1.1 新能源汽车与传统内燃机汽车的动力区别

1.1.1 新能源汽车的定义和分类

根据国家《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020）》中给新能源汽车下的定义：

新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，新能源汽车主要包括纯电动汽车、混合动力汽车及燃料电池汽车等。

1．纯电动汽车

纯电动汽车是一种采用单一电池作为储能动力源的汽车，它利用电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而推动汽车行驶。

2．混合动力汽车

混合动力汽车是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或多个驱动系统共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，混合动力汽车有串联、并联和混联等多种形式。

3．燃料电池汽车

燃料电池汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下，发生电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池汽车实质上是纯电动汽车的一种，主要区别在于燃料电池只能产生电能，而不能储存电能。

1.1.2 传统内燃机汽车的动力来源

传统内燃机汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备四部分组成。

发动机一般由两大机构四大系统或五大系统构成。这两大机构是曲柄连杆机构和配气机构；五大系统为燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、起动系统、点火系统（柴油机没有点火系统）。

底盘的作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。底盘一般由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四部分组成。

车身安装在底盘的车架上，用以驾驶人、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车的车身一般整体结构，货车车身一般由驾驶室和货箱两部分组成。

电气设备由电源和用电设备两大部分组成。电源包括蓄电池和发电机，用电设备包括发动机的起动系统、汽油机的点火系统、灯光照明和其他用电装置。

传统内燃机汽车的动力来源于汽油或柴油与空气混合后燃烧产生的能量。汽油或柴油与空气的混合气燃烧后，燃气的压力作用于发动机气缸内的活塞顶部，推动活塞做往复的直线运动，活塞通过连杆带动曲轴转动，发动机曲轴末端飞轮转动的动力再经过离合器和变速器，由变速器变矩、变速后，经传动轴把动力传递到主减速器上，最后通过差速器和半轴把动力传递到驱动轮上。图1-1所示为传统内燃机汽车的动力传递示意图。

1.1.3 电动汽车与传统内燃机汽车动力来源的区别

目前人们所说的电动汽车多指纯电动汽车，即是一种采用电池作为唯一动力源的汽车。它利用电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而带动汽车前进或后退。

电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统（即电动汽车的动力系统）、汽车底盘、车身以及各种电器装置等部分组成。从外形结构上看，电动汽车与日常见到的内燃机汽车没有区别，区别主要在于动力源及驱动系统，即纯电动汽车的电机相当于传统汽车的发动机，电池相当于油箱，功能等同于传统汽车中的燃料、发动机与变速器组成的动力系统。除了电力驱动控制系统外，其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同，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。所以电力驱动控制系统决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征，也是纯电动汽车的核心，这也是纯电动汽车区别于传统内燃机汽车的最大不同点。

该类纯电动汽车使用铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等可充电动力电池作为唯一能量源为车辆运转提供动力。纯电动汽车的工作原理如图1-2所示，动力电池提供电能，通过DC-AC变换器驱动电动机转动，电动机将电池的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮转动。该类汽车对电池的性能要求很高，为保证汽车加速性能、爬坡度和较高的行驶里程，所选用的动力电池应该能提供足够大的存储容量、较高的比能量和比功率。由于目前的技术瓶颈，现在乘用车普遍使用的动力电池是磷酸铁锂电池和三元锂电池，存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长、能量密度需要提升等缺点。

1.1.4 混合动力汽车与传统内燃机汽车动力来源的区别

混合动力汽车兼具了传统内燃机汽车和电动汽车的两类动力源，是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV），即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电机作为动力源。

根据混合动力驱动的连接方式，一般把混合动力汽车分为三类：

①串联式混合动力汽车（SHEV）由动力电池、DC-AC变换器、电机、发电机、发动机组成，其结构简图如图1-3所示。在此系统中，动力电池和发动机通过发电机发出的电能都通过DC-AC变换器输送给电机，由电机驱动汽车行走，其动力传递路线如图1-4所示。

该系统总体结构比较简单，易于控制，只有电机的电力驱动系统，其特点更加趋近于纯电动汽车，但在发动机—发电机—电机驱动系统中的热能—电能—机械能的能量转换过程中，能量损失较大。一般常用于大型混合动力客车上。

串联式混合动力驱动电机运转的电量主要来源于发动机的工作，所以对其动力电池的性能要求并不高。

②并联式混合动力汽车（PHEV）的结构简图如图1-5所示。其中发动机和电机都是动力总成，两大动力总成的功率可以相互叠加输出，也可以单独输出。发动机和电机通过不同的离合器来驱动车轮，可以采用发动机单独驱动、电机单独驱动，或者发动机和电机混合共同驱动三种工作模式，其动力传递线路如图1-6所示。此外当发动机提供的功率大于车辆所需驱动功率或者车辆制动时，电机变成发电机，给动力电池充电。

并联式与串联式相比，无须另外配置发电机，与串联式相同的是都对动力电池的性能要求不高，电池成本低。

③混联式混合动力汽车（PSHEV）是综合了串联式和并联式的结构而组成的电动汽车，主要由发动机、电动机/发电机和驱动电机三大动力总成组成。

混联式混合动力汽车动力传递线路如图1-7所示，发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能输送给驱动电机或动力电池，驱动电机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。混联式的电机和发动机配合更加默契，能够适应的工况更多，节油效果更加出色。相对于串联式和并联式来说，混联式对动力电池的性能要求较高。

综上所述，三种混合动力汽车运转的主要能量还是来源于燃烧汽油或柴油的发动机，对动力电池存储的电量要求不高。

1.1.5 燃料电池汽车与传统内燃机汽车动力来源的区别

燃料电池汽车是纯电动汽车的一种，其电力驱动系统是相同的，只是电池系统与其他纯电动汽车的电池系统不同，一般电动汽车电池的活性物质储存在电池内部，而燃料电池工作是燃料和氧化剂由外部源源不断地供入电池内部，在电池内部正负极催化剂的辅助下发生电化学反应，生成电能，然后输出驱动电机转动。因此燃料电池汽车的动力系统结构形式与其他纯电动汽车是完全相同的，图1-8所示是燃料电池汽车的工作原理。