一、新能源汽车定义及分类

（一）新能源汽车的定义

1. 新能源

新能源又称非常规能源，指传统能源之外的各种能源形式，也指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、潮汐能、生物质能和核聚变能等。

2. 汽车

GB/T 3730.1—2001《汽车和挂车类型的术语和定义》对汽车有如下定义：由动力驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆，主要用于载运人员和（或）货物，如图1-1所示；牵引载运人员和（或）货物的车辆；特殊用途的车辆。

3. 新能源汽车

新能源汽车（New Energy Vehicles）指采用非常规的车用燃料（即除汽油、柴油之外）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、具有新技术和新结构的汽车，如图1-2和图1-3所示。

（二）新能源汽车的分类

1. 纯电动汽车

纯电动汽车指由车载可充电蓄电池或其他能量储存装置提供电能、由电机驱动的汽车，有一部分车辆把电机装在发动机舱内，也有一部分车辆直接以车轮作为电机的转子，其难点在于电能储存技术，如图1-4所示。

电能可以从多种一次能源中获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，有助于缓解石油资源日渐减少带来的能源短缺问题。纯电动汽车还可充分利用晚间用电低谷时的富余电能充电，使发电设备日夜都能充分利用，大幅提高经济效益。

2. 混合动力汽车

混合动力汽车指采用传统燃料内燃机，同时配以电机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，混合动力汽车又可分为汽油混合动力汽车和柴油混合动力汽车两种。在国内市场上，混合动力汽车的主流是汽油混合动力车型，而在国际市场上，柴油混合动力车型发展很快。按动力系统结构类型不同，混合动力汽车可分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车和混联式混合动力汽车。按混合程度不同，混合动力汽车可分为微度混合动力汽车、轻度混合动力汽车、中度混合动力汽车和重度/全混合动力汽车。丰田普锐斯是一款非常典型的混合动力汽车，如图1-5所示。

车辆采用混合动力形式后，可按平均需用功率来确定内燃机的最大功率，使车辆在油耗低、污染少的最优工况下工作。当内燃机功率不足时，可由蓄电池驱动电机补充；当负荷小时，内燃机富余功率可用来发电给蓄电池充电。由于内燃机可持续工作，蓄电池又可不断充电，其续驶里程与传统燃油汽车处于同一水平。混合动力汽车的发动机和电机如图1-6所示。

混合动力汽车还可采用插电式，可以在正常使用情况下从非车载装置中获取电能，以使车辆具有一定的纯电动续驶里程。图1-7所示为丰田普锐斯混合动力汽车插电型。

新能源汽车可使用通用充电器（AC）充电，或用连接到公共充电站的充电电缆进行充电。车辆充电接口和充电桩供电接口如图1-8所示。

新能源汽车所用的充电插头为标准化部件（IEC 62196-2），可根据车辆配置和国家规格要求使用不同的充电接口。表1-1所示为常见的插头形式。

3. 燃料电池汽车

燃料电池汽车的工作原理：作为燃料的氢或碳氢在车载燃料电池中，与大气中的氧气发生氧化还原反应，产生电能来驱动电机工作，由电机驱动车辆的机械传动结构，进而驱动汽车的前桥（或后桥）等机械结构工作，从而使车辆前进。

燃料电池汽车的核心部件为燃料电池。燃料电池的化学反应产物包括极少的二氧化碳和氮氧化物，主要产物是水，因此燃料电池汽车属于新型环保汽车，如图1-9所示。

燃料电池汽车也是电动汽车的一种，燃料电池将氢气和氧气反应产生的化学能转化为电能，而不是通过燃烧转化电能。

燃料电池汽车的氢燃料能通过多种途径得到。有些车辆直接携带纯氢燃料，也有些车辆装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。

4. 使用其他燃料的新能源汽车

目前，以天然气和甲醇为燃料的清洁节能汽车在我国也得到了广泛运用，天然气和甲醇也是理想的低污染车用燃料，可降低污染物和二氧化碳的排放。

（1）天然气汽车

天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。天然气的甲烷含量一般在90%以上，是一种很好的汽车发动机燃料。

按照所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可以分为以下三种：

1）压缩天然气汽车，如图1-10所示。压缩天然气（CNG）指压缩到20.7～24.8MPa的天然气，储存在车载高压气瓶中。压缩天然气是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体，主要成分是甲烷。由于组分简单，易于完全燃烧，含碳少，抗爆性好，不稀释润滑油，能延长发动机使用寿命。

说明：GB 18047—2000《车用压缩天然气》在SY/T 7546—1996《汽车用压缩天然气》的基础上，参考了ISO/FDIS 15403：1998《天然气-作为车用压缩燃料的天然气的质量指标》及其技术报告草案《天然气的组成要求》，结合我国近年来压缩天然气加气站和压缩天然气汽车运行的经验，规定了车用压缩天然气甲烷含量一般在90%以上的技术要求。

2）液化天然气汽车，如图1-11所示。液化天然气（LNG）指常压下、温度为-162℃的液态天然气，储存于车载绝热气瓶中。液化天然气燃点高、安全性强，适于长途运输和储存。

3）液化石油气汽车，如图1-12所示。液化石油气（LPG）是一种在常温常压下为气态的烃类混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混合均匀、燃烧充分、不积炭、不稀释润滑油等优点，能延长发动机使用寿命，而且一次载气量大、续驶里程长。

（2）甲醇汽车

甲醇汽车指以甲醇作为主要燃料的汽车，它能以甲醇或汽油-甲醇混合物为燃料，是一种甲醇-汽油燃料可灵活转换使用的，具有节能环保特点的新型汽车。甲醇汽车可以由传统汽油机汽车改装而成，如图1-13所示。

按甲醇在混合燃料中的比例，甲醇燃料可分为以下三类：

①低比例甲醇汽油，如M3、M5，可像汽油一样使用，对发动机不做任何改动。

②中比例甲醇汽油，如M15，发动机只需做一定调整，必须添加助溶剂。

③高比例甲醇汽油，如M85、M90和100%燃料甲醇，需为发动机加装甲醇、汽油双燃料控制器（简称甲醇控制器），其功率、排放和热效都优于原汽油机，车辆续驶里程也有一定提高。