稱為混合動力電動汽車。通常把內(nèi)燃機與蓄電池動力混合的車型稱為混合動力電動汽車，即采用傳統(tǒng)燃料同時配以電動機和發(fā)電機，由電動機作為發(fā)動機的輔助動力，以改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。

依據(jù)車輛是否需要利用外接充電插頭進行充電，可以將混合動力電動汽車分為插電式混合動力汽車和非插電式混合動力汽車。混合動力電動汽車根據(jù)動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式與復(fù)合式混合動力汽車。

（1）串聯(lián)式混合動力汽車(Series Hybrid Electric Vehicle，SHEV)

串聯(lián)式混合動力汽車(SHEV)發(fā)動機輸出的機械能首先通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化后的電能一部分用來給蓄電池充電，另一部分經(jīng)由驅(qū)動電機和傳動裝置驅(qū)動車輪。

串聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)簡單，其動力系統(tǒng)由發(fā)動機、發(fā)電機和電動機三個動力子單元組成。

串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)

串聯(lián)式混合動力汽車工作原理：發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構(gòu)驅(qū)動汽車。小負荷時由電動機驅(qū)動車輪，大負荷時由發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電驅(qū)動電動機。

（2）并聯(lián)式混合動力汽車 (Parallel Hybrid Electric Vehicle，PHEV)

并聯(lián)式混合動力汽車(PHEV)發(fā)動機和電動機都用于驅(qū)動車輪，其功率是并聯(lián)輸送到車輪，車輛根據(jù)當(dāng)時工況來選擇這兩種功率輸出。

發(fā)動機和電動機通常通過不同的離合器來驅(qū)動車輪，可以采用發(fā)動機單獨驅(qū)動、電驅(qū)動系統(tǒng)單獨驅(qū)動和發(fā)動機+電驅(qū)動系統(tǒng)混合驅(qū)動三種工作模式。當(dāng)發(fā)動機提供的功率大于車輛所需驅(qū)動功率，或者當(dāng)車輛制動時，電驅(qū)動系統(tǒng)工作于發(fā)電機狀態(tài)，給蓄電池充電。

并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)

并聯(lián)式混合動力汽車的發(fā)動機可以直接通過傳動機構(gòu)驅(qū)動車輪，更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，機械效率損耗與普通汽車差不多，應(yīng)用廣泛。

（3）混聯(lián)式(串并聯(lián))混合動力汽車（Series-parallel Hybrid Electric Vehicle，SPHEV)

混聯(lián)式(串并聯(lián))混合動力汽車(SPHEV)結(jié)合了串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)和并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其目的是最大化利用這兩種系統(tǒng)的優(yōu)勢，與串聯(lián)式相比，增加了機械動力的傳遞路線；與并聯(lián)式相比，增加了電能的傳輸路線。

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有兩個電機，根據(jù)駕駛工況，可以選擇電動機單獨驅(qū)動或者電動機+發(fā)動機聯(lián)合驅(qū)動。而且，當(dāng)需要的時候，系統(tǒng)在驅(qū)動車輪的同時還可以通過發(fā)電機發(fā)電。

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)綜合了串聯(lián)和并聯(lián)的優(yōu)點，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。然而，隨著控制技術(shù)和制造技術(shù)的發(fā)展，一些現(xiàn)代混合動力電動汽車(比如豐田普銳斯等)更傾向于選擇這種結(jié)構(gòu)。

（4）復(fù)合式混合動力汽車 (Complex Hybrid Electric Vehicle，CHEV)

復(fù)合式混合動力汽車(CHEV)的結(jié)構(gòu)與混聯(lián)式相似，兩者的主要區(qū)別是，復(fù)合式中的電驅(qū)動系統(tǒng)允許功率流雙向流動，可以有更多的工作模式；而混聯(lián)式中的發(fā)電機只允許功率流單向流動。

復(fù)合式混合動力系統(tǒng)

復(fù)合式混合動力電動汽車同樣具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺點，不過，現(xiàn)在有些新型的混合動力電動汽車也采用這種雙軸驅(qū)動的復(fù)合式系統(tǒng)。

4、總結(jié)

純電動汽車、燃料電池汽車及混合動力汽車這3種類型的新能源汽車都有著各自的優(yōu)缺點，相對而言，純電動汽車及燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)會簡單一些，能量的來源是電能或者燃料，且均由電動機經(jīng)減速器驅(qū)動車輪?；旌蟿恿ζ嚨慕Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時搭載了發(fā)動機及電動機，驅(qū)動車輛行駛的能量來源包括燃料和電能。

純電動汽車、燃料電池汽車及混合動力汽車優(yōu)缺點對比詳見下表：

不同新能源汽車優(yōu)缺點分析

現(xiàn)代電動汽車經(jīng)過近幾年的不斷發(fā)展，其自身技術(shù)日漸成熟，產(chǎn)品質(zhì)量和性能日益完善。電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括車身技術(shù)、底盤技術(shù)、電池技術(shù)、電機技術(shù)和控制器技術(shù)等。車身技術(shù)和底盤技術(shù)是汽車的通用技術(shù)，而電池技術(shù)、電機技術(shù)和控制器技術(shù)則是電動汽車所特有的技術(shù)。這3項技術(shù)也是一直制約電動汽車大規(guī)模進入市場的關(guān)鍵因素。