新能源汽车基础知识

新能源汽车基础知识

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1.新能源汽车的定义和分类

概述

新能源汽车的定义

2007年11月1日，国家发展和改革委员会制定的《新能源汽车生产准入管理规则》（下称《规则》）正式施行。《规则》明确给出了新能源汽车的定义及分类，根据《规则》，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（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。

新能源汽车的分类

1、电动汽车

2、燃气汽车

3、醇类汽车

4、氢燃料汽车

5、生物柴油汽车

电动汽车

电动汽车大致分为纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。电动汽车的一个共同特点是汽车完全或部分由电力通过电机驱动，能够实现低排放和零排放。

燃气汽车

燃气汽车主要包括天然气汽车和液化石油气汽车。天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车，主要以压缩天然气（CNG）、液化天然气（LNG）、吸附天然气（ANG）为燃料，常见的是压缩天然气汽车（CNGV）。液化石油气汽车（LPGV）是以液化石油气（LPG）为燃料。

醇类汽车

醇类汽车就是以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料的汽车，使用比较

广泛的是乙醇，乙醇来源广泛，制取技术成熟，最新的一种利用纤维素原料生产乙醇的技术，其可利用的原料几乎包括了所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物。目前醇类汽车多使用乙醇与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动，既不需要改造发动机，又起到良好的节能、降污效果。

氢燃料汽车

氢是清洁燃料，采用氢气作燃料，只需略加改动常规火花塞点火式发动机，其燃烧效率比汽油高，混合气可以较大程度地变稀，所需点火能量小，有利于节约燃料。氢气也可以加入其它燃料（如CNG）中，用于提高效率和减少N02 排放。

2.纯电动汽车

概述

电动汽车可分为纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三大类，纯电动汽车是电动汽车的技术基础。纯电动汽车就定义来说是单纯用蓄电池作为驱动能源的汽车，它是涉及到机械、动力学、电化学、电机学、微电子与计算机控制等多种学科的高科技产品，下图为法国标致101型电动汽车。

纯电动汽车的特点

1、节能，不消耗石油。

2、环保，无污染，噪声和振动小。

3、能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转轴传递，各部件的布置具有很大的灵活性。

4、驱动系统布置不同会使系统结构区别很大。

5、采用不同类型的电机(如直流电机和交流电机)会影响到纯电动汽车的质量、尺寸和形状。

6、不同类型的储能装置也会影响电动汽车的质量、尺寸及形状。

7、能源效率高，多样化。

8、不同的补充能源装置具有不同的硬件和机构，如蓄电池可通过充电器充电，或者采用替换蓄电池的方式。

9、结构简单，生产工艺相对成熟，使用维修方便。

10、动力电源使用成本高，续驶里程短。

按驱动结构布局分类

归纳典型的基本结构主要有四种：传统的驱动模式、电动机-驱动桥组合式驱动方式、电动机-驱动桥整体式驱动方式、轮毂电机分散驱动方式。由于汽车转弯时，外侧车轮的转弯半径比内侧车轮大，所以需要通过差速器来配合两侧车轮转速不同的要求。前两种需采用具有行星齿轮结构的机械式差速器；第三种的差速器可用机械式或电控式；而第四种即可实现电子差速控制。

按用途分类

纯电动汽车按其用途来分，目前主要有电动公交车和电动轿车两类。由于纯电动汽车的能量不富裕特点，它也较适合于某些性能要求不高的特定车辆，如游览观光车、高尔夫球场车、电动自行车、电动三轮车和残疾人自驾车等，当然按定义来说该类特定车辆不应属于汽车。

纯电动汽车的结构与原理

纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统，其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车类同，不过有些部件根据所选的驱动方式不同，已被简化或省去了。为此首先需对电力驱动控制系统重点阐述。

电力驱动控制系统

电力驱动控制系统的组成与工作原理如图所示，按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。

车载电源模块

车载电源模块主要由蓄电池电源、能源管理系统和充电控制器三部分组成。

1、蓄电池电源。蓄电池是纯电动汽车的唯一能源，它除了供给汽车驱动行驶所需的电能外，也是供应汽车上各种辅助装置的工作电源。

蓄电池在车上安装前需要通过串并联的方式组合成所要求的电压等级，为满足要求，可以用多个12V或24V的蓄电池串联成96～384V高压直流电池组，再通过DC/DC转换器供给所需的不同电压。

2、能源管理系统。能源管理系统的主要功能是在汽车行驶中进行能源分配，协调各功能部分工作的能量管理，使有限的能量源最大限度地得到利用。能源管理系统与电力驱动主模块的中央控制单元配合一起控制发电回馈，使在电动汽车降速制动和下坡滑行时进行能量回收，从而有效地利用能源，提高电动汽车的续程能力。能源管理系统还需与充电控制器一同控制充电。

3、充电控制器。充电控制器是把电网供电制式转换为对蓄电池充电要求的制式，即把交流电转换为相应电压的直流电，并按要求控制其充电电流。充电器开始时为恒流充电阶段。当电池电压上升到一定值时，充电器进入恒压充电阶段，输出电压维持在相应值，充电器进入恒压充电阶段后，电流逐渐减小。当充电电流减小到一定值时，充电器进入涓流充电阶段。还有采用脉冲式电流进行快速充电。

电力驱动主模块

电力驱动主模块主要由中央控制单元、驱动控制器、电动机、机械传动装置等组成。由于加速踏板、制动踏板等操纵装置对于汽车驾驶员来说，是十分熟悉和习惯使用的操纵装置。为适应驾驶员的传统操纵习惯，电动汽车仍保留了加速踏板、制动踏板及有关操纵手柄或按钮等。不过在电动汽车上是将加速踏板、制动踏板的机械位移量转换为相应的电信号，输入到中央控制单元来对汽车的行驶实行控制。

1、中央控制单元。中央控制单元不仅是电力驱动主模块的控制中心，也要对整辆电动汽车的控制起到协调作用。它根据加速踏板与制动踏板的输入信号，向驱动控制器发出相应的控制指令，对电动机进行起动、加速、降速、制动控制。在电动汽车降速和下坡滑行时，中央控制器配合车载电源模块的能源管理系统进行发电回馈，即使蓄电池反向充电。对于与汽车行驶状况有关的速度、功率、电压信息还需传输到辅助模块加以显示。

2、驱动控制器。驱动控制器功能是按中央控制单元的指令和电动