电动汽车工作原理详解（电动汽车的类型和工作原理）

电动汽车发展历程

电动汽车是一种完全或部分由电动机驱动的车辆，使用存储在可充电电池中的能量。第一辆实用的电动汽车是在19世纪80年代生产的，电动汽车在19世纪末20世纪初流行，但是随着内燃机的创新和先进发展以及廉价汽油车的大规模生产导致电动汽车的使用减少。

早在1881年，第一辆电动汽车就已经由法国人 Gustave Trouve 制造问世，它是采用铅酸蓄电池供电的三轮纯电动汽车，整车及其驾驶员的重量约106kg，速度为15km/h，续航里程为16km。

第一辆电动汽车就已经由法国人 Gustave Trouve 制造问世（图片来源网络）

随着技术的进步，电动汽车很快崭露头角，这得益于蓄电池方面的进步，电动车一时风头无双。许多速度和行驶距离的记录由电动车独占，内燃机汽车一度望尘莫及。例如，Camille Jenatzy在1899年4月29日用自行研发的电动车突破了100 km/h，创造了105.88 km/h的速度。

La Jamais Contente电动汽车（图片来源网络）

19世纪末20世纪初，美国经济一片繁荣，人们的收入快速增长，汽车开始流行起来。1899年和1900年，电动车销量远远超过其它动力的汽车，电动汽车在性能方面已经完全碾压同时代的其它动力汽车，它没有震动，没有废气，也没有巨大噪音。 随着智能化、人机交互以及电池材料和技术的不断发展，使得电动汽车不断在变化和发展，电动汽车的种类也随着增多，电动汽车市场越来越成熟，也为用户和潜在用户提供了更多的选择。

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电动汽车的类型

今天，世界越来越熟悉BEV、HEV、PHEV和FCEV等术语，那么这些术语代表的具体意思是什么呢？不同类型的电动汽车是如何工作的呢？本文将简要讨论当今市场上销售的电动汽车或车辆的类型和工作原理。

电动汽车有四（4）种类型，概述如下：

• 电池电动汽车（BEV）
• 插电式混合动力电动汽车（PHEV）
• 混合动力电动汽车（HEV）
• 燃料电池电动汽车（FCEV）

简而言之，上述四种类型电动汽车的系统架构如下图所示：

四种类型电动汽车的系统架构

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电动汽车的工作原理

储能技术特别是电池技术的发展，使得电动汽车在这个时候再次变得更受欢迎。那么电动汽车到底是如何工作的呢？

电池电动汽车（BEV）架构及工作原理

电池电动汽车（BEV），也称为全电动汽车（AEV），完全依靠电池和电动传动系统运行。

这种类型的电动汽车没有发动机（内燃机），电力储存在一个大电池组中，通过接入电网充电，电池组进而向一个或多个电动机提供电力以运行电动汽车。

电池电动汽车（BEV）架构和主要组件，如下图所示：

电池电动汽车（BEV）架构

BEV的工作原理

• 电力从直流电池转换为交流电，以供电机工作使用
• 用于电机加速器的踏板向控制器发送信号，控制器通过改变从逆变器到电机的交流电源频率来调整车速
• 电机通过齿轮连接并转动车轮
• 当踩下制动器或电动汽车减速时，电机变为交流发电机并产生电力，并将电力送回电池组

BEV的车型有大众e-Golf、特斯拉Model 3、宝马i3、雪佛兰Bolt、日产LEAF、现代Ioniq、起亚Soul、三菱i-MiEV、BYD ATTO3、BYD海豚

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插电式混合动力电动汽车（PHEV）架构及工作原理

PHEV是一种既有内燃机又有电机的混合动力车，通常称为串联混合动力车，这种类型的电动汽车提供了燃料的选择。

PHEV类型的电动汽车由常规燃料（如汽油）或替代燃料（如生物柴油）以及可充电电池组提供动力，电池可以通过插入电源插座或电动车辆充电站（EVCS）充电。

PHEV通常可以在至少两种模式下运行：

• 全电动模式，电机和电池提供汽车的所有动能
• 混合模式，使用电和汽油

但是一些混合动力电动汽车仅靠电力行驶距离还是有限的

插电式混合动力电动汽车（PHEV）架构

PHEV的工作原理

PHEV通常在全电模式下启动，并在电池组耗尽之前靠电运行。

一些车型在达到公路巡航速度（通常高于96或112公里/小时）时会转向混合动力模式。一旦电池耗尽，发动机将接管，车辆将作为传统的非插电式混合动力车运行。

除了插入外部电源之外，PHEV电池还可以通过内燃机或再生制动进行充电。在制动过程中，电动机充当发电机，利用能量为电池充电，电动机补充发动机的动力，因此，可以使用更小的发动机，在不影响性能的情况下提高汽车的燃油效率。

PHEV车型有保时捷卡宴S E-Hybrid、奔驰C350e、Mini Cooper SE Countryman、奥迪A3 E-Tron、宝马330e、宝马i8、现代索纳塔、起亚Optima、沃尔沃XC90 T8、BYD QIN

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混合动力电动汽车（HEV）架构及工作原理

HEV类型的混合动力汽车通常被称为标准混合动力或平行混合动力，HEV既有内燃机又有电动机。

HEV类型的电动汽车中，内燃机从燃料（汽油和其他类型的燃料）获取能量，而电动机从电池获取电力，汽油发动机和电动机同时旋转变速器，变速器驱动车轮。

HEV与BEV及PHEV的区别在于，HEV中的电池只能通过发动机（内燃机）、车轮运动或两者的组合来充电。车子本身没有充电端口，因此电池不能从系统外部充电，例如从接入电网充电。

混合动力电动汽车（HEV）架构

HEV的工作原理

• 有一个像普通汽车一样为发动机提供汽油的油箱
• 它还有一组电池，可以驱动电动机
• 发动机和电机可以同时转动变速箱

HEV车型有本田思域混合动力、丰田凯美瑞混合动力等

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燃料电池电动汽车（FCEV）架构及工作原理

燃料电池电动汽车（FCEV），也称为燃料电池汽车（FCV）或零排放汽车，是采用“燃料电池技术”来产生车辆运行所需电力的电动汽车类型，在这种类型的车辆中，燃料的化学能直接转换成电能。

燃料电池电动汽车（FCEV）架构

FCEV的工作原理

“燃料电池”电动汽车的工作原理与“插入式”电动汽车不同，FCEV类型的电动汽车是因为FCEV产生电力是车辆本身制造的，所产生的电力仅供车辆运行所需要的电力。

FCEV车型有丰田Mirai、现代图森FCEV、本田Clarity燃料电池、现代Nexo。

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寄语

随着经济的高速发展以及科技的进步，同时能源危机在时刻提醒着地球上的每一个人，新能源的发现和使用称为迫在眉睫，这也促进了电动汽车的发展以及电动汽车市场的发展提供了源动力，尤其在中国市场，电动汽车的高速发展和扩张引领着全球电动汽车走向。

随着科技的进步，氢能源的普及，氢能源汽车有可能会超越目前的其他类型电动汽车，科技助力生活，减少碳排放。

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