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一、新能源汽车概述
1. 新能源汽车发展背景
汽车产业技术未来发展趋势是低碳化，如图1-1所示。实现汽车低碳化的技术除了动力技术、传动技术、汽车制造技术之外，新能源技术也是关键技术之一，其对汽车低碳化发展起着不可或缺的作用。
图1-1 汽车产业技术未来发展趋势
2. 新能源及新能源汽车的定义
（1）新能源
新能源又称非常规能源，是指除传统能源之外的各种能源形式，包括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、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源越来越多地被用到风电产业、地热利用产业、沼气发电产业、生物质产业、太阳能光伏产业和新能源汽车产业。
（2）新能源汽车
通俗地讲，凡使用新能源作为汽车动力源的汽车统称为新能源汽车。我国2009年7月1日正式实施了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，其中明确指出：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的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、新结构的汽车。
随着科学技术的发展，新能源汽车的定义和种类是不断变化的。
3. 新能源汽车的种类
《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中述及的新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车、氢发动机汽车、其他新能源（如太阳能、高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。
在我国《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》中，新能源汽车包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。新能源汽车的主要特征是采用新型动力系统，完全或主要依靠新能源驱动的汽车。
2017年1月6日，中华人民共和国工业和信息化部颁布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》中所指的新能源汽车，是指采用新型动力系统，完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车，包括插电式混合动力（含增程式）汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车等。
尽管有各种法规对新能源汽车作了规定，但就新能源汽车定义分析，新能源汽车应包括电动汽车、气体燃料发动机汽车、代用液体燃料发动机汽车三大类。
（1）电动汽车
电动汽车是指全部或部分采用电能驱动电机作为动力系统的汽车。电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车（包括插电式混合动力汽车）、燃料电池汽车和其他电动类汽车（太阳能汽车、超级电容汽车等）。
① 纯电动汽车。纯电动汽车（BEV）是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通安全法规各项要求的车辆。
② 混合动力汽车。混合动力汽车（HEV）指能够至少从下述两类车载储存的能源中获得动力的汽车：一是可消耗的燃料；二是可再充电能/能量储存装置。
2003年，联合国对混合动力汽车的定义是：为了推动车辆的革新，至少拥有两个能量转换器和两个能量储存系统的车辆。
国际电工委员会电动汽车技术委员会对混合动力汽车的定义为：有多于一种能量转换器提供驱动力的混合型电动汽车，即使用动力电池和副能量单元的电动汽车。副能量单元指的就是以某种燃料作为能源的原动机或者电机组。燃料主要包括柴油、汽油、液化石油气、液化天然气、乙醇等。原动机主要是内燃机及其他热机。
综合上述对混合动力汽车定义的描述，参考国际能源机构（IEA）有关文献，业内普遍认为，能量与功率传动路线具有如下特点的车辆称为混合动力车辆。
a. 传送到车轮推进车辆运动的能量，至少取自两种不同的能量转换装置（如内燃机、燃气涡轮、斯特林发动机、电机、燃料电池等）。
b. 能量转换装置至少要从两种不同的能量储存装置（例如燃油箱、动力电池、飞轮电池、超级电容、高压储氢罐等）吸取能量。
c. 能量从储能装置流向车轮的这些通道，至少有一条是可逆的（既可放出能量，也可吸收能量），并至少还有一条是不可逆的。
d. 可逆的储能装置供应的是电能。混合动力汽车的不可逆动力元件是发动机，储能元件是油箱；可逆的动力元件是电机，对应的储能元件是动力电池、超级电容、燃料电池等。
混合动力汽车包括汽油混合动力汽车和柴油混合动力汽车。目前国内市场上，混合动力汽车的主流是汽油混合动力汽车，而国际市场上柴油混合动力车型发展也较快。能够利用电网充电的混合动力汽车称为插电式混合动力汽车。
③ 燃料电池汽车。燃料电池汽车是以燃料电池作为动力电源的汽车。
④ 太阳能汽车。太阳能汽车是利用太阳能电池，将太阳能转换成电能以驱动车辆行驶的汽车。
⑤ 超级电容汽车。超级电容汽车是以超级电容为主要储能装置，必要时将能量提供给动力电池，再由动力电池将电能提供给驱动电机以驱动车辆行驶的汽车。
（2）气体燃料发动机汽车
气体燃料发动机汽车是指燃用气体燃料的汽车，包括代用气体燃料发动机汽车和氢发动机汽车。
汽车的代用气体燃料种类很多，常见的有天然气和液化石油气。代用气体燃料发动机汽车按气体燃料与液体燃料的混合情况分为专用气体燃料发动机汽车、两用燃料发动机汽车和双燃料发动机汽车3种；按气体存储形态和点燃方式分类，天然气汽车可分为压缩天然气汽车（CNGV）和液化天然气汽车（LNGV），CNGV和LNGV又分点燃式和压燃式。
① 专用气体燃料发动机汽车。专用气体燃料发动机汽车是完全以天然气、液化石油气等气体为发动机燃料的汽车，如天然气汽车、液化石油气汽车等。这种汽车可充分发挥气体燃料的特点，价格低，污染少。
② 两用燃料发动机汽车。车辆具有两套相对独立的燃料供给系统，一套供给代用气体燃料，另一套供给常规燃料（主要指石化汽油、石化柴油），两套燃料供给系统可分别但不可共同向气缸供给燃料，这种汽车称为两用燃料发动机汽车，如汽油-压缩天然气两用燃料发动机汽车等。
③ 双燃料发动机汽车。车辆具有两套燃料供给系统，一套供给代用气体燃料，另一套供给常规燃料，两套燃料供给系统按预定的配比向气缸供给燃料，在气缸内混合燃烧，这种汽车称为双燃料发动机汽车，如柴油/液化石油气双燃料发动机汽车等。
④ 氢发动机汽车。氢发动机汽车是以氢气为发动机燃料的汽车。氢发动机在汽车上的应用方式也有3种，即纯氢发动机、氢/汽油双燃料发动机、氢/汽油混合燃料发动机。
（3）代用液体燃料发动机汽车
代用液体燃料发动机汽车指燃用传统燃料之外的液体燃料的汽车，包括生物燃料发动机汽车和煤制燃料发动机汽车两大类。
① 生物燃料发动机汽车。生物燃料发动机汽车是指燃用生物燃料或燃用掺有生物燃料的汽车，包括乙醇燃料发动机汽车和生物柴油汽车等。
② 煤制燃料发动机汽车。煤制燃料发动机汽车指使用以煤提取的燃料的汽车，主要包括装有点燃式M85甲醇汽油发动机、M15甲醇汽油机（部分新能源）、压燃式二甲醚（DME）发动机、煤制汽油发动机、煤制柴油发动机的车辆。