新能源汽车工程专业导论 课件 第2章 新能源汽车基础知识

第2章

新能源汽车基础知识

通本章学习,学生应掌握新能源汽车的基本定义,理解各类新能源汽车的结构特点与工作原理,建立对新能源汽车关键技术的初步认识,为后续专业课程的学习奠定基础。教学目标

请观察图新能源汽车结构示意图,与传统燃油车相比,你是否注意到其中一个核心部件“消失”了?那个曾经位于车辆“心脏”部位的部件——内燃机,究竟被什么新结构所替代?本章就将深入解析新能源汽车在结构与工作原理上的根本变革。导入案例目录012.1新能源汽车的定义及分类032.3纯电动汽车042.4插电式(含增程式)混合动力电动汽车052.5燃料电池电动汽车022.2新能源汽车的总体结构2.1新能源汽车的定义及分类2.1.1

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。该定义在我国最早于2012年由国务院在《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》中正式提出，其中明确将新能源汽车界定为采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车。

在技术层面，该定义参照了国家标准《GB/T3730.1—2022

汽车和挂车类型的术语和定义》中关于“汽车”的界定，即由动力驱动、具有四个或四个以上车轮的非轨道承载的车辆。上述文件共同构成了我国对新能源汽车的权威解释框架。2020年11月，国务院办公厅发布《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，进一步延续和确认了该定义，并提出深入实施发展新能源汽车国家战略，推动中国新能源汽车产业高质量可持续发展。

依据工业和信息化部2017年发布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》（第39号令），并结合2020年国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，我国对新能源汽车主要划分为以下三类：纯电动汽车、插电式混合动力汽车（含增程式）、燃料电池电动汽车。具体分类体系如图2-2所示。2.1.2

分类类型能量来源核心部件适用场景评价重点BEV外接电能动力电池、电机、电控城市与城际出行续航与补能PHEV燃油+外接电能发动机与电驱系统综合出行用电比例REEV电驱为主增程器、动力电池、电机长续航需求增程效率FCEV氢能燃料电池、储氢、电驱重载与高强度运营储氢与成本新能源汽车动力总成对比动力路线快速识别BEV：外接电能→动力电池→电机PHEV：发动机+可外接充电电驱系统REEV：增程器发电，车轮主要由电机驱动FCEV：氢能→燃料电池→电驱系统判断顺序：能量来源→功率链→补能条件→使用场景1.纯电动汽车

纯电动汽车（BatteryElectricVehicle，BEV）是一种驱动能量完全由电能提供、由电机驱动的汽车。其电机的驱动电能来源于车载可充电储能系统（即动力电池）。该定义遵循国家标准《GB/T19596-2017电动汽车术语》的权威界定，其典型汽车如下图，

在技术架构上，纯电动汽车的核心特征在于其以“三电”系统——即电池、电驱与电控——完全取代了传统燃油汽车的发动机与变速箱。它仅依靠电力作为车辆的唯一能量来源，从而在运行阶段实现零尾气排放。这一根本性的动力变革，使纯电动汽车在能源利用效率和环境影响方面，展现出能耗经济、环境友好的显著优势。2.插电式混合动力电动汽车插电式混合动力电动汽车（Plug-inHybridElectricVehicle，PHEV）是一种具备外接充电功能，其驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统（通常为发动机与电机）联合组成的车辆。根据实际的车辆行驶状态，车辆的行驶功率可由发动机或电机单独提供，或二者共同提供。其典型车型如图所示。比亚迪秦DMI理想L系列奇瑞风云3.燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车（FuelCellElectricVehicle，FCEV）是指以燃料电池系统作为主要动力源或主动力源的汽车。其核心原理基于燃料电池技术，即一种将外部供给的燃料（如氢气）和氧化剂（如空气中的氧气）中的化学能，通过电化学反应直接转化为电能、热能及其他反应产物的发电装置。该定义遵循国家标准《GB/T24548-2009燃料电池电动汽车

术语》的规范。其典型车型如图所示。丰田Mirai现代NEXO本田Clarity红旗H5-FCEV

2.2

新能源汽车的总体结构2.2

新能源汽车的总体结构

新能源汽车的总体结构可分为四大系统，动力总成、底盘、车身与电气设备。其中，动力总成（涵盖三电系统）作为整车的核心技术，是本专业学生需要重点学习与掌握的内容。

系统主要输入核心任务主要输出典型接口动力总成能量与指令产生驱动力转矩车桥/控制器底盘转矩与路面力行驶转向制动车辆运动车身/传感器车身载荷与碰撞力承载与防护乘员空间底盘/电池包电气系统电能与信号供电与控制执行命令全车网络四大系统通过接口协同形成整车功能动力性、安全性和舒适性不是单一部件的结果，而是动力总成、底盘、车身和电气系统共同作用。2.2.1

新能源汽车动力总成

新能源汽车的动力总成是其“心脏”。在纯电动与燃料电池汽车中，电动机是唯一的动力来源；而对于混合动力汽车，其动力总成是一个集成系统，通常由电动机与发动机协同工作。

三相交流永磁同步电机

三相交流异步电机1.电动机当前新能源车主流电机为三相永磁同步电机与三相交流异步电机。为兼顾性能与能效，采用双电机系统的车型常使用一种混合配置：前轴搭载异步电机，后轴则采用永磁同步电机。如图为两种电机的外观。2.发动机

在混合动力电动汽车中，发动机的功能与角色相较于传统燃油车发生了根本性转变，其核心目标从直接驱动车轮转变为确保整车系统始终运行在最高能效区间。其主要工作模式如图所示，系统主要通过在两种核心模式间智能切换来实现这一目标。（1）发电模式（串联模式）（2）直驱模式（并联/发动机直驱模式）

图2-9混合动力电动汽车的混合模式3.电动机与传统发动机的性能对比在混合动力及纯电驱动系统中，电动机与传统内燃机在核心性能上存在本质差异，这些差异直接决定了整车的技术特性和使用体验。其主要性能对比如下：（1）启动与低速动力性能（2）能源利用效率（3）环境友好性（4）振动噪声控制（5）维护保养需求（6）控制响应特性PK2.2.2

新能源汽车底盘新能源汽车底盘用于支承和安装汽车动力总成及各部件，构成整车结构形态，并传递动力，驱动车辆稳定行驶。随着智能化技术的发展，以线控技术为核心的下一代底盘正逐步取代传统机械结构，成为明确的产业演进方向。新能源汽车底盘主要由传动系统、行驶系统、转向系统与制动系统四部分构成，其基本组成如图所示。

1.传动系统新能源汽车（特别是纯电动）由于其驱动电机的优异特性，不再需要结构复杂、档位繁多的传统变速器，因此其传动系统通常被简化为一个集成了减速和差速功能的电驱动桥，这使得系统效率更高、结构更紧凑，如图所示。

（1）减速器在新能源汽车中，减速器是连接驱动电机与车轮的核心传动部件。驱动电机通常工作在高效的高转速区间，而车轮实际所需的转速较低，因此需要通过减速器进行速度匹配与转矩调节。其主要功能包括减速增扭、提升能效和缓冲保护。通过实现电机特性与车辆行驶需求之间的高效匹配，减速器对保障电动汽车的动力性、经济性与可靠性起着关键作用。（2）差速器差速器是汽车驱动桥中的核心装置，其核心作用是自动向左右驱动轮分配动力，并允许两者在以不同转速旋转，从而满足车辆在转弯与不平路面上行驶的基本需求。具体来说，差速器的作用包括实现差速、均衡扭矩和适应路况。2.行驶系统

新能源汽车的行驶系统主要由车架、车桥、悬架及车轮等部件构成，其结构如图所示。其主要功能是接受传动系统的动力，通过驱动轮与地面的附着作用，产生驱动力；承受整车重量；传递并承受路面作用于车轮上的各种力及其力矩；缓和不平路面的冲击，保证汽车平稳行驶。（1）悬架悬架是连接车架（或车身）与车轮的传力机构总称，其核心功能是传递车轮与车架间的力与力矩，并缓冲由路面不平引起的冲击，有效抑制车身振动，从而保障汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和乘坐舒适性。目前常见的悬架类型包括以下几种如图所示。麦弗逊式独立悬架。结构紧凑、成本低、响应灵敏，广泛用于中小型乘用车的前轴。双叉臂式独立悬架。拥有优异的横向刚度和抗侧倾能力，能有效控制车轮定位变化，常见于中高端车型或性能车前部。多连杆式独立悬架。通过多根连杆对车轮进行精确导向，可极佳地平衡舒适性与操控性，但结构复杂、成本高，多用于中高端轿车后轮。双横臂式独立悬架。可视为双叉臂的变体，同样具备良好的横向刚度和贴地性，结构稍简化。扭力梁式非独立悬架。结构简单、占用空间小、成本低廉，但舒适性与极限操控性一般，多用于经济型轿车的后轮。整体桥式非独立悬架：结构坚固、可靠性高、承载能力极强，但舒适性较差，主要应用于硬派越野车和货车上。3.转向系统新能源汽车的转向系统在基本功能上与传统燃油车一致，均旨在依据驾驶员意图，实现对车轮转向的精准控制。然而，得益于电气化平台架构、更高的智能化需求以及不同的重量分布等特点，新能源汽车的转向系统在技术路径与性能要求上展现出显著差异，并正向更高集成度和智能化的方向演进。当前，新能源汽车普遍采用电动助力转向系统（ElectricPowerSteering,EPS），并倾向于应用性能更强的EPS高级构型。同时，行业正积极向完全电信号控制的线控转向（Steer-by-Wire,SBW）

技术迈进，其系统示意如图所示。蔚来ET9搭载线控转向的车型类型全称助力电机位置特点应用车型C-EPS管柱式EPS转向管柱上结构简单、成本低，但助力较小，路感一般主要用于A0/A级等小型车P-EPS小齿轮式EPS转向小齿轮处助力性能优于C-EPS用于一些A级或紧凑型车DP-EPS双小齿轮式EPS两个小齿轮

：一个负责转向，另一个由电机驱动助力助力强劲、刚性高、响应快，路感反馈好广泛应用于

B级车、SUV、高性能电动车R-EPS齿条式EPS直接安装在齿条上助力能力最强、结构最紧凑、精度最高主要用于大型SUV、豪华车、高性能车不同类型EPS系统的助力电机位置、特点及其适用车型4.制动系统新能源汽车的制动系统是保障车辆安全的核心装置，除实现常规的减速、停车与坡道驻车功能外，还需兼顾能量回收，以提高整车能量利用效率。根据助力源与传动方式的不同，新能源汽车的制动系统主要可分为以下几种类型。（1）真空助力液压制动系统（2）电动助力液压制动系统（3）线控制动系统燃油车不同处2.2.3

新能源汽车电气系统

新能源汽车电气系统主要包括低压电气系统和高压电气系统。高压电气系统作为整车的动力源，负责驱动、快速充电等核心功能，其详细内容将在后续章节展开。低压电气系统则承袭并发展了传统燃油车的架构，负责整车的控制、计算、照明、娱乐及部分执行功能，其额定电压通常为12V。本节将重点阐述低压电气系统的组成与特点，其整体架构可划分为电源系统、用电系统、检测系统与配电系统。1.电源系统2.用电系统3.检测系统4.配电系统货车通常为24V层级典型电压/介质主要负载关键部件风险控制高压动力直流/交流电机、压缩机电池、PDU、逆变器绝缘与互锁低压12V/24V等控制器、照明低压电池、DC-DC熔断与供电保持通信CAN等总线状态与命令VCU/BMS/MCU诊断与容错机械力与转矩车轮与执行器减速器、制动器强度与冗余高压、低压与通信网络承担不同任务高压系统传输动力，低压系统支撑唤醒与控制，通信网络传递状态和指令；三者共同保证整车可用。2.2.4

新能源汽车车身

汽车车身是为驾乘人员提供安全保护与舒适空间，并塑造车辆整体造型与空气动力学特性的核心总成。通过坚固的结构与科学的碰撞传力路径，为乘员构筑安全空间。借助流畅的外形设计有效降低空气阻力，提升车辆的动力性、经济性与高速行驶稳定性。提供低振动、低噪声的乘坐环境，并兼顾人性化与美学需求。车身结构主要包括车身结构件（构成受力骨架，如纵梁、A/B/C柱）与车身覆盖件（形成外观蒙皮，如车门、翼子板），二者共同构成整车承载与造型的主体，其基本构成如图所示。分类类型主要特点新能源汽车代表车型按车身形式三厢轿车造型传统，空间分明，常有前备箱比亚迪汉、特斯拉Model3两厢轿车尺寸灵活，操控便利比亚迪海豚、大众ID3SUV空间大，通过性好，市场主流特斯拉ModelY、理想L系列MPV空间极致，舒适性强，电动化优势明显极氪009、腾势D9跑车高性能，造型低趴仰望U9、小米SU7按车身结构承载式车身主流，车身电池一体化（CTB、CTC）比亚迪宋L非承载式车身带大梁，抗扭强，用于硬派越野和皮卡仰望U8空间框架式车身轻量化、高刚性，用于跑车或小众性能车蔚来EP9、奇瑞小蚂蚁2.3

纯电动汽车2.3

纯电动汽车

纯电动汽车是指驱动能量完全由车载可充电储能系统（即动力蓄电池）提供、由电机驱动的汽车。该类型车辆必须完全符合国家道路交通、安全及电动汽车专项法规的各项要求。2.3.1

纯电动汽车结构

纯电动汽车在结构上与传统燃油汽车的根本区别在于以电能取代化石燃料作为动力来源，并采用高压电气架构。其核心系统可概括为“大三电”与“小六电”。大三电包括动力蓄电池、驱动电机和电机控制器，是车辆行驶的核心动力链。小六电主要包括空调电动压缩机、车载充电机、DC-DC转换器、PTC加热器、高压控制盒以及充电口等关键高压辅助部件，共同保障车辆的舒适性、功能性及能量补充。其系统构成如图。1.动力蓄电池动力蓄电池是纯电动汽车的能量源泉，其性能直接决定车辆的续航里程与使用寿命。核心作用是将储存的化学能转化为电能，通过电机控制器驱动电动机，使车辆行驶。同时，它还通过DC-DC转换器为低压蓄电池充电，并支持整车低压电气系统的运行。电池管理系统（BMS）负责对其充放电过程进行实时监控、智能管理与安全保护。

动力蓄电池通常布置在车辆底部，主要包括结构件（如电池托盘与上盖）、电池模组、高压电路、低压电路以及热管理系统，具体结构如图所示。

电池模组由多个电池单体（电芯）通过串联（提升电压）或串并联（提升电压与容量）方式构成。当前，纯电动汽车主要使用三元锂电池和磷酸铁锂电池，二者在能量密度、安全性、低温性能及成本上各有侧重。在实际应用中，需根据整车性能定位、成本控制和市场需求进行合理选择。特性三元锂电池磷酸铁锂电池化学成分镍钴锰酸锂/镍钴铝酸锂磷酸铁锂能量密度较高较低安全性热稳定性较差热稳定性好，热失控风险低循环寿命较短较长充放电效率高倍率性能好，适合快充一般耐温性能低温性能好低温性能较差成本较高较低电压平台较高较低且平稳应用领域新能源汽车、消费电子等新能源汽车、储能系统等环境影响钴材料开采存在环境压力环境友好三元锂电池磷酸铁锂电池电池模组

高压部件负责将各电池模组输出的电能进行整合，并按照系统要求安全地对外分配。其主要组成部分包括高压导线、维修开关（MSD）、主接触器、预充电路（含预充接触器与预充电阻）及熔断器等，结构如图所示。其中，接触器是基于电磁原理工作的自动开关，负责主电路的通断控制，具有断流能力强、动作迅速、可远程控制等优点。由于其本身不能分断短路电流，因此必须与熔断器配合使用，共同确保高压系统的安全。动力蓄电池内部高压部件很多车型已经取消维修开关

动力蓄电池内部的低压线路主要为电池管理系统（BatteryManagementSystem,BMS）服务，包括为BMS控制模块、各类传感器（电压、电流、温度）供电并提供信号传输通路。BMS作为电池包的“智能大脑”，其功能与作用如图所示。它负责实时监测电池的电压、电流、温度等参数，实现荷电状态估算、电芯均衡、热管理控制、故障诊断与报警，并提供与整车其他控制器通信的接口，是保障电池安全、耐久与高效运行的核心。2.驱动电机

驱动电机是将电能转化为机械能，直接驱动车辆的核心执行部件，通过电机控制器实现转速与转矩的精确、快速调节，适应复杂行车需求。在制动或滑行时，可作为发电机运行，将车辆的动能回收为电能。相比内燃机，能量转换效率更高，运行零排放。

纯电动汽车驱动电机主要采用三相交流永磁同步电机和三相交流异步电机。永磁同步电机主要由机壳、定子和转子三部分组成。定子由定子铁芯和嵌入其中的三相定子绕组组成，如图所示，通电后产生旋转磁场，转子采用高磁能积的永磁体（如钕铁硼）建立恒定磁场，与转轴一体设计，在定子旋转磁场的吸引下同步旋转。通常采用旋转变压器来精确检测转子磁极的实时位置，旋转变压器结构如图所示。该信号是控制器实现精准矢量控制的关键。

交流异步电机的基本结构如图所示。定子主要由定子铁芯、三相定子绕组和机座构成，。其作用与永磁同步电机定子类似，通电后产生旋转磁场。三相绕组有星形和三角形两种接法。转子包括转子铁芯，和转子绕组。纯电动汽车普遍采用鼠笼式转子，其绕组由铸铝或铜条构成，形似鼠笼，自成闭合回路。该结构简单、坚固、成本低、可靠性高。鼠笼结构连接方式转子绕组总体结构3.电机控制器

电机控制器是驱动系统的控制核心，决定了整车的动力响应、能效与平顺性。电机控制器接收整车控制器的指令，精确控制驱动电机的转矩、转速与方向，实现车辆的怠速、前行、倒车、能量回收及安全保护等功能。同时，它实时监测电机系统状态，进行故障诊断与通信。电机控制器内部为多层电力电子结构，其整体与外部接口。核心组件包括控制板、驱动板与IGBT模块、直流母线电容、放电电阻和传感器等。工况能量输入功率变换能量输出控制目标驱动电池直流电DC→三相AC电机机械能转矩/转速倒车电池直流电改变相序与控制指令反向转矩低速可控回收车辆机械能三相AC→DC电池电能制动力协调故障异常电压/温度限制或关断安全状态保护与诊断逆变器连接动力电池与三相驱动电机驱动时把直流电变为可控三相交流电；回收时把电机产生的交流电转换为可充入电池的直流电。

控制板是电机控制器系统的“大脑”，如图所示。负责信号处理、控制算法运行，并生成IGBT驱动信号。通常通过屏蔽板与下层功率电路隔离，以抗电磁干扰。驱动板与IGBT模块是电机控制器系统的“强健四肢”，如图所示。驱动板接收控制信号，驱动IGBT功率模块进行高频开关，完成直流到交流的逆变。直流母线电容用于稳定输入电压，滤除谐波，其安装位置见图。放电电阻在系统下电时，安全释放电容中储存的残余电能。传感器包括电流传感器、电压传感器和温度传感器，用于实时监测系统电气参数与热状态。4.空调电动压缩机纯电动汽车的空调压缩机采用高压电机驱动，通常为涡旋式结构，其工作原理如图2-44所示。电机控制器将电池的高压直流电逆变为三相交流电驱动压缩机电机。压缩机驱动制冷剂在密闭系统中循环，通过压缩-冷凝-膨胀-蒸发的相变过程，在蒸发器处吸收车内热量，实现制冷。5.车载充电机

车载充电机是慢充系统的核心，固定于车内，安装位置示例如图，其功能是将外部交流电网的单相220V/50Hz交流电，转换为动力电池所需的高压直流电，并受BMS管理实现安全、自动充电。目前多与DC-DC等部件集成以节省空间。原理图安装位置图（车型不同安装位置不同）6.DC-DC转换器DC-DC转换器负责将动力电池的高压直流电（如400V）稳定地转换为12V左右的低压直流电，为整车低压电气系统供电并为低压蓄电池充电。其外部结构及接口如图所示，通常包含高压输入、低压输出、通信接口及散热机构。DC-DC相当于燃油车的发电机7.PTC加热器PTC（PositiveTemperatureCoefficient）加热器利用其电阻随温度升高而急剧增大的特性，实现自动恒温加热，无需额外控制电路。在纯电动汽车上主要用于乘员舱采暖，替代燃油车的发动机余热。有两种形式，一种是风暖PTC（直接加热空气），另一种是水暖PTC（加热冷却液，再通过暖风芯体散热，）。在低温时，通过水暖PTC加热冷却液，流经电池液冷板为电池包升温。也可结合两者优势，前期风暖快速制热除雾，后期利用电驱系统余热配合水暖PTC实现高效节能。风暖加热（用于前挡风玻璃除雾）水暖加热8.高压控制盒高压控制盒是整车高压电能的“配电中心”，负责动力电池电能的分配与调度，并对各高压支路进行保护与通断控制。其外部接口如图所示，连接关键高压部件。内部主要由高压铜排、熔断器（对各支路进行过流保护）、接触器（实现主电路及支路通断）及低压控制线路构成，结构如图2-52所示。技术发展趋势是高度集成化。常见的有PDU（电源分配单元，集成OBC、DC-DC、HCU），以及集成度更高的PEU（电力电子单元，进一步集成电机控制器等），以优化空间、减轻重量、提升可靠性。比亚迪的4合1PDU9.充电口纯电动汽车一般配置了两种充电接口，一种叫交流充电口或者叫慢充，一种叫直流充电口或者叫快充。直流充电口端子主要包括DC+/DC-（直流电源）、PE（保护接地）、CC1/CC2（连接确认）、S+/S-（通信总线）、A+/A-（低压辅助电源）。交流充电口端子（主要包括L（火线）、N（零线）、PE（保护接地）、CP（控制导引）等。NC1/NC2为预留三相交流接口。部件主要输入主要输出核心任务不是PDU高压直流各高压支路配电与保护整车控制器OBC交流电高压直流交流充电变换直流快充桩DC-DC高压直流低压直流低压供电OBCVCU/BMS状态与指令控制命令协调/电池管理功率配电部件PDU、OBC、DC-DC、VCU与BMS分工明确2.3.2

纯电动汽车充电纯电动汽车主要有三种能量补充方式：交流慢充、直流快充和换电。1.交流慢充交流充电桩，固定安装，功率一般为3kW~22kW，利用民用电网，充电速度较慢，适合家庭、工作场所长时间停放时使用。优点是电价低、对电网冲击小；缺点是充电时间长。随车充电枪，便携设备，插接标准家用插座，功率通常低于3kW，作为应急和补充充电手段，极大提升用车便利性。2.直流快充直流充电桩，俗称“快充桩”，直接输出高压大电流直流电，功率从数十kW到数百kW不等，可在短时间内（通常30分钟至1小时）将电池电量充至80%。对外部电网要求高。技术持续发展，如比亚迪的“兆瓦级”超充技术，可实现“充电5分钟，续航200公里”的极速体验。3.换电以蔚来汽车为代表的换电技术（其第四代换电站）提供了一种全新的补能思路。通过在专业换电站进行全自动操作，在3-5分钟内为车辆更换已充满的电池包，实现了与传统燃油车加油相当的效率。该技术有效解决了充电时间、电池衰减和初始购车成本等核心痛点，并通过网络化布局（如高速公路服务区）构建了独特的能源服务体系。2.4

插电式（含增程式）混合动力电动汽车2.4

插电式（含增程式）混合动力电动汽车插电式混合动力电动汽车同时配备了燃油动力系统和电驱动系统，并可通过外部电源对动力电池进行充电。根据动力耦合方式和工作模式的不同，主要可分为串联式（增程式）、并联式和混联式三种基本构型。2.4.1

串联式混合动力电动汽车（增程式）串联式混合动力汽车，通常被称为增程式电动汽车，其动力系统主要由发动机、发电机、动力电池、驱动电机以及控制器等构成。其核心特征是发动机与驱动轮之间没有机械连接。发动机始终在高效区间驱动发电机发电，所产生的电能要么直接供给驱动电机，要么为动力电池充电。车辆在任何情况下都完全由驱动电机驱动车轮。问界M理想L92.4.2

并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车的特点是发动机和驱动电机都可以独立或协同驱动车轮，动力流在机械端实现并联。系统主要由发动机、驱动电机、动力电池、变速器以及动力耦合装置（如离合器）等构成。驱动电机通常位于发动机输出轴之后、变速器之前（P2构型是常见布局），或者与变速器集成。并联式混动的代表车型包括宝马X1插电混动版（采用P0+P4构型）、大众GTE系列等。2.4.3

混联式混合动力电动汽车混联式混合动力系统综合了串联和并联两种结构的优点，通过复杂的动力分配机构（通常是行星齿轮组或离合器组），实现更加灵活和高效的工作模式。这使得系统能够根据车速、负载及电池电量，在全工况范围内优化能效。

系统包含发动机、发电机、驱动电机、动力电池以及核心的动力分配机构（如E-CVT中的行星齿轮组）。以比亚迪DM-i系统的结构为例，其双电机（P1+P3）与动力分配机构的高度集成是典型特征。混联系统实现多种工作模式（如纯电、串联、并联、发动机直驱）无缝切换的核心部件是混动专用变速器，通常为电子无级变速器（E-CVT）。E-CVT通过齿轮组与双电机的协同工作，实现动力的耦合、分配与模式切换，是整套系统的控制与执行中枢。混联系统能够在多种工作模式间智能、平顺地切换，以始终追求系统整体效率的最优化。1.纯电动（EV）模式2.串联（增程）模式3.发动机直驱模式4.并联模式5.动能回收模式2.5

燃料电池电动汽车

为适应全球能源结构转型与环保要求，新能源汽车已成为汽车产业的核心发展方向。在众多技术路线中，燃料电池电动汽车（简称FCEV）凭借其零排放、高能效与长续航等优势，日益受到行业重视。推广氢燃料电池技术，不仅有助于构建氢能经济体系，也将为零排放交通提供关键技术支撑。FCEV以燃料电池系统为核心动力装置，该系统通过电化学反应将氢气与空气中的氧气直接转化为电能，进而驱动车辆行驶。该过程不依赖燃烧，无需活塞与压缩结构，真正实现“按需发电”。反应唯一产物为水，实现了全程零污染排放。2.5.1

定义

根据国家标准GB/T24548-2009，燃料电池电动汽车（FuelCellElectricVehicle,FCEV）是指以燃料电池系统作为动力源或主要动力源的汽车。FCEV通常以氢气为燃料，通过电化学反应将氢能直接转化为电能，进而驱动车辆行驶。作为新能源汽车的重要技术路线之一，其核心在于燃料电池系统。该系统不仅实现真正的零排放（反应产物仅为水），还具有能量转换效率高、续航里程长等优势，在新能源汽车技术体系中占据重要地位。凭借高效的能量转换特性与仅需数分钟的燃料加注速度，FCEV有效弥补了纯电动汽车在长途续航与补能效率方面的不足，特别适用于商用车、物流运输等对运营效率要求较高的应用场景。2.5.2

结构

燃料电池电动汽车在整车结构上与传统燃油车及纯电动汽车均存在显著差异。其核心系统主要包括氢燃料电池系统、储氢罐、动力电池组、电力控制单元和驱动电机等关键部件。在这些部件中，驱动电机与动力电池组的结构与纯电动汽车或混合动力汽车中的相应部件类似，而电力控制单元在功能上也与混合动力汽车中的动力分配与管理单元相近，负责整车的能量分配与驱动协调。1.控制单元2.燃料电池电堆

3.燃料电池单体4.DC-DC转换器5.空气压缩机6.空气增湿器7.接口单元8.供氧管路9.冷却系统10.高压冷却泵11.空气过滤器氢燃料电池，燃料电池电堆是燃料电池系统的“心脏”，氢氧燃料电池电化学反应发生场所，是整个系统的核心。其结构包括外壳、电堆、外壳。其中电堆内部有很多双极板和膜电极组件构成。2.储氢系统1.阀门2.温度传感器3.热动作压力泄放阀4.穹顶保护盖5.碳纤维外壳6.高密度聚合物内衬车用储氢系统是燃料电池汽车的核心部件之一，其技术要求和材料选择直接关系到整车的安全性、续航里程和使用经济性。目前主流的储氢瓶技术参数与标准要求如下：1.核心技术要求工作压力通常为35MPa或70MPa，公称容积一般不超过450L。普遍采用碳纤维全缠绕复合结构，其中IV型瓶为塑料内胆，III型瓶为金属内胆。需满足耐高压、轻量化、抗渗透等要求，储氢质量密度不低于5.7%。工作温度范围需覆盖-40℃至85℃的严苛环境条件。现行国家标准GB/T35544对III型瓶作出规定。2.主要类型与应用场景III型储氢瓶采用金属内胆全缠绕结构，适用于商用车等中压应用场景。IV型储氢瓶，采用塑料内胆全缠绕结构，具有更优的轻量化特性，主要应用于乘用车领域。3.关键材料与工艺外壳材料主要采用热固性环氧树脂基碳纤维复合材料，使用T700及以上等级碳纤维。内衬材料需具备优良的抗氢渗透性和机械性能，常用高密度聚乙烯和聚苯硫醚。聚醚醚酮、聚醚酮酮等热塑性复合材料正在推广应用，其在强度和耐疲劳性能方面具有明显优势。这些严格的技术要求和标准规范共同确保了车用储氢系统的安全可靠，为燃料电池汽车商业化推广提供了重要保障。序号步骤描述1空气（氧气）吸入车辆前端有进气口从外部环境吸入空气（主要为氧气），类似传统内燃机的进气系统，但无需大规模燃烧。2氧气与氢气供应到燃料电池堆栈吸入的空气输送到燃料电池堆栈的氧气侧，高压氢气罐供应氢气到堆栈的另一侧。在堆栈内部，氢气与氧气反应产生电能和水。3电能和水的生成在燃料电池堆栈中，氢气通过催化剂释放电子，与氧气结合生成水。这一过程产生的电能用于驱动车辆，整个过程无燃烧，零排放，副产品为水。4电能传输至电动机电能通过电力电子系统传输至车辆的电动机，系统对电能进行调节和优化以确保高效、平稳的运转。5电动机激活并驱动车辆电动机接收电能并转化为机械能，驱动车辆前进