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一、纯电动汽车与新能源汽车

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。

2.新能源及新能源汽车定义

（1）新能源

新能源又称非常规能源，是指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

《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》中明确指出：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。

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（BEV,包括太阳能汽车）、混合动力汽车、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、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。

2017年1月6日，中华人民共和国工业和信息化部（以下简称“工信部”）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，但就新能源汽车的定义分析，新能源汽车应包括电动汽车、气体燃料汽车、代用液体燃料汽车三大类。

（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（车载状态）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：有多于一种的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，参考国际能源署（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（如燃油箱、动力电池、高速飞轮、超级电容、高压储氢罐等）吸取能量。

c.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）气体燃料汽车

气体燃料汽车是指燃用气体燃料的汽车，包括代用气体燃料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汽车、两用燃料汽车和双燃料汽车3种；按气体存储形态和点燃方式分类，天然气汽车分为压缩天然气汽车（CNGV）和液化天然气汽车（LNGV）（这两种天然气汽车又均可分为点燃式和压燃式）。

①专用气体燃料汽车。专用气体燃料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。

②两用燃料汽车。两用燃料汽车是指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的汽车，如汽油-压缩天然气两用燃料汽车等。

③双燃料汽车。双燃料汽车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，如柴油/液化石油气双燃料汽车等。

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）代用液体燃料汽车

代用液体燃料汽车指使用传统燃料之外的液体燃料的汽车，包括生物燃料汽车和煤制燃料汽车两大类。

①生物燃料汽车。生物燃料汽车是指燃用生物燃料或燃用掺有生物燃料燃油的汽车。生物燃料汽车包括乙醇燃料汽车和生物柴油汽车等。

②煤制燃料汽车。煤制燃料汽车指使用以煤提取的燃料的汽车。它主要包括装用点燃式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。

二、纯电动汽车的分类

1.按驱动系统组成和布置形式分类

按照驱动系统的组成和布置形式不同，纯电动汽车分为机械传动型、无变速器型、无差速器型和电动轮型4种，如图1-2所示。

（1）机械传动型

机械传动型纯电动汽车的结构如图1-2（a）所示，它是以发动机前置、后轮驱动的燃油发动机汽车结构为基础发展而来的，保留了燃油发动机汽车的传动系统，不同之处是把发动机换成了电机。这种结构可以确保纯电动汽车的起动转矩及低速时的后备功率，对驱动电机要求低，因此，可选择功率较小的电机。

（2）无变速器型

无变速器型纯电动汽车的一种结构如图1-2（b）所示，该结构的最大特点是取消了离合器和变速器，采用固定速比减速器，通过控制电机来实现变速功能。这种结构的优点是机械传动装置的质量轻、体积小，但对电机的要求比较高，不仅要求其具有较高的起动转矩，而且要求具有较大的后备功率，以保证纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。

无变速器型纯电动汽车的另外一种结构如图1-2（c）所示，这种结构与燃油发动机汽车的发动机横向前置、前轮驱动的布置方式类似。它把电机、固定速比减速器以及差速器集成为一个整体，两根半轴连接驱动车轮。这种结构在小型纯电动汽车上应用十分普遍。

（3）无差速器型

无差速器型纯电动汽车的结构如图1-2（d）所示，这种结构采用了两台电机，通过固定速比减速器来分别驱动两个车轮，可以实现对每个电机转速的独立调节。因此，当汽车转向时，可以通过电机的电子控制系统控制两个车轮的差速，从而达到转向的要求。但是，这种结构的电机控制系统相对来说比较复杂。

（4）电动轮型

电动轮型纯电动汽车的一种结构如图1-2（e）所示，这种结构是将电机安装在驱动车轮内侧，可以进一步缩短电机到驱动车轮之间的动力传递路径，减少能量在传动路径上的损失，但要实现纯电动汽车的正常工作，还需要添加一个速比较大的行星齿轮减速器，将电机的转速降低到理想的转速以驱动车轮。

电动轮型纯电动汽车的另一种结构如图1-2（f）所示，这种结构将低速外转子电机的外转子直接安装在车轮的轮缘上，去掉了减速齿轮，因此电机和驱动车轮之间没有任何机械传动装置，没有机械传动损失，能量的传递效率高，空间的利用率最大。但是这种结构对电机的性能要求较高，要求其具有很高的起动转矩和较大的后备功率，以确保车辆的可靠工作。

2.按车载电源数不同分类

按车载电源数不同，纯电动汽车可以分为单电源型纯电动汽车和多电源型纯电动汽车两种。

（1）单电源型

在单电源型纯电动汽车上，主要电源一般是动力电池，如铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。单电源型纯电动汽车的结构较为简单，控制也比较简单，其主要缺点是主电源的瞬时输出功率容易受动力电池性能的影响，车辆制动能量的回馈效率也会受制于动力电池的最大可接受电流及其荷电状态（剩余电量）。

（2）多电源型

多电源型纯电动汽车一般由动力电池加其他辅助储能装置构成。采用动力电池加超级电容或动力电池加飞轮电池的电源组合，可以降低对动力电池的容量、比能量、比功率等的要求。当汽车起步、加速、爬坡时，辅助蓄能装置（超级电容、飞轮电池）可短时间内输出大功率，协助动力电池供电，使纯电动汽车的动力性提高；当汽车制动时，则利用辅助蓄能装置接受大电流充电，提高制动能量回馈的效率。

3.按用途不同分类

按照用途不同，纯电动汽车主要分为纯电动轿车、纯电动货车、纯电动客车和纯电动专用车4种。

目前纯电动专用车多数为微型汽车。纯电动微型汽车有载客式、载货式及其他用途式，如图1-3所示。这些纯电动汽车的特点是体积小，车速低，一般最高车速在50～60 km/h，续驶里程较短，成本低。

三、纯电动汽车的特点与要求

1.纯电动汽车的特点

（1）优点

①污染少。纯电动汽车以清洁的电能作为能源，不会产生有害气体，也不会产生CO2等温室气体，基本上可以实现“零排放”。

即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其他污染物也显著减少。由于发电厂大多远离人口密集的地方，因此对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，废弃物集中排放，清除各种有害排放物较容易。

②噪声低。电机工作过程中产生的噪声远小于燃油发动机汽车的发动机噪声。

③能源利用率高。在城市工况下，汽车的平均行驶速度较低，时常处于走走停停的状态。对于燃油发动机汽车来说，这种工况下发动机效率不高，燃油消耗较大；而纯电动汽车对这种工况的适应性较好，明显提高了能源利用率。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，电能充入电池，由电池给电机提供动力，再由电机驱动汽车，其能源利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动的汽车高，因此有利于节约能源和减少CO2的排放量。

纯电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。

纯电动汽车可以实现制动能量回收，也会节省部分能源。

④能源来源广泛。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，因此可减少人们对石油资源日渐枯竭的担心。

⑤制造与维修成本低。纯电动汽车相对于燃油发动机汽车来说结构简单，运转部分少，使用维修方便，维护工作量少。

（2）缺点

①目前动力电池生产技术尚不完善，高性能的动力电池仍处于研发阶段。

②整车价格高。纯电动汽车的动力电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较高。

③高压安全技术有待提高。

2.纯电动汽车的要求

符合国际和市场需求的纯电动汽车必须遵守以下几项要求。

①纯电动汽车的研发、制造、运营必须符合国家各项相关法规。整车、零部件性能必须满足国家技术标准和各项具体要求。

②纯电动汽车是以电为能源，由电机驱动行驶的，不再产生新的污染，不再产生易燃、易爆的隐患。

③纯电动汽车储能用的电池必须是无污染、环保型的，且具有较长的寿命，具备快速充电的性能。车辆根据用途确定一次充电的续驶里程，以此装配够用电量的电池组，充分利用公用充电站快速充电以延长续驶里程。

④纯电动汽车电机组应有高效率的能量转换能力。制动、减速能量可直接利用和回收，力求车辆能源综合利用的高效率。

⑤根据车辆用途及行驶场合设定最高车速，且不得超过交通法规的限定值，以便合理选择电机的功率和配置电池组的容量。

⑥车辆驾驶操纵简单有效、工作可靠，确保行车安全。

⑦机械和电气装置耐用、少维修，车辆运营费用低。

⑧以目标市场需求为依据，提供实用、合适的车型满足市场，力求做到技术、经济、实用、功能诸方面的综合统一。

2012年5月11日，《纯电动乘用车技术条件》（GB/T 28382—2012）正式发布实施，该标准适用于使用蓄电池提供动力、5座以下的纯电动汽车。该标准对纯电动乘用车的车速、安全、质量分配、加速性能、爬坡性能、低温性能、可靠性等方面的技术指标作了详细的规定。这标志着今后各汽车生产商将会按统一的标准生产纯电动乘用车。

四、纯电动汽车的历史与现状

1.纯电动汽车的历史

1834年，苏格兰人德文博特（T. Davenport）制造了一辆电动三轮车，它由一组不可充电的简单玻璃封装的干电池提供动力，只能行驶一小段距离。1839年，苏格兰人罗伯特使用不可充电电池制造了第一辆纯电动汽车。1859年，法国人普兰特（C. Plante）发明了世界上第一只可充电的蓄电池，为后来纯电动汽车的发展奠定了基础。1881年，法国工程师特鲁夫（C. Trouve）第一次将直流电机和可充电的铅酸蓄电池用于私人车辆，并在同年巴黎举办的国际电器展览会上展出了一辆能实际操作使用的电动三轮车。1885年，德国人卡尔·奔驰（K. Benz）发明了汽油机驱动的汽车，并于1886年1月26日获得专利，成为人类历史上的伟大创举。但是，由于当时纯电动汽车比燃油发动机汽车结构简单，且只需配有电机和电池，制造起来比较容易，而燃油发动机汽车性能比较差，发动机起动也很困难，因此，在初期阶段，纯电动汽车得到了发展。

19世纪末，美国、英国和法国的许多公司都开始生产纯电动汽车。最早的纯电动汽车制造厂是Morria和Salam的电动客车和货车公司。另一个比较早的纯电动汽车生产商是波普（POPE）制造公司，到1898年年底，波普生产了大约500辆Calumlria型纯电动汽车。1896—1920年，Riker纯电动汽车公司生产了多种不同类型的纯电动汽车，其中1897年生产的Victoria是一种设计较好的车型。除了美国纯电动汽车制造厂外，英国的伦敦电动出租汽车公司在1897年生产了15辆电动出租车。法国的BGS公司在1899—1906年也生产了几种不同类型的商用型纯电动汽车，包括小汽车、货车、客车和豪华轿车。1899年，比利时人Camille Jenatzy驾驶的电力驱动汽车Jamais Contente首次实现了100 km/h以上的车速。

1895—1915年是早期纯电动汽车的黄金时代。1900年，在美国销售的4200辆汽车中有38%是纯电动汽车，22%是燃油发动机汽车，40%是蒸汽机汽车。在当时，纯电动汽车是金融巨头的代步工具及财富的象征。

进入20世纪以后，由于大量油田被发现，石油开采提炼和内燃机技术迅速进步，而纯电动汽车则由于电池技术进步缓慢，在性能、价格等方面都难以与燃油发动机汽车竞争而逐步被其所取代。1911年，凯特灵（Kettering）发明了汽车发动机起动机，使得燃油发动机汽车更具吸引力，从此打破了纯电动汽车在市场上的主导地位。而福特汽车公司的出现几乎使纯电动汽车的发展彻底停止，到20世纪30年代，纯电动汽车几乎消失了。

直到20世纪70年代初，因石油危机和空气污染等原因才促使人们重燃对纯电动汽车的希望，美国、英国、法国、德国、意大利和日本开始发展纯电动汽车。20世纪70年代后期，世界上许多国家和地区的公司都开始研制纯电动汽车。但是石油价格在20世纪70年代末开始下跌，在纯电动汽车成为商业化产品发展起来之前，石油短缺等能源危机变得不再严重，因而纯电动汽车的商业化失去了动力，纯电动汽车的发展显著变慢，又开始走入低谷。

2.纯电动汽车的现状

20世纪80年代，由于人们日益关注空气质量和温室效应所产生的影响，纯电动汽车的发展再次获得生机。20世纪90年代初，一些国家和城市开始实行更严格的排放法规。1990年，美国加利福尼亚州大气资源管理局（CARS）颁布了一项法规，规定1998年在加利福尼亚州出售的汽车中，2%必须是零排放车辆（ZEVs），到2003年零排放车辆应达到10%。受加利福尼亚州法规的影响，美国其他州以及世界其他国家开始制定类似的法规，纯电动汽车被认为是符合零排放标准的唯一可用的技术，所以纯电动汽车迅速发展起来。

汽车制造商在不断推动纯电动汽车技术发展的同时，开始将纯电动汽车商业化。在世界范围内，尤其在美国、日本和欧洲国家，许多汽车生产商开始生产纯电动汽车或者涉及纯电动汽车领域。在美国，通用、福特、克莱斯勒、美国纯电动汽车公司等为了响应加利福尼亚州的法规，在纯电动汽车的发展中起着很重要的作用；在日本，几乎所有的汽车生产商，如丰田、日产、本田、马自达、大发、三菱、铃木和五十铃等汽车公司等都制订了自己的商业化纯电动汽车的发展计划；欧洲的许多国家，尤其是法国、德国、意大利和英国都启动了纯电动汽车发展计划，其中较活跃的汽车公司有雪铁龙、雷诺、宝马、奔驰、奥迪、沃尔沃、大众、欧宝和菲亚特等。除了汽车生产商以外，还有一些电力公司和电池生产商在纯电动汽车的示范中也起着积极的作用，其目的都是促进以充电电池为动力的纯电动汽车的商业化，并最终获得商业利益。通常他们和汽车生产商合作来发展纯电动汽车，或者选购纯电动汽车用于电池评估和演示。虽然在这一阶段，纯电动汽车受到了各大企业的重视，但是由于电力电子学尚未建立，既没有完善的科学理论作指导，更缺乏高科技含量的电力电子装置可供采用，特别是，当时几乎只有铅酸蓄电池可供使用，而由于铅酸蓄电池体积大、质量重、能量密度小、功率密度低、充电时间长以及每次充足电后续驶里程较短，再加上电力传动系统的制造成本过高等因素困扰，阻碍了纯电动汽车的大规模发展。

2000年以来，随着各国对纯电动汽车技术研发投入的不断加大，车用动力电池、电机及其控制系统等瓶颈技术取得了重大进展，电力电子、控制技术和信息技术的广泛应用促使纯电动汽车技术深入发展、日臻完善，产品的可靠性、寿命得到明显提升，成本得到有效控制，纯电动汽车技术在世界范围内得到快速发展，一批装备了先进动力电池的纯电动汽车已经进入或即将进入消费市场。

3.我国纯电动汽车的发展现状

“八五”期间，国家计划委员会和国家科学技术委员会将电动汽车项目正式列入国家研究和攻关计划。“九五”期间，科学技术部把电动汽车列入国家重大产业工程项目，完成了纯电动轿车先导车的研制和全新纯电动轿车概念车的开发，建成了我国唯一的国家电动汽车运行试验示范区；另外，还研制出我国首辆纯电动大客车YW6120DD和我国首辆具有完全自主知识产权的纯电动公交车BJD6100EV，完成了为期3年的载客示范试验。

“十五”期间，我国以开发电动汽车整车技术和关键零部件技术为重点，采取整车牵头、零部件配合、产学研相结合的模式，推动了电动汽车技术的研发。

“十一五”期间，我国继续坚持以电动汽车市场为产品开发的导向，以整车产品为载体，以电动汽车动力系统技术平台为核心，促进企业产品的开发和创新；以关键零部件工程化、系列化促进产业链的建设；以共性基础技术促进平台、总成和零部件的深入研究；以公共服务平台、基础设施和政策法规建设促进市场应用和推广。

通过十几年的努力，尤其是“十五”以来的重点攻关，我国逐步围绕纯电动客车和纯电动轿车形成了一个品种齐全、配套能力较强的产品技术链，在使用大容量锂离子动力电池方面克服了成组使用时充/放电性能、安全性能不佳和快速更换不易等技术难题，技术逐步成熟。

在电动汽车产品开发的同时，其示范应用同步进行。在各地政府的大力支持下，科学技术部在全国建立了电动汽车商业化示范城市，在北京、天津、杭州、株洲、威海和深圳等城市开展了不同车型、不同示范运营主体、不同运营管理方式和不同线路的小规模示范：一是在示范运行过程中检验了产品的可靠性，使得产品技术得到持续改进；二是通过区域和线路的商业化运行示范，探索了符合市场规律的商业运行模式，积累了丰富的运营管理经验；三是建立多元化、互动型的电动汽车示范运营技术服务体系，在运营过程中采集数据，为示范运营车辆的考核、评估和改进提供科学依据；四是在运营中逐步建立电动汽车商业化运行的政策支撑体系，研究政策效益，促进形成推广应用电动汽车的市场氛围。此外，通过示范运营进行科普教育，使广大民众了解、认识和尝试了电动汽车新技术，为人们进一步接受电动汽车打下一定的基础。

在纯电动汽车的研发方面，我国已掌握车辆动力系统匹配与车辆集成设计、整车控制系统等领域的核心技术，在电池、电机和整车研发与产业化等方面均取得重大突破。但在高性能纯电动汽车产品的可靠性和工程化能力上，仍落后于国外先进产品。表1-1所示为部分国内外纯电动乘用车技术参数对比。

此外，部分电机和电池所需的零部件材料、控制器基础硬件和芯片等核心零部件仍依赖进口，车辆整体成本较高。

近年来，我国在纯电动乘用车产品及技术研发领域取得阶段性成果，部分中高端产品达到国际一流水平，具备了商业化推广条件。代表性的产品有腾势电动汽车、启辰晨风电动汽车等。由于采用新型的三元锂电池代替磷酸铁锂电池，纯电动乘用车的续驶里程得到大幅度提高。如北汽的EV200纯电动汽车的续驶里程相比E150EV增加了80 km，达到245 km。

我国纯电动乘用车换代产品技术进步显著。以江淮同悦系列纯电动汽车为例，几经改进，至2016年已进入第五代产品，是国内纯电动乘用车技术进步的典型代表，其主要产品技术参数见表1-2。

五、国内外主要纯电动汽车品牌

1.国外主要纯电动汽车品牌

（1）美国

①特斯拉。特斯拉（Tesla）是一家美国电动汽车及能源公司，产销电动汽车、太阳能板及储能设备。总部位于美国加利福尼亚州硅谷的帕罗奥多，2003年由马丁·艾伯哈德和马克·塔彭宁共同创立。

特斯拉第一款汽车产品Roadster（见图1-4）发布于2008年，是全球首款量产版电动敞篷跑车。这是第一辆使用锂电池技术，每次充足电能够行驶320 km以上的纯电动汽车。

历经多年的研发，特斯拉发布了多款纯电动汽车，如Model S、Model X、Model S P85D、Model S P90D、Model S 90、Model S 70、Model S 60、Model S 60D、Model 3等。

②通用。通用雪佛兰VOLT（见图1-5）是增程式纯电动汽车（也有将其归入混合动力汽车）。整个系统采用串联式结构，发动机的动力经过发电机转换后再传递给驱动电机。动力系统由1.0 L三缸涡轮增压柔性燃料发动机和16 kW·h锂电池组组成，可实现最大续驶里程1030 km，单靠电池提供动力的续驶里程为64 km。用家用220 V电源充电3.5 h可将电池充满，同时也可以在行驶中使用发动机充电。

历经多年研发，通用推出了多款纯电动汽车，如布兰达（Bolt）、欧宝（Ampera-e）等。

③福特。福特福克斯电动汽车（见图1-6）。福克斯电动版在2011年国际消费电子展（CES）上首发。福特采用LG Chem公司开发的23 kW·h铁锂电池组，最大功率可达91 kW，电机峰值转矩为245 N·m，动力通过单级减速器传递到车轮。此外，福克斯电动版还配备其他的节能技术，比如电动助力转向和能量回收四轮盘式制动系统。

福克斯电动版可通过120 V和240 V插座充电。用240 V充电站充电，铁锂电池组可以在3～4 h完成。快充则在30 min内可以充电80%。而用120 V家用电源，铁锂电池组可以在18～20 h充满。

（2）欧洲车系

①宝马。宝马集团曾透露了该集团在电动汽车方面的战略规划，即到2025年，将提供25款电动汽车，其中12款为纯电动汽车。当前宝马在市场比较热销的电动汽车是i3和i8（混合动力车型）。

宝马i3纯电动版是第一款车体主要由碳纤维材料制成的量产汽车，如图1-7所示。i3的电机最大输出功率可达125 kW，配备后轮驱动系统，0～100km/h加速时间为7.2 s，最高车速可达150 km/h。i3采用高速充电器，只需1 h就可为电池充入80%的电。

②奔驰。奔驰早期的纯电动汽车为微型（smart）系列，2016年发布了3款纯电动版本：smart fortwo（见图1-8）、smart fortwo敞篷版和smart forfour。3款车型由戴姆勒的全资子公司smart（精灵）汽车有限公司研发生产。

三款smart电动汽车都将采用奔驰和雷诺共同研发的后置电机进行驱动，最大输出功率为55 kW，峰值转矩为130 N·m，内置了17.6 kW·h的锂电池，最高车速125 km/h，续驶里程可达450 km。0～100km/h加速时间为11.5 s，充电时间为6～7 h。

奔驰的首款纯电动乘用车为奔驰EQC（见图1-9），是一辆纯电动SUV。EQC采用纯电力驱动，动力系统将由两台电机和锂电池组构成。其中，两台电机的综合输出功率达300 kW，峰值转矩为730 N·m，电池组能量为79.2 kW·h。EQC的0～100km/h加速时间不超过5.1 s。

③大众。在2016年巴黎车展前夕，大众发布了旗下全新紧凑级纯电动I.D.概念车（见图1-10），为大众基于MEB（电气模块化）平台打造的首款紧凑级车型。

I.D.概念车是大众汽车全新电动汽车产品序列中的首款车型，采用了大众全新的设计理念，具有很高的辨识度。I.D.概念车由电机驱动，最大功率为125 kW，单次充电后续驶里程可达400～600 km。

④雷诺。雷诺早期纯电动汽车为微型纯电动汽车特翼（Twizy）（见图1-11）。该车搭载了一台最大功率为15 kW的电机，最高车速可达75 km/h。这款纯电动汽车完全充电过程仅需要3.5 h，而新车的续驶里程可达100 km，能满足城市日常通勤需求。

雷诺后期纯电动汽车产品有风朗（Z.E.）、特翼、ZOE等。

2016年巴黎车展上，雷诺正式发布了全新TREZOR概念车（见图1-12）。TREZOR概念车可以看作是2010年雷诺推出的概念车DeZir的延续，展现了雷诺品牌对于未来出行模式以及对未来汽车制造的展望，设计理念上采用多项新技术。雷诺TREZOR概念车将采用完全独立驾驶的模式，可实现完全不需要驾驶者干预的独立驾驶功能，采用纯电力驱动，搭载来自LG的全新锂电池组，并拥有最高402 km的续驶里程。

（3）日本车系

日本在电动汽车方面成绩突出的企业是日产（NISSAN）。日产聆风（Leaf）为五门五座掀背轿车，如图1-13所示，由层叠式紧凑型锂离子电池提供动力。日产Leaf在2010年年底于欧美以及日本市场上市，这款车型从2011年开始进入中国销售。

作为全球高销量的纯电动汽车，2017年日产第二代Leaf上市。新款车型除在外形、内饰上采用更具科技感的设计以外，还加入了高级自动驾驶、单踏板操作等新技术。

日产Leaf使用新研发的锂电池组，其性能表现与普通经济型掀背车接近，电池组最大能支持88 kW的电机。日产Leaf此次配搭的电机的峰值输出转矩为280 N·m。Leaf的快充模式能够在30 min内将电池组电量补充到80%，大大改善了电池组不能迅速补给的难题。但快速充电仅适用于紧急之需，将电池充满仍然需要8 h，车主可以利用夜间进行充电。

2.国内主要电动汽车品牌

（1）纯电动客车

我国有很多客车生产厂家在研发和生产纯电动客车，如牡丹汽车股份有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、厦门金龙汽车集团股份有限公司、中通客车控股股份有限公司、金龙联合汽车工业（苏州）有限公司（海格客车）、安徽安凯汽车股份有限公司、上海申龙客车有限公司、河南少林客车股份有限公司、比亚迪汽车工业有限公司等。其中比亚迪、宇通、海格都是比较有名的客车品牌。

比亚迪纯电动客车有多个车系，例如K系列（如K8、K9等）纯电动公交车、C系列（如C7、C8等）旅游团体客车、BYD6110系列客运客车等。图1-14所示为由广汽与比亚迪合作研发生产的纯电动客车K9，该车型已经在大连、广州、北京、三亚、桂林、蚌埠、青岛等多座城市投入公交运输服务。该款车型在城市公交工况下续驶里程超过250 km。

（2）纯电动货车

据工信部提供的信息，在我国，研发生产纯电动货车的六大知名企业为比亚迪汽车工业有限公司、成都大运汽车集团有限公司、东风汽车集团有限公司、安徽华菱汽车股份有限公司、一汽解放汽车有限公司和湖北三环汽车有限公司。其生产的主要车型和基本数据见表1-3。

比亚迪于2013年开始研发电动卡车，是国内最早投入新能源卡车研发的企业，也是国内最早将新能源卡车投入商业化运营的企业。尤其是针对技术门槛高的新能源重卡，比亚迪已积累了两年多的规模化运营经验，早于戴姆勒、特斯拉发布纯电动重卡及商业化运营时间。

图1-15所示为比亚迪T10纯电动自卸车，总质量达31000 kg，额定载质量为15375 kg，搭载型号为BYD-3425TZ-XS-A的永磁同步电机，以及自主研发的磷酸铁锂电池，动力电池组总能量324 kW·h，续驶里程（等速法）达260 km。

（3）纯电动场地车

作为我国最早研究电动汽车的企业，东风汽车集团有限公司在“八五”计划初期展开电动汽车研究开发。2007年8月，东风电动汽车股份有限公司正式与北京奥组委签约，东风纯电动场地车成为北京奥运会各比赛场馆的唯一服务用车。自2007年8月到2008年奥运会期间，500余台纯电动场地车服务于检测赛，预赛，决赛及开、闭幕式等各个奥运场馆及奥运村。

东风电动汽车股份有限公司场地车主要有电动观光车、电动游览车、电动警车、电动巡逻车、电动货车、电动高尔夫球车、电动多功能车等。图1-16所示为一款东风电动观光车。

（4）纯电动轿车

①比亚迪纯电动轿车。作为国内新能源汽车领域的领导者之一，比亚迪销量优势显著，占比超国内新能源汽车同期销量的1/5，其中销量比较好的纯电动汽车有比亚迪秦EV300、比亚迪e6（见图1-17）、比亚迪e5。比亚迪e6是全球首款纯电动出租车，提倡“减排、低碳”，一次充满电可连续行驶300 km，百公里能耗为21.5 kW·h左右，相当于燃油发动机汽车1/4～1/3的消费价格，且电能储备输出的动力非常强劲，在动力输出方面，可达75 kW，10 s内可达到最高车速140 km/h。使用专业充电站，比亚迪e6可在15 min充入80%电量，电费需要花费人民币约13元［按0.6元/（kW·h）计算］。

②奔腾纯电动轿车。奔腾B50 EV采用一汽技术中心自主研发的纯电动乘用车动力平台，整个平台由电机、电池、减速器、整车控制器、电动附件和专用显示仪表等组成，该动力系统具有起动电爬行、纯电动、再生制动、电子驻车制动、家用充电、快速充电等功能。

2014年上市的奔腾B50 EV（见图1-18）纯电动轿车在外观造型和车身尺寸方面，与现款汽油版B50保持一致。动力方面，采用的是富奥汽车零部件股份有限公司提供的电机和三元锂电池，电机额定功率为35 kW。

③北汽纯电动汽车。北汽新能源作为纯电动汽车领航者，专注纯电动汽车领域，已经推出EH、EU、EX、EV、EC、LITE六大系列10余款车型的纯电动乘用车。北汽301 EV电动汽车曾经出现在2008年4月的北京车展上，当时命名为C30 EV。该车型配备可输出47 kW的交流感应电机，峰值转矩为82 N·m，聚合物锂电池的容量为100 A·h。301 EV电动汽车的最高车速为160 km/h，一次充电最高可行驶200 km以上，最大可爬30°的斜坡。

北汽新能源EH 300是一款主打高端商务的纯电动汽车，总体来说更适合商务接待或是有公务需求的人群。而且其不仅是北汽新能源首款B级纯电动轿车，也是目前纯电动行政级商务轿车这一细分市场的少见车型之一。

北汽新能源EH 300搭载一台最大功率为100 kW的电机，配备三元锂电池，电池能量为54.6 kW·h。综合工况续驶里程可达300 km，60 km/h等速工况下续驶里程超过380 km，具有快充和慢充两种充电方式，普通慢充10 h可将电池充满，快充45 min即可充到电池电量的80%。

北汽ET 400（见图1-19）是北汽推出的一款纯电动SUV。动力方面，新车搭载北汽新能源e-Motion Drive超级电驱技术，同时还有望配备更大功率的电池组，最大续驶里程将超过400 km。新车还将搭载一套全新人工智能（AI）语音服务系统。

④奇瑞纯电动汽车。奇瑞瑞麒M1 EV纯电动汽车是在奇瑞S18平台基础上开发的一款纯电动汽车，于2008年11月5日在电动汽车大会现场宣布上市销售。瑞麒M1 EV纯电动汽车搭载了大功率的电驱动系统，并配备了45 A·h或60 A·h的高性能锂电池，最高车速为120 km/h，最大续驶里程为150 km。在普通220 V民用电源上慢充，充电时间为6～8 h，利用专业充电站充到电池电量的80%需要0.5 h。

目前市场上在销售的奇瑞纯电动汽车为奇瑞eQ，如图1-20所示。

奇瑞eQ搭载的是一台永磁同步电机，其最大输出功率为42 kW，峰值转矩为150 N·m。传动系统与电机匹配的是单一速比直驱无级变速系统。而变速杆上则设计有两种形式：舒适型为传统换挡手柄，豪华型则为换挡旋钮。

⑤长城哈弗电动汽车。继长城哈弗M3 EV电动汽车问世，经历电动汽车欧拉等车款，2017年，首款纯电动轿车长城C30 EV（见图1-21）正式上市，共推出3款车型。

长城C30 EV采用三元锂电池，综合工况续驶里程为200 km，同时配备快充、慢充两种模式，常温情况下，仅需40 min即可充入80%的电量。长城C30 EV搭载水冷永磁同步交流电机，最大功率为90 kW，最大转矩为240 N·m，0～50km/h加速仅需5.5 s，最高车速可达140 km/h；同时还标配能量回收系统，增加5%～15%的续驶里程的同时，可辅助制动。

新车充分考虑了电池的安全问题，配备了全方位电池防护系统，雨天充电和普通涉水均可正常工作，极端碰撞条件下仍能保障安全。此外，长城C30 EV三大核心部件——动力电池、电机和电控系统还提供8年或12万千米超长质保。

⑥长安纯电动轿车。继第一款纯电动汽车奔奔MINI研发成功后，历经欧尚、欧力威、逸动等车型的发展。

长安CS15 EV（见图1-22）基于燃油版的CS15打造，共推出350e和350i两款车型，60 km/h等速续驶里程可达350 km，综合续驶里程为300 km。

长安CS15 EV搭载由一台永磁同步电机和一组42.92 kW·h的三元锂电池。最大功率为55 kW，峰值转矩为170 N·m，综合工况续驶里程为300 km，在60 km/h等速工况下最大续驶里程可达350 km。采用快充模式充至80%的电量只需40 min，慢充模式下充满需要10 h左右。

⑦吉利纯电动汽车。继吉利熊猫纯电动微型汽车（A00级）之后，2015年吉利系列帝豪EV正式上市。吉利纯电动轿车为2017款吉利帝豪EV 300（见图1-23），分为精英型、尊贵型和进取型3种。

电池类型为三元锂电池，最高车速为140 km/h，续驶里程达300 km，快充模式下45 min内可充入80%的电量。

⑧荣威纯电动轿车。荣威e1是上海汽车集团股份有限公司旗下一款代表新能源汽车产业“中国水平”的纯电动概念车，也是2010年上海世博会中国国家馆内唯一的新能源汽车展品，是上汽瞄准国际先进水平，自主开发的一款纯电动汽车，于2012年年底实现量产。e1为单厢三门四座A00级轿车，车身设计运用One Box概念，最大限度地拓展了车辆内部空间。

e1搭载了性能安全的磷酸铁锂电池系统，最高车速为120 km/h，最大续驶里程为135 km，0～100km/h加速时间为16 s。该车具备快速充电功能，30 min内可充入80%的电量。

经多年的研发，上汽设计生产了多款纯电动轿车，主要有荣威E50、荣威E550、荣威E950、荣威RX5。荣威“光之翼”概念车（见图1-24），是上汽荣威于2017年上海车展推出的一款纯电动超级轿跑SUV，最大续驶里程超过500 km。2018年，基于“光之翼”Vision-E概念车打造的纯电动超级轿跑SUV和纯电动互联网商旅车正式上市。

“光之翼”Vision-E概念车采用双电机驱动，0～100km/h加速时间小于4 s。新车电池储能仅为特斯拉Model X的一半，但最大续驶里程超500 km，综合工况续驶里程超400 km。此外，该车还将支持无线充电技术，充电15 min可充入80%的电量，足够行驶250 km。

⑨东风日产启辰晨风纯电动汽车。启辰晨风（见图1-25）是东风日产在中国市场上的第一辆量产纯电动汽车，其电池、电机、电控等核心技术与全球畅销超过25万台的日产聆风一脉相承，日产聆风在海外已久经考验，几乎无电池安全事故。启辰晨风是2014年正式上市的，代表着全球纯电动汽车的先进技术水平。2016年4月，启辰晨风智联版重磅上市。同年11月，晨风领航极地版于广州车展首次亮相，电池安全再度升级。

启辰晨风纯电动汽车充满电后可行驶180 km（比之前透露的数据更长），使用220 V普通电源充满电时间为8 h。如果有快速充电桩，充电3 min即可行驶30 km，充5 min可行驶60 km，充30 min可充入80%的电池电量。

⑩江淮纯电动汽车。数据显示，2013年以前，中国投放到市场上的纯电动轿车，江淮汽车占近50%，经过近几年的研发，江淮也不断使用迭代开发的新技术，每年市场投放的汽车都有一定的批量，其中江淮iEV4、江淮iEV5、江淮iEV6S（见图1-26）均有不小的销量。

六、纯电动汽车基本安全注意事项

纯电动汽车高压系统的电压高达数百伏，放电电流高达200 A以上。整个高压系统有直流高压电和交流高压电，对绝缘安全性要求较高。车身和电器存在高压危险。

学习、使用、维护和检修纯电动汽车时，应该严格按纯电动汽车高压安全操作规程进行。操作不当可能会发生人员触电、火灾甚至爆炸等事故，导致人身伤亡和财产损失。

1.高压安全注意事项

①在地面或车辆附近明显位置放置安全警示牌，以明示高压工作区域。不同企业生产的安全警示牌形式不同，图1-27为典型的高压安全警示牌式样。

②正确选择和佩戴高压安全防护用具。维修带有高压电的车辆时，工作人员必须做好防止被高压电击伤的安全防护。虽然现有的纯电动汽车都设计有防止意外触电功能，但是针对事故车辆及这些车辆的高压动力电池组总成始终是存在高压电的。

防止触电的个人防护装备主要有绝缘手套、护目镜、绝缘鞋以及绝缘工作服等。

a.绝缘手套。如图1-28所示，用于高压车辆维修的绝缘手套通常有两种独立的性能：一是在进行任何有关高压组件或线路的操作时，需要使用橡胶制成的电工绝缘手套，并能够承受1000 V以上的工作电压；二是具备抗碱性，当工作中接触来自高压动力电池组的氢氧化物等化学物质时，防止这些物质对人体组织的伤害。

绝缘手套需要定期检验，而且在每次使用前必须自行进行泄漏检查。

图1-29所示为绝缘手套的使用、检查流程与注意事项。

b.护目镜。如图1-30所示，护目镜可防止电池液的飞溅。高压电车辆维修用的护目镜应该具有侧面防护功能，防止维修过程中产生的电火花对眼睛的伤害。

c.绝缘鞋（靴）。绝缘鞋的作用是使人体与地面绝缘，防止电流通过人体与大地之间构成通路，对人体造成电击伤害，把触电时的危险程度降低到最小。因为触电时电流是经接触点通过人体流入地面的，所以电气作业时不仅要戴绝缘手套，还要穿绝缘鞋。

如图1-31所示，绝缘鞋根据《个体防护装备职业鞋》（GB 21146—2007）进行生产，电阻值范围为100 kΩ～1000 MΩ，具有透气性能好、防静电、耐磨、防滑等特性。

绝缘鞋也要定期进行检验，图1-32所示为绝缘鞋的使用、检查流程与注意事项。

d.绝缘工作服。维修高电压系统时，必须穿非化纤类的绝缘工作服，如图1-33所示。化纤类的工作服易产生静电，并且当发生火灾事故时，化纤会在高温环境下粘连人体皮肤，导致维修人员受到严重的二次伤害。

③使用绝缘的维修工具。维护高电压类车辆时，必须使用带有绝缘功能的工具，这些工具包括常用的套筒、呆扳手、螺钉旋具、钳子、电工刀等，也包括专用的仪表，如数字万用表等，如图1-34所示。

使用绝缘工具可以有效防止意外触电事故的发生，我国的绝缘电动工具分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类3个类型，具体要求如下。

a.Ⅰ类工具是指采用普通基本绝缘体的电动工具。在防触电保护方面不仅依靠基本绝缘体，还应附加一个安全防护措施，即对正常情况下不带电，而在其基本绝缘体损坏时变为带电体的外露导电部分作保护接零。为了可靠，保护接零应不少于两处，并且还要附加漏电保护，同时要求操作者使用绝缘防护用品。

b.Ⅱ类工具是指采用双重绝缘或加强绝缘的电动工具。在防触电保护方面不仅依靠其基本绝缘体，而且有将其正常情况下的带电部分与可触及的不带电的可导电部分作双重绝缘或加强绝缘的隔离措施，相当于将操作者个人绝缘防护用品以可靠的、有效的方式设计制作在工具上。

c.Ⅲ类工具是指采用特低安全电压供电的电动工具。在防触电保护方面依靠安全隔离变压器供电。

在高电压电动汽车维修时，要求使用Ⅱ类及以上绝缘电动工具。

④注意分辨高压电缆和高压部件。橙色电缆及其所连接部件为交、直流高压电系统，存在高压电危险，严禁身体直接接触。

⑤车主及非电动汽车专业维修人员不得私自开启、拆装高压电气设备。

⑥如果高压熔断丝熔断，表明高压系统存在较大的故障，应与授权经销商联系，由专业人员进行维修。

2.纯电动汽车使用注意事项

（1）充电

纯电动汽车不宜过充电或过放电，最理想的充电时机是动力电池放电深度为50%～70%时，建议每天充一次电，使电池经常处于浅循环状态，可延长电池寿命。要用16 A的专用电线来接线，充电线路要选择合适的线径，线路敷设应固定安装，要加装短路和漏电保护装置。长期使用快充会造成电池寿命衰减，在具备充足充电时间的情况下，建议使用慢充补电。若纯电动汽车长期不用，要保持定期充电。

（2）停放

纯电动汽车长时间停放时应将辅助蓄电池的电源线拔下来。不要长时间放置于潮湿、高温、阳光暴晒等环境下。

（3）使用

起动车辆之前（上电之前）检查一下所有的线路连接是否紧固、正确。确保动力电池电量充足，避免过放电。开车时尽量避免急加速、急制动等情况的出现。假如出现撞车等事故，首先要拔下钥匙，切断电源，并远离车辆，再寻求厂家或汽车维修4S店的帮助。

（4）检修

纯电动汽车专业维修人员需有国家颁发的强电低压（1000 V以下）电工维修资质证书才能进行维修操作。维修前，应首先拔下动力电池高压输出回路的维修开关（一般正规厂家生产的纯电动汽车的电池包上都有一个维修开关），然后再进行维修操作。操作步骤是：拔下钥匙，拔下维修开关，等10 min以上（不同厂家生产的纯电动汽车要求不同），让高压部件中的电容器件充分放电。然后再对纯电动汽车电气零部件及电缆线路进行检查、维修。