第二节 电动汽车的概念和种类
电动汽车是指汽车行驶的动力全部或部分来自电机驱动系统的汽车。它主要以动力电池组为车载能量源，是涉及机械、电子、电力、微机控制等多学科的高科技技术产品。按照汽车行驶动力来源的不同，一般将电动汽车划分为纯电动汽车（Pure Electric Vehicle，PEV）、混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）、插电式混合动力电动汽车（Plug-inHy-brid Electric Vehicle，PHEV）和燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV）4种基本类型。
图1-1 纯电动汽车典型的组成结构
1.纯电动汽车
纯电动汽车是指行驶动力全部来自于电机的汽车，电机的驱动电能来源于车载可充电的动力电池组或其他电能储存装置。纯电动汽车典型的组成结构如图1-1所示。
纯电动汽车采用全电驱动，线控、轮毂电机等新概念的引入使得其动力传动形式多样，典型实例如图1-2所示。该车采用8个高性能的永磁电机独立驱动8个车轮；整车最高车速可达311.67km/h，0—400m加速时间为15.3s；高能量密度锂离子动力电池的采用，保证了整车300km的续驶里程；滑板式的底盘设计使整车具有了良好的内部空间和驾驶视野。
纯电动汽车是其他类型电动汽车（HEV和FCEV）的基础，具有零排放、噪声小、结构简单、维护较少的优点。相对于燃油汽车和其他类型的电动汽车，纯电动汽车能量利用效率最高，而且电力价格便宜，使用成本低。纯电动汽车可以利用夜间用电低谷充电，因此还具有调节电网系统峰谷负荷、提高电网效能的作用。
2.混合动力电动汽车
混合动力电动汽车是指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：一为可消耗的燃料；二为可再充电能/能量储存装置。混合动力电动汽车具有至少一条发动机动力传动系统和一条电机动力传动系统，可以简单理解为常规发动机汽车与纯电动汽车的动力传动系统在动力传递的某个环节上实现了某种程度上的叠加，如图1-3所示。按照具体叠加位置的不同，混合动力汽车具有了多种形式。
图1-2 纯电动汽车典型实例（KAZ）
图1-3 混合动力电动汽车的基本概念
混合动力电动汽车具有至少两条相对独立的动力传动路线，因此可以采用更小排量的发动机，通过电机驱动系统的动力补偿以及“削峰填谷”的功率调节，使得发动机可以经常工作在高效低排放区域。因此，与普通燃油汽车相比，提高了能量转化效率，降低了燃油消耗和排放。而与纯电动汽车相比，因为混合动力电动汽车可以利用现有的加油设施，所以具有与传统燃油汽车相同的续驶里程，便于克服目前纯电动汽车一次充电续驶里程短的缺陷。
3.插电式混合动力电动汽车
插电式混合动力电动汽车本身是一种混合动力电动汽车，区别在于其车载的动力电池组可以利用电力网（包括家用电源插座）进行补充充电，具有较长的纯电动行驶里程，必要时仍然可以工作在混合动力模式。因此，与混合动力电动汽车相比，它具有较大容量的动力电池组、较大功率的电机驱动系统以及较小排量的发动机。插电式混合动力电动汽车典型车型——丰田普锐斯，如图1-4所示。
图1-4 插电式混合动力
电动汽车典型车型——丰田普锐斯
插电式混合动力电动汽车概念提出的初衷在于充分利用电能，发挥纯电动驱动行驶的技术优点，同时考虑到充电基础设施不完善以及动力电池组充电时间长的技术现状，保留混合动力电动汽车的行驶模式。可以说，插电式混合动力汽车是纯电动汽车和混合动力电动汽车在基础设施上完成的又一次混合。
插电式混合动力电动汽车具有良好的节能潜力和综合性能。
①采用电网电力，使得原来可降低燃油消耗40%的混合动力汽车的综合油耗再降低50%左右，达到60%以上。
②具有接受外部公用电网对车载电池组充电的能力，可以在家里对电池组充电，减少去加油站加油的次数，大大降低了整车使用成本。
③可采用利用再生能源获得的电网电力，降低了国家对石油进口的依赖度，提高了国家的能源安全。
④具有纯电动汽车的全部优点。一周中4～5天，车主可用全电动模式驾车上班，周末仍可以采用内燃机为主的混合动力模式进行长途旅游，保持了车辆的驾驶自由度。
⑤大大减少了汽车温室气体的排放量。
⑥基础设施中的公用电网已经存在，无须新建，并可利用晚间低谷电对电池充电，改善电厂发电机组效率，提高了电力公司的参与积极性。
4.燃料电池电动汽车
燃料电池电动汽车的动力系统主要由燃料电池发动机、燃料箱（氢瓶）、电机、动力电池组等组成，采用燃料电池发动机发电作为主要能量源，通过电机驱动汽车行驶。本田某款燃料电池电动汽车的结构示意如图1-5所示。
图1-5 本田某款燃料电池电动汽车的结构示意图
燃料电池是利用氢气和氧气（或空气）在催化剂的作用下直接经电化学反应产生电能的装置。燃料电池作为电动汽车的动力来源，其特点主要如下。
①能量转化效率高。燃料电池的能量转换效率高达60%～80%，为内燃机的2～3倍。
②不污染环境。燃料电池的生成物是清洁的水，它本身工作不产生CO和CO2，也没有硫和微粒排出，没有高温反应，也不产生NOx，如果使用车载的甲醇重整催化器供给氢气，仅会产生微量的CO和较少的CO2。
燃料电池曾一度被认为是汽车燃料的终极解决方案，但现阶段，燃料电池的许多关键技术还处于研发试验阶段。此外，燃料电池的理想燃料——氢气，在制备、供应、储运等方面距离产业化还有大量的技术与经济问题有待解决。作为燃料电池必不可少的反应催化剂——稀有金属被大量应用。按照现有燃料电池对铂金的消耗计算，即使将地球上所有铂金储量都用来制作车用燃料电池，也仅能满足几百万辆车的需求。因此，如何降低稀有金属用量也是燃料电池电动汽车推广应用的技术和资源瓶颈之一。