1.1 新能源汽車與傳統內燃機汽車的動力區別

1.1.1 新能源汽車的定義和分類

根據國家《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020）》中給新能源汽車下的定義：

新能源汽車是指采用新型動力系統，完全或主要依靠新型能源驅動的汽車，新能源汽車主要包括純電動汽車、混合動力汽車及燃料電池汽車等。

1．純電動汽車

純電動汽車是一種采用單一電池作為儲能動力源的汽車，它利用電池作為儲能動力源，通過電池向電機提供電能，驅動電機運轉，從而推動汽車行駛。

2．混合動力汽車

混合動力汽車是指驅動系統由兩個或多個能同時運轉的單個驅動系統聯合組成的車輛，車輛的行駛功率依據實際的車輛行駛狀態由單個驅動系統單獨或多個驅動系統共同提供。因各個組成部件、布置方式和控制策略的不同，混合動力汽車有串聯、并聯和混聯等多種形式。

3．燃料電池汽車

燃料電池汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下，發生電化學反應產生的電能作為主要動力源驅動的汽車。燃料電池汽車實質上是純電動汽車的一種，主要區別在于燃料電池只能產生電能，而不能儲存電能。

1.1.2 傳統內燃機汽車的動力來源

傳統內燃機汽車一般由發動機、底盤、車身和電氣設備四部分組成。

發動機一般由兩大機構四大系統或五大系統構成。這兩大機構是曲柄連桿機構和配氣機構；五大系統為燃料供給系統、冷卻系統、潤滑系統、起動系統、點火系統（柴油機沒有點火系統）。

底盤的作用是支承、安裝汽車發動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發動機的動力，使汽車產生運動，保證正常行駛。底盤一般由傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統四部分組成。

車身安裝在底盤的車架上，用以駕駛人、旅客乘坐或裝載貨物。轎車、客車的車身一般整體結構，貨車車身一般由駕駛室和貨箱兩部分組成。

電氣設備由電源和用電設備兩大部分組成。電源包括蓄電池和發電機，用電設備包括發動機的起動系統、汽油機的點火系統、燈光照明和其他用電裝置。

傳統內燃機汽車的動力來源于汽油或柴油與空氣混合后燃燒產生的能量。汽油或柴油與空氣的混合氣燃燒后，燃氣的壓力作用于發動機氣缸內的活塞頂部，推動活塞做往復的直線運動，活塞通過連桿帶動曲軸轉動，發動機曲軸末端飛輪轉動的動力再經過離合器和變速器，由變速器變矩、變速后，經傳動軸把動力傳遞到主減速器上，最后通過差速器和半軸把動力傳遞到驅動輪上。圖1-1所示為傳統內燃機汽車的動力傳遞示意圖。

1.1.3 電動汽車與傳統內燃機汽車動力來源的區別

目前人們所說的電動汽車多指純電動汽車，即是一種采用電池作為唯一動力源的汽車。它利用電池作為儲能動力源，通過電池向電機提供電能，驅動電機運轉，從而帶動汽車前進或后退。

電動汽車的結構主要由電力驅動控制系統（即電動汽車的動力系統）、汽車底盤、車身以及各種電器裝置等部分組成。從外形結構上看，電動汽車與日常見到的內燃機汽車沒有區別，區別主要在于動力源及驅動系統，即純電動汽車的電機相當于傳統汽車的發動機，電池相當于油箱，功能等同于傳統汽車中的燃料、發動機與變速器組成的動力系統。除了電力驅動控制系統外，其他部分的功能及其結構組成基本與傳統汽車相同，不過有些部件根據所選的驅動方式不同，已被簡化或省去了。所以電力驅動控制系統決定了整個純電動汽車的結構組成及其性能特征，也是純電動汽車的核心，這也是純電動汽車區別于傳統內燃機汽車的最大不同點。

該類純電動汽車使用鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池等可充電動力電池作為唯一能量源為車輛運轉提供動力。純電動汽車的工作原理如圖1-2所示，動力電池提供電能，通過DC-AC變換器驅動電動機轉動，電動機將電池的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪轉動。該類汽車對電池的性能要求很高，為保證汽車加速性能、爬坡度和較高的行駛里程，所選用的動力電池應該能提供足夠大的存儲容量、較高的比能量和比功率。由于目前的技術瓶頸，現在乘用車普遍使用的動力電池是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，存在價格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時間長、能量密度需要提升等缺點。

1.1.4 混合動力汽車與傳統內燃機汽車動力來源的區別

混合動力汽車兼具了傳統內燃機汽車和電動汽車的兩類動力源，是指車輛驅動系統由兩個或多個能同時運轉的單個驅動系統聯合組成的車輛，車輛的行駛功率依據實際的車輛行駛狀態由單個驅動系統單獨或共同提供。通常所說的混合動力汽車，一般是指油電混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle，HEV），即采用傳統的內燃機（柴油機或汽油機）和電機作為動力源。

根據混合動力驅動的連接方式，一般把混合動力汽車分為三類：

①串聯式混合動力汽車（SHEV）由動力電池、DC-AC變換器、電機、發電機、發動機組成，其結構簡圖如圖1-3所示。在此系統中，動力電池和發動機通過發電機發出的電能都通過DC-AC變換器輸送給電機，由電機驅動汽車行走，其動力傳遞路線如圖1-4所示。

該系統總體結構比較簡單，易于控制，只有電機的電力驅動系統，其特點更加趨近于純電動汽車，但在發動機—發電機—電機驅動系統中的熱能—電能—機械能的能量轉換過程中，能量損失較大。一般常用于大型混合動力客車上。

串聯式混合動力驅動電機運轉的電量主要來源于發動機的工作，所以對其動力電池的性能要求并不高。

②并聯式混合動力汽車（PHEV）的結構簡圖如圖1-5所示。其中發動機和電機都是動力總成，兩大動力總成的功率可以相互疊加輸出，也可以單獨輸出。發動機和電機通過不同的離合器來驅動車輪，可以采用發動機單獨驅動、電機單獨驅動，或者發動機和電機混合共同驅動三種工作模式，其動力傳遞線路如圖1-6所示。此外當發動機提供的功率大于車輛所需驅動功率或者車輛制動時，電機變成發電機，給動力電池充電。

并聯式與串聯式相比，無須另外配置發電機，與串聯式相同的是都對動力電池的性能要求不高，電池成本低。

③混聯式混合動力汽車（PSHEV）是綜合了串聯式和并聯式的結構而組成的電動汽車，主要由發動機、電動機/發電機和驅動電機三大動力總成組成。

混聯式混合動力汽車動力傳遞線路如圖1-7所示，發動機發出的功率一部分通過機械傳動輸送給驅動橋，另一部分則驅動發電機發電。發電機發出的電能輸送給驅動電機或動力電池，驅動電機產生的驅動力矩通過動力復合裝置傳送給驅動橋。混聯式的電機和發動機配合更加默契，能夠適應的工況更多，節油效果更加出色。相對于串聯式和并聯式來說，混聯式對動力電池的性能要求較高。

綜上所述，三種混合動力汽車運轉的主要能量還是來源于燃燒汽油或柴油的發動機，對動力電池存儲的電量要求不高。

1.1.5 燃料電池汽車與傳統內燃機汽車動力來源的區別

燃料電池汽車是純電動汽車的一種，其電力驅動系統是相同的，只是電池系統與其他純電動汽車的電池系統不同，一般電動汽車電池的活性物質儲存在電池內部，而燃料電池工作是燃料和氧化劑由外部源源不斷地供入電池內部，在電池內部正負極催化劑的輔助下發生電化學反應，生成電能，然后輸出驅動電機轉動。因此燃料電池汽車的動力系統結構形式與其他純電動汽車是完全相同的，圖1-8所示是燃料電池汽車的工作原理。