（机械工业出版社2012年版图书）

21世纪汽车类专业规划教材

2012年1月第1版第1次印刷

第一节发展电动汽车的意义1

一、汽车的发展及在社会中的地位1

二、汽车对环境及石油资源的影响4

第二节电动汽車的发展概况6

一、电动汽车的发展历史6

二、电动汽车的发展现状8

三、电动汽车发展展望14

第二章电动汽车用动力电池17

第一节电动汽车用蓄电池概述17

一、蓄电池的发展概况与存在的不足17

三、蓄电池的性能参数与常用术语19

四、电动汽车对蓄电池的性能要求21

第二节蓄电池的原理与特性23

三、镍镉及镍锌电池30

五、锌空气电池及铝空气电池33

六、其他类型的蓄能装置34

第三节蓄电池的充电36

一、蓄电池的基本充电方法36

二、充电可接受电流与快速充电37

第四节蓄电池性能与状态的测试39

一、蓄电池性能检测的相关标准39

二、蓄电池充放电性能的测试40

三、蓄电池容量的测定42

㈣、蓄电池寿命的测定42

五、蓄电池内阻及自放电的测定43

六、蓄电池安全性能的测试45

七、蓄电池荷电状态SOC的检测方法46

第三章电动汽车驱动装置49

第一节电动汽车用电动机概述49

一、电动汽车用电动机的使用环境与要求49

二、电动汽车用电动机的类型及特点50

三、电动汽车用电动机的发展概况51

第二节直流电动机驱动系统52

一、 直流电动机的工作原理52

二、 直流电动机的结构类型53

三、直流电动机的特性55

四、直流电动机的控制56

第彡节交流异步电动机驱动系统59

一、交流异步电动机的工作原理59

二、交流异步电动机的结构与特点60

三、交流异步电动机的特性62

四、交流异步電动机的控制64

第四节永磁电动机驱动系统66

一、永磁无刷直流电动机67

二、永磁交流同步电动机70

第五节开关磁阻电动机驱动系统72

一、开关磁阻電动机的工作原理72

二、开关磁阻电动机的结构类型73

三、开关磁阻电动机的特性74

四、开关磁阻电动机的控制75

五、开关磁阻电动机功率转换器嘚结构类型79

第一节纯电动汽车概述83

一、纯电动汽车的特点83

二、纯电动汽车的发展现状84

三、纯电动汽车的基本结构86

四、纯电动汽车的种类87

第②节纯电动汽车的性能指标89

一、纯电动汽车的经济性89

二、纯电动汽车的动力性92

第三节纯电动汽车驱动系统设计96

一、电动机类型和性能参数嘚选择96

二、蓄电池数量和容量的选择98

三、传动系统参数的选择99

第四节纯电动汽车蓄电池管理系统102

一、蓄电池管理系统的总体组成102

二、蓄电池的热管理104

三、蓄电池组的绝缘检测106

四、蓄电池组的充电管理108

五、制动能量回馈控制110

第五章混合动力电动汽车113

第一节混合动力电动汽车概況113

一、混合动力电动汽车概述113

二、混合动力电动汽车的分类113

三、混合动力电动汽车的发展历史与趋势116

第二节串联式混合动力电动汽车117

一、串联式混合动力电动汽车的组成117

二、串联式混合动力电动汽车的工作模式与运行工况分析118

三、串联式混合动力电动汽车的特点120

四、串联式混合动力电动汽车实例121

第三节并联式混合动力电动汽车122

一、并联式混合动力电动汽车的组成122

二、并联式混合动力电动汽车的工作模式与运荇工况分析123

三、并联式混合动力电动汽车的特点125

四、并联式混合动力电动汽车的动力合成器125

五、并联式混合动力电动汽车驱动系统的布置汾析128

六、并联式混合动力电动汽车实例132

第四节混联式混合动力电动汽车136

一、混联式混合动力电动汽车的组成136

二、混联式混合动力电动汽车嘚工作模式与运行工况分析137

三、混联式混合动力电动汽车的特点141

四、混联式混合动力电动汽车实例141

第五节插电式混合动力电动汽车143

一、插電式混合动力电动汽车的特点143

二、插电式混合动力电动汽车的工作模式145

第六节混合动力电动汽车驱动系统设计145

一、串联式混合动力电动汽車驱动系统设计145

二、并联式混合动力电动汽车驱动系统设计148

三、混联式混合动力电动汽车驱动系统设计149

第六章燃料电池电动汽车150

第一节燃料电池概述150

一、燃料电池的基本概念及特点150

二、燃料电池的发展概况151

三、燃料电池的分类151

四、燃料电池的发电原理154

第二节质子交换膜燃料電池155

一、质子交换膜燃料电池的组成155

二、质子交换膜燃料电池的工作特性及影响因素158

第三节燃料电池电动汽车概述161

一、燃料电池电动汽车嘚发展概况161

二、燃料电池电动汽车的类型162

第四节燃料电池电动汽车的构成163

一、直接燃料电池电动汽车164

二、重整燃料电池电动汽车166

第五节燃料电池电动汽车的工作方式与动力匹配169

一、燃料电池电动汽车的储氢方式169

二、燃料电池电动汽车的工作方式170

三、燃料电池电动汽车动力系統参数的匹配172

第六节燃料电池电动汽车的安全系统174

一、燃料电池系统的安全保护措施174

二、燃料电池电动汽车氢气监测系统175

三、燃料电池电動汽车其他安全措施176

第七节燃料电池电动汽车的性能与存在的问题176

一、燃料电池电动汽车的性能与关键技术176

二、燃料电池电动汽车存在的主要问题179

第七章电动汽车控制技术基础理论181

第一节状态空间分析法181

二、线性系统能控性和能观测性183

三、状态空间方程的能控标准型和能观測标准型184

一、模糊控制系统原理186

二、 模糊控制器设计191

第三节神经网络控制202

一、神经网络的基本概念202

二、人工神经网络204

第四节自适应控制207

一、自适应控制的基本概念207

二、自适应控制的基本结构与分类208

第五节控制技术在电动汽车上的应用实例210

一、电动汽车前向仿真中驾驶人模型嘚PI控制211

二、并联式混合动力电动汽车能量管理的模糊控制212

三、基于神经网络的电动汽车发动机转矩估计216

第八章电动汽车的建模与仿真221

第一節建模与仿真方法221

一、系统建模与仿真的含义221

二、建模与仿真的分类221

三、电动汽车仿真方法222

第二节电动汽车整车及部件建模224

一、整车动力學建模224

第三节电动汽车仿真软件232

• ．豆瓣读书[引用日期]

当前汽车行业的技术发展热点：咹全、节能、环保

其中，为提高节能和环保性能可以采取的技术措施总的来说包括：

1. 重点从整车重量和几何尺寸入手，降低现有车辆嘚行驶阻力

2. 提高现有汽/柴油内燃机的热效率

3. 采用替代燃料（能源）

4. 采用以电动车辆为代表的新型动力技术

就目前的技术水平而言各种方案都具有一定的可行性；但也存在一些问题，而有些目前很难解决的矛盾是制约该技术发展的根本因素。

汽车的轻量化设计和低风阻技術也是近年来的行业研究重点之一。但不得不承认对于大多数车辆来说，由于制造成本的限制（主要是新型高强度、低密度材料）以忣运输任务的要求大幅度减轻重量和几何尺寸存在较大困难。（轮胎的新技术可以降低滚动阻力但滚动阻力对整车的行驶阻力来说往往不是主要的。）

大幅度改进现有内燃机的热效率无疑是提高燃料利用率、降低单位行程污染物排放的极其有效的手段。但限于热机循環的热力学性质以及内燃机研究、制造的水平，想要内燃机在整个工作区间（即不同的转速和转矩/功率）内都有较高的热效率是不现實的。而单纯由常规内燃机驱动的车辆随着行驶环境和驾驶员意图的不同，又不得不在相当大的工作区间工作

替代能源技术的研究目湔发展很迅速。如各种醇类（添加）燃料、压缩天然气、液化石油气、氢气以及生物柴油等（比较前瞻性的还有可燃冰等）

常规内燃机稍加改动，就可以使用这些替代能源的确可以明显减少对石油燃料的依赖，而且其排放污染物也比汽油、柴油少得多

但目前存在的问題主要有：替代燃料车辆的动力性比采用石油燃料要差；替代燃料的产能远不及石油，有的还需要牺牲大面积的耕地；其制造和储运环节存在安全问题；其补充设施（主要是各类加气站）目前还不够普及；氢气和生物采油等制备成本并不低

电动车辆则是另一个节能、减排嘚发展方向。此处所指的“电动车辆”是一个广义概念，大体上包含下列分支：纯电动汽车、燃料电池汽车和混合动力汽车

一、纯电動汽车 顾名思义，也就是完全由电力驱动、而没有其他动力设备和能源装置的车辆其动力系统很简单：电池组—电动机—车辆传动系…

電动机的效率远高于内燃机，而且在工作时没有任何化学污染物的排放对节能和环保都有很大的意义。而且其机械传动和控制系统也不昰非常复杂

但纯电动车辆也存在一些问题：

（1）最主要的，纯电动车辆电池组的能量密度偏低无论采取何种先进电池技术，就目前技術水平而言单位重量的电池所能储存的电能，远低于同样重量燃油所能释放出来的机械功这就意味着，要么牺牲动力性和续驶历程、偠么极大的增加车载电池的重量而对于很多运输任务而言，这两个选择都是难以接受的

（2）另外，纯电动车辆的充电场所和充电时间嘟存在问题

（3）如果我们深入研究其能量转换链，会发现纯电动车辆最终很可能还是依赖化石燃料（或者水电、核能；单纯的太阳能戓者风能等完全清洁能源基本上不现实）。

石油或者煤炭经过发电设备转化成电能、经过输变电、给电动车的电池充电、再由电池放电给電机做功能量转换次数较多，最终对化石燃料的利用率并不很高；而且所谓“零排放”只是对于车辆行驶环境而言发电的过程及其设備维护很可能还是存在污染。（对于发电行业来说虽然采用的技术在不断地升级，如开发出了超高压、超临界、超超临界机组开发出叻流化床燃烧和整体气化联合循环发电技术，但这种努力的结果是：机组规模巨大、超高压远距离输电、投资上升到用户的综合能源效率仍然只有35%左右，大规模的污染仍然没有得到根本解决）

（4）大容量电池组的成本较高，维护较复杂其制造和维护过程中很可能会产苼大量污染物。

目前车辆行业界的一个共识：电动车辆、乃至所有“清洁能源汽车”的终极技术目标就是燃料电池。

1.基本定义 燃料电池昰将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置。由于其具有发电效率高适应多种燃料和环境特性好等优点，近年来已在积极地进行开发

依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料電池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及质子交换膜燃料电池（PEMFC）等

燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高既可以集中供电，也适合分散供电

2.基本结构与工作原理

燃料电池从本質上说是一种电化学装置，其基本组成与一般电池相同

为实现较大功率的输出，燃料电池通常由若干“单体电池”组成与普通电池类姒，单体燃料电池是由正负两个电极(负极即燃料电极正极即氧化剂电极)以及电解质组成。

不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部因此，限制了电池容量而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件因此燃料电池是名符其实的把化学能转化為电能的能量转换机器。电池工作时燃料和氧化剂由外部供给，进行反应原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排出燃料电池僦能连续地发电。

这里以氢-氧燃料电池为例来说明燃料电池的基本工作原理

这个反映是电觧水的逆过程。电极应为：

另外只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套相应的辅助系统包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。

燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板和其两侧配置的燃料极（阳极）和空气极（阴极）、及两侧气体流路构成气体流路的作用是使燃料气體和空气（氧化剂气体）能在流路中通过。

在实用的燃料电池中因工作的电解质不同经过电解质与反应相关的离子种类也不同。PAFC和PEMFC反应Φ与氢离子（H+）相关发生的反应为：

氢氧燃料电池组成和反应循环图

在燃料极中，供给的燃料气体中的H2 分解成H+ 和e- H+ 移动到电解质中与空氣极侧供给的O2发生反应。e- 经由外部的负荷回路再反回到空气极侧，参与空气极侧的反应一系例的反应促成了e- 不间断地经由外部回路，洇而就构成了发电并且从上式中的反应式（3）可以看出，由H2 和O2 生成的H2O 除此以外没有其他的反应，H2 所具有的化学能转变成了电能但实際上，参与电化学反应的电极存在一定的电阻电流通过时会引起了部分热能产生，由此减少了转换成电能的比例

（2）燃料电池电动车嘚系统组成

组成燃料电池电动车的动力系统有三个关键零组件，即

①重组器（reformer）：将甲醇、汽油等液体燃料重组为富氢气（hydrogen-rich）气体燃料提供予燃料电池反应。

②燃料电池（fuel cell stack）：燃料电池是燃料电池电动车的动力源其提供氢气与空气中的氧气反应并产生电流与电压，同时產生废热（水）等副产物

③电力转换器（inverter／converter）：将燃料电池产生的电力转换为直流电或交流电，或具备升压或降压以调整电力输出

3.技術特色及发展现状

燃料电池被称为是继水力、火力、核能之后第四代发电装置和替代内燃机的动力装置。国际能源界预测燃料电池是21世紀最有吸引力的发电方法之一。

根据工作温度的不同把碱性燃料电池（AFC，工作温度为100℃）、固体高分子型质子膜燃料电池（PEMFC也称为质孓膜燃料电池，工作温度为100℃以内）和磷酸型燃料电池（PAFC工作温度为200℃）称为低温燃料电池；把熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC，工作温度为650℃）和固体氧化型燃料电池（SOFC工作温度为1000℃）称为高温燃料电池，并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池

燃料电池最大的优点在于能量转换次数少，燃料利用率高

传统的火力发电站的燃烧能量大约有近70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞夶的设备上，燃烧时还会排放大量的有害物质而使用燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能不需要进行燃烧，没有转动部件理论上能量转换率为100%，装置无论大小实际发电效率可达40%～60%可以实现直接进入企业、饭店、宾馆、家庭实现热电联产联用，没有输电輸热损失综合能源效率可达80%，装置为集木式结构容量可小到只为手机供电、大到和目前的火力发电厂相比，非常灵活

此外，燃料电池还具有以下优点：

（1）部分负荷时也能保持高的效率；

（2）通过与燃料供给装置的组合可适用较大范围的不同燃料；

（3）输出功率可按“积木式”灵活调节；

（4）电池本体的负荷响应性好；

（5）NOX及SOX等的排出量少，有利环保

近20多年来，燃料电池经历了碱性、磷酸、熔融碳酸盐和固体氧化物等几种类型的发展阶段燃料电池的研究和应用正以极快的速度在发展。AFC已在宇航领域广泛应用PEMFC已广泛作为交通动仂和小型电源装置来应用，PAFC作为中型电源应用进入了商业化阶段MCFC也已完成工业试验阶段，起步较晚的作为发电最有应用前景的SOFC已有几十芉瓦的装置完成了数千小时的工作考核相信随着研究的深入还会有新的燃料电池出现。

美、日等国已相继建立了一些磷酸燃料电池电厂、熔融碳酸盐燃料电池电厂、质子交换膜燃料电池电厂作为示范日本已开发了数种燃料电池发电装置供公共电力部门使用，其中磷酸燃料电池（PAFC）已达到"电站"阶段已建成兆瓦级燃料电池示范电站进行试验，已就其效率、可运行性和寿命进行了评估期望应用于城市能源Φ心或热电联供系统。日本同时建造的小型燃料电池发电装置已广泛应用于医院、饭店、宾馆等。

在车辆工程领域目前比较普遍的方案是氢动力质子交换膜燃料电池（PEMFC）

在燃料电池发动机方面突破大功率氢燃料电池组制备的关键技术，轿车用净输出30KW、客车用净输出60KW和100KW的燃料电池发动机已在同济大学和清华大学燃料电池发动机测试基地通过严格的测试并装车运行，燃料电池轿车已累计运行4000多km燃料电池愙车累计运行超过8000km。

由于氢气里没有腐蚀性的杂质也没有碳阻塞燃烧室，燃料电池车很少需要维修

此外，氢燃料车比汽油车安全即使在失火的情况下也便于逃生。汽油车发生事故或遇火油箱会爆炸，油产生的热和毒气都会致命而氢燃料车在猛烈的撞击下，甚至储氫罐破裂都不会引起大火在逃生时不会被大火烧伤。即使氢采用压缩储存也仅易燃。若撞击后氢燃料外溢没有着火它会蒸发到空气Φ，不产生污染即使失火也不会爆炸，因为氢气只有与氧气或空气在密闭的空间里混合才会爆炸

氢燃料电池车的尾气排放物是水，对環境的污染为零

对于纯燃料电池车或基于氢能源的其他类型车，怎样合理控制制氢成本和建立社会网络化的储氢站是一个重要工程；在荇驶的汽车里怎样保存氢燃料也是一个重要课题

储氢技术基本上有三种，一是在超低温-253°将氢呈液态保存，二是用高压（约5000磅/平方英寸）压缩气态氢提高能量密度，三是用金属氢化合物在普通常温下储存氢；具体来说燃料电池电动车普及化道路上尚需攻克的课题主要囿：

如前所述，燃料电池电动车以燃料的氢气与空气的氧气反应以其产生的电力推动马达而得以行驶。相较于传统电动车燃料电池电動车的燃料电池可视为小型发电厂，且燃料电池电动车可以改善传统电池过重、电能容量及长时间充电的缺点燃料电池发电可视为水电解的逆反应，发电过程中只有水份的排放是清净的动力能源。而这些都依赖于氢能源的充足供给

以国外的情形为例：日本经济产业省原来预估2010年底，燃料电池电动车可以达到5万台2020年达到500万台的目标，目前看来似乎有些过热各个车厂开始以较务实的态度对应这件事情。Toyota预定2003年燃料电池电动车商品化且希望将价格訂在日币1000万元以下才具产品竞争力。但短期内燃料电池价格不易降至数百万日元内。同期从事研发工作的Honda、Daimler Chrysler、Ford等车厂都认为燃料电池电动车发展的难题是─氢气燃料的供给特别是氢气供应站与氢气燃料的环境整备 （infrastructure）。燃料电池电动车可以纯氢气为燃料抑或以碳氢系燃料如甲醇、天然气、汽油等经由重组取得富氢气燃料，其热值等性质虽各有所长以储存性与管理而言，甲醇与高品质的汽油经由重组似乎较具优势

燃料重组，最大的问题在于重组过程中造成的高温现象甲醇重组时温度約300℃，汽油重组时的温度则高达800℃（碳与氢分子键结强不易打断），已经在道路行驶测试（fleet test）的甲醇重组方式燃料电池电动车因为高溫而需要配置大型冷却风扇，产生令人不快的噪音问题虽然静肃性 （如：马达运转等）仍较传统电动汽车优越，但燃料重组时大型冷却風扇噪音问题亦不得不重视而且大型冷却风扇亦会造成能量消耗，燃料重组方式燃料电池电动车因兼顾能源效率与噪音问题事实上、較Toyota 的Prius 的复合动力能源效率相异不大，看不出燃料电池电动车的显著优势更何況燃料重组时并非百分之百的零污染，仍有一定量的CO2甚至NOx和SOx排出以甲醇重组并完成日本道路行驶测试的Mazda认为“唯有以纯氢气作为燃料的燃料电池电动车才具有挑战性！”甲醇与汽油重组衍生的各種问题，特别是高温是燃料电池电动车普及化的一大障碍。另外高效率的重组器开发亦刻不容缓。

（3）纯氢气燃料储存方式

纯氢气燃料似乎是燃料电池电动车未来可能普及化的燃料供应方式，然而氢气的储存却是另一问题点目前即使是气密性最佳的燃料容器，充气後长时间放置很可能即漏失完毕！

氢气燃料储存方式有高压储氢（compressed hydrogen gas）可能引发安全上的顾虑，理论上较高的压力储氢量越多但高压储氫材料容器的价格昂贵，尤其是燃料电池电动车这种移动式载具必须考虑碰撞的安全性；低温储氢，要储存氢气燃料于 -273℃环境其所需低温储存处理的能量消耗亦不容忽视，且应考虑前述漏失问题；较安全且可行的方案是储氢合金（metal hydride储存效率仍有极大的改善空间。

（4）純氢气燃料的制备

依照日本经济产业省预估2020年达到500万台的燃料电池电动车目标相当于一年需要37亿5000mm3的氢气，这样的消耗量单靠天然气提炼氫气是不可能符合需求況且在精制氢气时亦会衍生一定数量的CO2排放，与降低CO2排放诉求的燃料电池电动车互为矛盾其实只是CO2排放只是改變为燃料电池电动车以外发生的场所罢了。

为了不增加制造纯氢气燃料时所带来的环境污染以太阳能发电的电力对水产生电解制造纯氢氣似乎可行。实际上Honda 在美国加州的研发中心即利用太阳能发电制造纯氢气，并由供应站供给氢气进行相关实验每辆车单以太阳能发电淛造纯氢气即可获得一年约7600L，相当于每天20.8L氢气以目前供给氢气1.0L行驶1.8km的实验车为例，每天可行驶37.4km一年可累积里程13,680km，基本上可以满足普通荇驶要求不过、配置在每台燃料电池电动车上的太阳电池面积是车辆平面投影面积的4倍，太阳电池的能源利用效率与如何小型化又是另┅个课题！

目前燃料电池因需要使用一定量的贵重金属（主要是铂）燃料电池厂预计短期内不易降至量产化价格。除了膜组合体中贵重金属如何降低使用量之外开发耐高温（200℃）与耐不纯物的质子交换膜等都是当前重要的课题。

现阶段燃料电池电动车普及化最大的课题昰氢气的储存方式与供给体制。如何增加氢气储存效率(开发高效率储氢合金材料)与氢气供应站的普及化都是燃料电池电动车技术能否普忣化的因素而欲促进燃料电池电动车普及化，现阶段与未来应朝下列几个方向发展：

1、增加重组过程中富氢气的比例

2、改善反应气体供應方式

3、改善氢气的使用效率

4、改善燃料系统对硫成分的抗性

7、动力系统的最佳化设计

8、减少燃料电堆的容积与重量

三、混合动力汽车（HEV）

1.定义 目前关于“混合动力”的定义比较多，一般比较通行的是：一辆汽车同时拥有两种、或两种以上的动力装置（也有的用“能源裝置”术语，但不够严谨）其中有一种必须是电能动力。

而一般来说除了电力之外的动力，另一种都是车用内燃机所以“混合动力”又常被称作“油电混合”。

与纯电动车和燃料电池车（以及单纯太阳能汽车等）方案相比可以说混合动力采用的是一种不那么激进的“中庸之道”。

其全部能源归根结底还是来自车载燃油燃油还是通过传统热力学过程由热机转化成机械能。

也就是说混合动力整车的能源利用率不会高于车载内燃机的最佳热效率。

其节能减排的基本出发点是：优化发动机的工作区间

（可以类比无级变速器。无级变速器可以在某功率下寻求燃油消耗率最小的工作点而混合动力可以将发动机控制在整个万有特性图中的最经济点。）

例如发动机的最经濟工作点是：n=2000rpm，Pe=40Kw

当车辆负荷较轻时，比如仅需要20Kw的功率。此时发动机仍工作在最经济点，输出40Kw功率；多余的20Kw由电系统回收储存在電池中。（或者发动机完全关闭单纯由电系工作。）

转速和车速的协调由传动系的传动比实现所以很多HEV配置无级变速器。

当车辆负荷較大时比如，需要60Kw的功率此时，发动机仍工作在最经济点输出40Kw功率；不足的20Kw由电系统提供，电池对外放电（或者发动机完全关闭，单纯由电系工作）

混合动力技术能够提高燃油经济性和排放性的具体原因，可参阅《汽车理论》第二章 第五节

就目前技术水平而言，与常规动力车辆相比混合动力车辆的油耗可以降低一半左右，排放污染物水平减少的幅度更大

混合动力车辆，根据“油”与“电”嘚不同组合方式有串联、并联和混联之分。较常见的是前两者

（1）所谓“串联”，就是发动机-发电机-电动机-车辆传动装置…成线形串荿一列在发电机和电动机之间是蓄电池端口，由控制器控制能量基本流程：

①发动机工作在最经济点，燃油的化学能由内燃机转化成機械能（或者关闭发动机完全由电池提供能源）；

②带动发电机全部转化成电能；

③如果发电量不足，则由电池补充；如果发电量超过需求则将多余的部分储存在电池中；

④电能经过电池的调节后传递给电动机，再次转化成机械能；

⑤机械能带动车辆传动系统提供驱動轮驱动力…

由于所有能量都要经过发电-电动的反复转换，效率较差；而且由于串行布置所有动力总成都要满足车辆最大功率的需求，體积和质量都难以控制

但串联式方案由于发动机和驱动轮之间没有直接的联接，发动机工作不受行驶环境和驾驶员意图的影响容易控淛在理想工作点，整套控制系统也较简单（相对并联和混联）

目前，如果选用效率较高的发电机和电动机串联式混合动力车辆的效能還是可以接受的。

（2）所谓“并联”指的是“油”和“电”都可以单独驱动汽车行驶。它的核心电系是一个在控制器控制下的电机可鉯适时的充当电动机或者发电机。

①发动机工作在最经济点燃油的化学能由内燃机转化成机械能（或者关闭发动机，完全由电池提供能源）；

②如果该功率不足则电池放电，电机对外输出机械功在动力合成装置的协调下该机械功与来自内燃机的机械功汇合，共同驱动車辆；如果发动机功率过剩那么动力合成装置将一部分功率分配给电机，电机发电将剩余的能量储存起来；

③从动力合成装置输出的機械功驱动车辆…

很显然，并联式方案更复杂而且发动机与驱动轮存在机械连接，对控制器的要求更高

但其最大的优点是效率高。驱動轮输出功率中的很大一部分直接来自发动机而不需要发电-电动的转换。另外由于内燃机和电机的功率是相加后共同满足行驶需求，咜们各自的额定功率都可以远小于整车的功率需求可以做到小型化、轻量化，这对于许多小型车辆而言是必须的

（3）还有一种“混联”。从理论上说其综合性能最佳；但系统组成非常庞大，传动布置非常困难对控制系统的要求也非常高。在此不多介绍

总之，混合動力技术的优点包括：

（1） 所采用的动力总成都是对已有技术的继承需要完全重新研制的设备不多。

（2） 由于所有能源从本质上还是来洎车载燃油能够比较准确的定量评价对燃油经济性和排放性的贡献。

（3） 是目前唯一可以回收制动能量（部分）的技术

（4） 对蓄电池技术要求相对不高。

（5） 利用普通加油站

（1） 没有完全摆脱对化石燃料的依赖。这是最致命的缺陷所以一般认为混合动力技术只是燃料电池车辆普及之前的一个过渡。

（2） 在所有电动车辆技术中其控制系统最为复杂。对控制器软硬件水平以及车上信号通信的要求非常高（因此，实际混合动力车辆的效能与仿真计算相比存在一定差异。）

（3） 由于各动力装置的工作状况切换比较频繁其寿命存在问題。而且大量的瞬态工作过程对油耗和排放都带来一定负面影响

（4） 专门用于混合动力车辆的高效率、低排放内燃机的研发还需加快进喥。

（5） 研发和制造成本较高

这是所有电动车辆（乃至所有新型节能车辆）的共性。如果没有政策性倾斜单凭其技术优势和消费者对環境问题的自觉认知，市场竞争力不佳因为其初始购车费用和日程养护、维修费用的增加，远远超过节能所带来的收益 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有，本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者洳果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播，或不应无偿使用请及时通过电子邮件或电话通知我们，以迅速采取適当措施避免给双方造成不必要的经济损失。

新能源汽车是指采用非常规的车鼡燃料作为动力来源（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

2016年9月8日，财政部曝光了苏州吉姆西客车制造有限公司等5家新能源汽车生产企业意图骗补国家财政补贴超10亿元个别企业已被取消整车生产资质。[1]

采用非常规车用燃料作为动力来源

新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽車、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等

纯电动汽车(Blade Electric Vehicles，BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车它利用蓄电池莋为储能动力源，通过电池向电动机提供电能驱动电动机运转，从而推动汽车行驶

混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)是指驱动系统由两个或多个能同时運转的单个驱动系联合组成的车辆车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同混合动力汽车有多种形式。

VehicleFCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下．在燃料电池中经电化学反应产苼的电能作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。

氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车一般发动机使用的燃料是柴油或汽油，氢发动机使用的燃料是气体氢氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的昰纯净水其具有无污染、零排放、储量丰富等优势。

其他新能源汽车包括使用超级电容器、飞轮等高效储能器的汽车目前在我国，新能源汽车主要是指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车常规混合动力汽车被划分为节能汽车。