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纯电动汽车结构与原理介绍

作者：文/山东焦建刚

来源：《汽车维修与保养》2017年第1期

焦建刚(本刊编委会委员)

现任济南鲁鹰丰田汽车销售服务有限公司总工程师，山东交通学院客座教授；曾任博世山

东培训基地主任。对当代汽车故障诊断以及电子控制系统波形有较深入的研究，著有《现代汽

车电子控制系统波形分析》一书。

一、新能源汽车的定义及发展概况

2009年7月1日，我国正式实施了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，其明确

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。新能源汽车包括电动汽车、气体燃料汽车、生物燃料汽车、氢燃料汽车等。

目前我国已建立起了电动汽车“三纵三横”(燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动车三种

整车技术为“三纵”，多能源动力总成系统、驱动电动机、动力电池三种关键技术为“三横”)

的研发布局。

截止到2015年底，全球纯电动汽车产量为52.3万辆，我国达到了产量33万辆、销量34

万辆的成绩(图1)。2016年1-6月份，我国新能源汽车产量已经达到17.7万辆，全年产量预计

将达到70万辆。

我国预计2020年初步建成以市场为导向、企业为主体、产学研用紧密结合的新能源汽车产

业体系。自主新能源汽车年销量突破200万辆，累计产销量达到500万辆，市场份额达到70%

以上；打造明星车型，进入全球销量排名前10，新能源客车实现规模化出口，整车平均故障间

隔里程达到20000km；动力电池、驱动电机等关键系统达到国际先进水平，在国内市场占有率

达到80%。

至2025年，我国预计形成自主可控完整的产业链，与国际先进水平同步的新能源汽车年销

量300万辆，自主新能源汽车市场份额达到80%以上；产品技术水平与国际同步，拥有2家在

全球销量进入前10的一流整车企业，海外销售占总销量的10%；制氢、加氢等配套基础设施基

本完善，燃料电池汽车实现区域小规模运行。

二、电动汽车的定义

纯电动汽车是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动

力源，以电动机为驱动系统的汽车(图2)。其动力系统主要由动力电池、驱动电动机组成，从

电网取电或更换蓄电池获得电能。

电动汽车最早的历史可以追溯到19世纪后期，在1881年8-11月巴黎举行的国际电器展览

会上，展出了法国人古斯塔夫·特鲁夫研制的电动三轮车，这是世界上第一辆电动车辆，它采

用多次性铅酸充电电池和直流电动机，可以实际操作使用，这辆车的诞生具有划时代的意义。

在接下来的1882年，英国的威廉·爱德华·阿顿和约翰·培里也合作研制了一辆电动三轮

车，车的速度是4.4km/h。三位先驱的努力使得在燃油汽车尚未问世之前，电动汽车已经诞生，

此后电动车辆在欧美等国家迅速兴起。

在汽车的发展过程中，用蒸汽机驱动的蒸汽机汽车、由蓄电池和电动机组合驱动的电动汽

车以及利用石油做燃料的内燃机车曾经同时被使用，之后蒸汽机汽车首先退出，电动汽车经历

了3个发展时期延续应用到今天，而内燃机汽车成为主流。

1895-1905年是早期电动汽车发展的黄金时代，这一时期的电动车辆代表了车辆技术的精

华。1900年电动车辆的发展达到了成功的顶点，1912年达到了电动汽车生产的顶峰。

此后由于石油的大量开采和内燃机的种种优越性，电动汽车逐渐销声匿迹。直到20世纪

70年代石油危机的爆发，给世界各国政界一次不小的打击，人们开始考虑替代石油的其他能源，

包括风能、太阳能、电能等可再生能源。因此从政治经济方面考虑，电动汽车迎来了又一个发

展机遇，又一次被人瞩目。

三、纯电动汽车的结构

传统内燃机汽车主要由发动机、底盘、车身、电气设备四大部分组成。纯电动汽车与传统

汽车相比，取消了发动机，传动机构发生了改变，根据驱动方式不同，部分部件已经简化或者

取消，增加了电源系统和驱动电机等新机构。由于以上系统功能的改变，纯电动汽车改由新的

四大部分组成：电力驱动控制系统、底盘、车身、辅助系统。

典型电动汽车组成如图3所示。主要包括电源系统、驱动电机系统、整车控制器和辅助系

统等。动力电池输出电能，通过电机控制器驱动电机运转产生动力，再通过减速机构，将动力

传给驱动车轮，使电动汽车行驶。