新能源汽车分类
（一）混合动力汽车
混合动力汽车是指同时装备两种动力源——热动力源（汽油机或柴油机）和电动力源（电池与电动机）的汽车。
插电式混合动力汽车是可以外接电源充电的一种混合动力电动汽车。增程式混合动力汽车是以电能为主要驱动能源、发动机为辅助动力源，兼有外接电源充电和车载自供电功能的一种特殊混合动力汽车。
在混合动力汽车上使用电动机，可以使动力系统按照整车的实际工况要求进行灵活操控，而发动机则保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗和碳排放量。
1.混合动力汽车分类
按照动力系统结构形式的不同，混合动力汽车的动力系统通常分为串联式混合动力结构、并联式混合动力结构和混联式混合动力结构。
1）串联式混合动力结构
内燃机直接带动发电机发电，其产生的电能通过控制单元传入电池，再由电池传输给电动机，从而转化为动能，最后通过变速机构驱动汽车，如图4-1-1所示。
图4-1-1 串联式混合动力结构示意
2）并联式混合动力结构
使用并联式混合动力结构的汽车有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电动机驱动系统。两套驱动系统既可同时工作，也可单独工作，如图4-1-2所示。
图4-1-2 并联式混合动力结构示意
3）混联式混合动力结构
混联式混合动力结构是指内燃机系统和电动机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮系统，或采用行星轮式结构结合在一起，从而可以综合调节内燃机与电动机之间的转速，如图4-1-3所示。
图4-1-3 混联式混合动力结构示意
另外，发动机还可以在与电动机共同工作时给电池组充电。与并联式相比，混联式混合动力结构可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电动机的运转。而混联式混合动力结构控制方便、系统复杂、成本高。
2.混合动力汽车的特点
（1）采用混合动力后，可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时的汽车在油耗低、污染少的最优工况下工作。当需要大功率而内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电。由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。
（2）有了电池，可以方便地回收制动、下坡和怠速时的能量。
（3）繁华市区，可以关停内燃机，电池单独驱动，从而实现“零排放”。
（4）有了内燃机，可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。
（5）可以利用现有的加油站加油，不必再投资新建。
（6）可以让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放的情况，延长其使用寿命，从而降低成本。
（7）缺点是长距离高速行驶时不省油。
3.混合动力汽车典型案例
雷克萨斯长期致力于清洁新能源的研发，在油电混合动力技术领域已有几十年的经验。雷克萨斯的强混合动力系统既能单独以汽油发动机动力或电动机动力为能量来源，也能将两种动力来源有效地结合起来，共同为汽车提供动力。这样，汽车就可以在展现出令人叹服的澎湃动力与静谧、平顺的驾乘体验的同时，大幅降低燃油消耗率，从而减少碳排放量。
雷克萨斯全混动科技配备能量控制单元（PCU）、阿特金森发动机、电子无级变速器和镍氢电池组。全混动的混联形式有效结合了“串联”和“并联”两者的优点，具备出色的节能优势而且电池无须外接充电，为消费者带来了上佳的驾乘体验。
雷克萨斯全新一代插电式混合动力中型豪华SUV NX 400h+（图4-1-4）汽车配有直列、4缸、顶置双凸轮轴（DOHC），16气门带智能正时可变气门控制系统（VVT-i），智能电动可变气门正时进气系统（VVT-iE），永磁同步电动机和三元锂离子电池，交流充电时间为5h，百公里加速时间为7.9s，综合油耗为1.47L/100km，WLTC综合工况续航里程力76km。当加速时，发动机的全部动力输出与电动机同时工作，为汽车提供更充沛的动力，这种无间隙的平顺加速，与传统方式截然不同。在减速或制动时，汽车损失的能量会被系统回收、再生，而这种再生使电动机转而成为发电机，将回收的动能转化为电能储存在电池中，为后续的驾驶提供动力。
图4-1-4 雷克萨斯全新一代插电式混合动力中型豪华SUV NX 400h+
（二）纯电动汽车
目前人们所说的电动汽车通常指纯电动汽车（图4-1-5）。它利用单一蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前进。
图4-1-5 纯电动汽车
从外形上看，纯电动汽车与我们常见汽车没有多大差异，其区别主要在动力源及驱动系统。电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。
随着电动汽车的不断发展，各大车企也纷纷布局电动车市场，除了奔驰和宝马之外，作为在中国市场耕耘最久的豪华品牌——奥迪也不甘落后，旗下的e-tron纯电动系列量产版车型已经在各大车展纷纷亮相。2001年，我国设立了“电动汽车重大科技专项”，从此，以比亚迪和奇瑞为代表的国内汽车企业在电动车研发上的发展速度很快。
纯电动汽车可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，也可以充分利用发电设备，大幅度提高其经济效益。
纯电动汽车
1）纯电动汽车的优点
（1）无污染、噪声低。
（2）能源效率高、多样化。
（3）在城市道路行驶时，汽车走走停停，速度不快，因此驾驶电动汽车更合适。纯电动汽车停止时不消耗电量，而且在制动过程中电动机可自动转化为发电机，从而实现了制动减速时能量的再利用。
（4）结构简单，使用及维修方便。
2）纯电动汽车的缺点
（1）目前纯电动汽车技术尚不如内燃机完善，尤其是动力电源（电池）寿命短、使用成本高。
（2）蓄电池单位重量储存的能量太少，一次充电后行驶里程不理想。
（3）纯电动汽车的电池较贵，又没有形成经济规模，故购买价格较高。
3）纯电动汽车典型案例
比亚迪汉EV（图4-1-6）自上市以来成为中国首款月销破万的纯电动中大型轿车。在动力方面，比亚迪汉EV提供单电机两驱和双电机四驱两类车型。其中单电机最大功率为163kW；双电机车型分为前后电机，前电机为163kW，后电机为200kW。在电池方面，汉EV车型均采用了比亚迪刀片电池技术，电池容量为79.6kW·h，其续航能力标准版为506km，超长续航版为605km，四驱高性能版为550km。
图4-1-6 比亚迪汉EV
比亚迪新能源乘用车领跑中国，其与博世强强联合，专为新能源汽车开发了分布式驱动力控制系统dTCS。汉EV四驱版采用这一技术，扭矩控制时间提高了20倍，扭矩响应闭环加快了10倍，可最大程度减少车轮打滑量，树主动安全与操控性标杆，安全是电动车最大的豪华。
（三）燃料电池汽车
燃料电池汽车是电动汽车的一种，其电能是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧直接变成电能的。燃料电池采用能源的间接来源是甲醇、天然气、汽油等烃类化学物质，通过相关的燃料重整器发生化学反应间接地提取氢元素；直接来源就是通过燃料的石化裂解反应提取纯液化氢。由于燃料电池的化学反应过程不会产生有害物质，故燃料电池汽车是无污染汽车。燃料电池的特点如下。
（1）高效：能源利用效率是普通内燃机的2～3倍。
（2）环境友好：零排放或近似零排放。
（3）安静：运行平稳、无噪声。
（4）燃料补充迅速，易于获取。
（5）燃料电池的效率随输出功率变化的特性比内燃机更适合汽车的实际行驶。
（6）过载能力强，更适合汽车的加速、爬坡等。燃料电池的短时过载能力可达额定功率的200%。
2022年8月，在以“联合赋能 氢领未来”为主题的“国家燃料电池汽车示范应用·上海市第一批车辆集中发车启动”仪式上，随着一批“重庆造”生产的氢能重卡作为首批燃料电池汽车示范应用车，实现商业化示范运营，国家燃料电池汽车示范应用正式落地。
据介绍，此次的燃料电池汽车示范应用车是来自上汽红岩的杰狮氢燃料电池重卡。该款车配备了127kW·h的宁德时代动力电池，搭载捷氢科技研发的大功率氢反应堆系统，同时，其供氢系统储氢量为31kg，仅需15～30min即可加满氢气，且在作业附近就有配套的加氢站，加上这款车氢耗最低可达7.2kg/100km，标配最大续航里程可超过400km，多方面有效保证了车辆的出勤效率。
事实上，上汽红岩在氢能赛道的布局早已开始。
2019年，上汽红岩首款氢能自卸车亮相；2021年，上汽红岩已实现了全球首个万辆级氢能重卡产业链项目的落地，成为国内最具代表性的国家级氢燃料电池重卡示范高地；2021年11月，上汽红岩首批氢能重卡交付用户并正式投入运营；2022年，上汽红岩鄂尔多斯基地投产暨首批氢能重卡下线，至此全球首个万辆级氢能重卡产业链项目落地取得阶段性成果。
上汽红岩负责人表示，在“双碳”目标下，上汽红岩将持续深化氢能技术的创新研发，全力助推中国重卡行业绿色高质量发展。
（四）氢燃料汽车
用氢作为内燃机的替代燃料，氢能被人们视为理想的“绿色能源”。
1）氢燃料汽车的特点
（1）更清洁，燃烧的产物只有水。
（2）能量利用率更高。
（3）氢来源更广。
氢能还没有被广泛应用，是因为氢能的开发利用还有关键技术需要解决：一是如何更方便、更实惠地制取氢，氢虽然可以通过水来电解，但是成本是相当高的；二是如何储存氢，因为氢气密度小，不利于储存。
2）氢燃料汽车典型案例
宝马汽车公司在液氢汽车研发方面一直处于领先地位。早在20世纪70年代，宝马就开始氢燃料的研究。1999年在柏林，宝马汽车公司生产的15辆宝马750hL氢燃料车队初次亮相（其中“h”代表氢燃料）。这15辆宝马750hL在德国汉诺威2000年世界博览会上作为高级轿车，担负起接待贵宾的责任。世界上第一个液氢加气站也已于1999年在慕尼黑机场投入使用。2001年，宝马“清洁能源世界巡展”的宝马750hL是宝马第五代氢燃料汽车的代表，它实际上是一种双燃料汽车，可以使用液氢或汽油，如果附近没有液氢加气站，则可将发动机转换到汽油驱动状态下。氢驱动的新7系宝马745Li将氢动力汽车推向市场的梦想又向现实迈出了重要的一步。宝马745Li配有第一个氢驱动4.4L的V8发动机，还增加了更高水平的注氢技术。与750hL一样，745Li通过双模式技术，可选择汽油和液氢两种能源行驶。如果以氢为能源，745Li发动机的最大输出功率为294kW，最高时速为215km，嵌在行李舱里的圆筒状液氢箱可为300km的行程提供能源。
（五）太阳能动力汽车
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源。太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。太阳能汽车是真正的零排放，不产生任何的环境污染，能有效减少全球环境污染，给人们创造洁净的生活环境。太阳能汽车利用太阳能电池把光能转化为电能，电能会储存在蓄电池中，用来推动汽车的电动机。如果由太阳能汽车取代燃油车辆，则每辆汽车的CO2排放量可减少43%～54%。
1）太阳能汽车的优点
①以光电代替燃油，可以节约有限的石油资源。
②无污染，无噪声。
③燃油汽车能量转换热效率比较低，只有1/3能量消耗在推动车辆前进上。太阳能汽车90%的能量可用于使汽车前进。
④易于驾驶：只需要踩加速踏板便可起动，利用控制器使车速变化，不需要换挡。
⑤结构简单：除了定期更换蓄电池外，基本不需要进行日常维护，省去了更换机油、添加冷却水等步骤。
2）太阳能动力汽车典型案例
全太阳能动力汽车以柔性高效的薄膜太阳能电池组件为核心技术，在一定的光照条件下，通过光电转化及储能、智能控制和电力配送等精确控制系统，将太阳能转化为汽车驱动动力，是真正意义上的零污染的清洁能源汽车。
2014年8月13日，汉能宣布完成美国阿尔塔设备公司（以下简称“阿尔塔”）的并购。阿尔塔是世界领先的薄膜太阳能电池技术生产商，生产了世界上转换效率最高的柔性砷化镓太阳能电池片。砷化镓薄膜发电组件具备柔性可弯曲、质量轻、能效转化率高、弱光发电等优势。2016年7月，汉能研发出的全太阳能动力汽车亮相，如图4-1-7所示。这款全太阳能动力汽车将转化率全球第一的砷化镓薄膜太阳能芯片技术与酷炫车身设计融为一体，以太阳能作为主驱动动力，颠覆了电动车传统电力驱动和依赖固定充电设施的充电方式，使汽车可以像叶绿素一样直接利用太阳能，在满足出行需求的同时，不产生任何污染。理论上，在充足阳光的照射下，汉能全太阳能动力汽车每年可以依靠太阳能行使20 000km，完全能够满足人们在城市中日常出行的需求。
图4-1-7 汉能全太阳能动力汽车
汉能全太阳能动力汽车是真正意义上的零污染清洁能源汽车。它改变了人类在汽车产业上能源利用的方式，重新定义了传统电动车充电方式和续航里程的概念，并从根本上改变了现有汽车产业利用能源的结构。