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表3-2 不同类型的混合动力电动汽车特点的比较
结构模型 动力总成 串联式 发动机、发电机、驱动电动机等三大动力总成 驱动模式 电动机是唯一的驱动模式 并联式 发动机、电动/发电机或电动机两大动力总成 发动机驱动模式、电动机驱动模式、发动机-电动机混合驱动模式 混联式 发动机、电动/发电机、电动机等三大动力总成 发动机驱动模式、电动机驱动模式、发动机-电动机混合驱动模式、电动机-电动机混合驱动模式 传动效率 制动能量回收 三大动力总成之间没有机械式连接装置，结构布置的发动机驱动系统保持机械式传动系统，发动机与电动机两大动力总成之间被不同的机械装置连接起来，结构复杂，是布局受到一定的限制 三大动力总成之间采用机械装置连接，三大动力总成的质量、尺寸都较小，能够在小型车辆上布置，但结构更加紧凑 能量转换效率较低 能够回收制动能量 传动效率较高 能够回收制动能量 传动效率较高 能够回收制动能量 整车总布局 自由度较大，但三大动力总成的质量、尺寸都比较大，一般在大型车辆上采用 适用条件 适用于大型客车或货车，适应在路况较复杂的城市道路和普通公路上行驶，更加接近电动汽车的性能 适用于中小型汽车，适应在城市道路和高速公路上行驶，接近普通的内燃机汽车性能 适用于各种类型的汽车，适应在各种道路上行驶，更加接近普通得内燃机汽车性能 3.3 燃料电池电动汽车
3.3.1 燃料电池电动汽车的类型
采用燃料电池作为电源的电动汽车称为燃料电池电动汽车(Fuel Cell
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Electric Vehicle, FCEV)。FCEV一般以质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为车载能源.PCEV按“多电源”的配置不同，可分为以下几种：
一、纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV
纯燃料电池驱动的电动汽车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。纯燃料电池驱动系统将氢气与氧气反应产生的电能通过总线传给驱动电机，驱动电机将电能转化为机械能再传给传动系，从而驱动汽车行驶。
二、燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的FCEV
燃料电池+辅助蓄电池联合驱动的燃料电池电动汽车的动力系统结构是一个典型的串联式混合动力结构。在该动力系统结构中，燃料电池和蓄电池一起为驱动电机提供能量，驱动电机将电能转化成机械能传给传动系，从而驱动汽车行驶。在汽车制动时，驱动电机变成发电机，蓄电池将储存回馈的能量。
三、燃料电池与超级电容联合驱动(FC+C)的FCEV
燃料电池+超级电容与燃料电池+辅助蓄电池的结构相似，只是把蓄电池换成超级电容。相对于蓄电池，超级电容充放电效率较高，能量损失小，功率密度大，在回收制动能量方面比蓄电池有优势，循环寿命长但是超级电容的能量密度较小随着超级电容技术的不断进化，这种结构将成为一种新的研究方向。
四、燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动（FC+B+C）的FCEV 燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动的电动汽车的动力系统结构也为串联式混合动力结构。在该动力系统结构中，燃料电池、蓄电池和超级电容一起为驱动电机提供能量，驱动电机将电能转化成机械能传给传动系，从而驱动汽车行驶。在汽车制动时驱动电机变成发电机，蓄电池和超级电容将储存回馈的能量。
3.3.2 燃料电池电动汽车的结构原理
目前燃料电池电动汽车绝大多数采用的是混合式燃料当电池驱动系统，将燃料电池与辅助动力源相结合，燃料电池可以只满足持续功率需求，借助辅助动力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率，而且在制动时可以将回馈的能量储存在辅助动力源中，混合式燃料电池驱动系统有并联式和串联式两种，如图3-7[7]。
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（a）串联式 （b）并联式 图3-7 混合式燃料电池电动汽车驱动系统框图
混合式燃料电池电动汽车的动力系统主要由燃料电池发动机、辅助动力源、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、电动机和动力控制系统等组成。
3.4 气体燃料汽车
3.4.1 天然气汽车
天然气是指以天然气作为燃料的汽车。按照所使用天然气燃料状态的不同，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）。
压缩天然气是指压缩到20.7～24.8MPa的天然气，储存在车载高压气瓶中。它是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体，主要成分是甲烷，由于组分简单，易于完全燃烧，加上燃料含碳少、抗爆性好、不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。
液化天然气是指常压下、温度为－162℃的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。液化天然气燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。目前世界上使用较多的是压缩天然气汽车。 3.4.2 液化石油气汽车
液化石油气(简称LPG)的主要成分是丙烷C3H8，此外还含有少量的丙烷C4H10，丙烷C3H6和丁烯C4H8，作为车用燃料来说，液化石油气的能量密度比天然气大，在中小型汽车上推广比较容易。
目前，对于LPG加气站不足的地区，还不具备发展纯LPG汽车的条件，大多数国家仍以发展液化石油气—汽油两用燃料汽车为主。
由于液化气和天然气的性质相似决定了它们的结构相似性，故液化石油
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气汽车的主要专用部件与天然气汽车大部分一致。液化石油气汽车与天然气汽车的主要区别在于液化石油气汽车必须有蒸发调压器。所谓LPG蒸发调压器是集预热、蒸发、减压、调压功能于一体，LPG被发动机冷却水加热后蒸发气化，再经减压达到接近大气压时供发动机使用[8]。
3.5 生物燃料汽车
3.5.1 甲醇燃料汽车
甲醇燃料汽车是指利用甲醇燃料作为能源驱动的汽车。甲醇作为燃料在汽车上的应用主要有掺烧和纯甲醇替代两种。掺烧是指将甲醇以不同的比例（如M10、M15、M30等）掺入汽油中，作为发动机的燃料，一般称为甲醇汽油；纯甲醇替代是指将高比例甲醇（如M185、M100）直接用作汽车燃料。 3.5.2 乙醇燃料汽车
乙醇汽车是使用车用乙醇汽油作为主要动力燃料的汽车。一直以来，生物乙醇备受争议，因为有人批评大规模使用乙醇作为燃料，会导致食品价格上涨，此外，传统制造乙醇过程中会消耗很多能源，因此，从“从油井到车轮”的全过程来看，乙醇燃料并不环保。但是通用汽车打算结束这种争论，在2008年北美车展上，通用汽车大打“E85牌”，推出了多款E85乙醇燃料车，同时，推动车用能源多样化的战略手段，正式宣布与美国Coskata能源公司携手，在乙醇燃料技术领域内开展合作。 3.5.3 二甲醚燃料汽车
二甲醚作为环保、清洁、安全的新型替代能源，已得到国际社会的公认。二甲醚是汽车发动机，特别是柴油发动机燃料的理想替代品。
由于二甲醚具有低沸点、高饱和蒸汽压、低黏性、优良的压缩性、高十六烷值、含氧24.8%、较低热值等特点，二甲醚燃料发动机技术以引起西方发达国家政府和专家的高度重视。近年来，欧美、日韩、俄罗斯等国家十分看好二甲醚燃料汽车的市场前景和环保效益，纷纷开展二甲醚燃料发动机与汽车的研发。我国与国际二甲醚燃料发动机研究几乎同步。
3.6 氢燃料汽车
氢是清洁燃料，采用氢气作燃料，只需略加改动常规火花塞点火式发动机，就可以使用。其燃烧效率比汽油高，混合气可以较大程度地变稀，所需点火能量小，有利于节约燃料。氢气也可以加入其它燃料(如CNG)中，用于
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提高效率和减少N02排放。氢的质量能量密度是各种燃料中最高的一种，但体积能量密度最低，其最大的使用障碍是储存和安全问题[9]。
汽车使用氢燃料较简单的技术是在发动机进气管里进行预混，经过进气道在进气形成送入气缸，由火花塞或电热塞引燃，也可以用柴油引燃。由于氢的分子量很小，在等能量情况下，气态氢比甲烷等其他气体占的体积大，因此机外混合的容积效率低，功率只有原来石油燃料发动机的80%左右；混合气在进气行程进入气缸，又经过压缩行程的作用，氢与空气的混合时间时间较长，又较容易从外界创造条件促进混合气混合均匀，因此混合气的品质容易保证，但这种汽车的动力性较低，易产生回火，综合性能较差。尽管预混技术简单，发动机变动较小，也可以采用一些措施来提高发动机功率及避免回火，然而汽车的综合性能难以达到较高水平。
3.7 太阳能汽车
太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转化为电能，并利用该电能作为能源驱动行驶的汽车。太阳能主要由太阳能电池组、自动阳光跟踪系统、驱动系统、控制器、机械系统等组成。
太阳能汽车由太阳能电池板在向日自动跟踪器的控制下始终正对太阳，接收太阳光，并转化成电能，向电动机供电，再由电动机驱动汽车行驶，它实际上是一种电动汽车，其工作原理与串联式混合动力汽车（SHEV）基本相同。
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