第2节 汽车总体结构

1.2.1 传统燃油汽车

汽车由发动机、底盘、车身、电器四大部分组成，这是现代燃油汽车最基本的配置，见图1-7。

汽车各总成及车身部件分解后的实体效果图如图1-8所示。

1.2.2 油电混动汽车

根据基本设计的方向不同，混合动力系统可分为以下三种：微混合动力系统、中度混合动力系统、全混合动力系统。

1.微混合动力系统

在这种动力方案中，电气组件（起动机/发电机）仅用于起停功能。在制动时，部分动能可以转化为电能加以重新利用（能量再生）。车辆无法通过纯电力驱动行驶。因发动机需要频繁起动，故对12V玻璃纤维蓄电池进行了升级改造。微混合动力系统组成形式如图1-9所示。

2.中度混合动力系统

电力驱动用来辅助发动机驱动车辆。车辆无法通过纯电力驱动行驶。利用中度混合动力系统，可以在制动时回收更多的动能，并以电能的形式储存在动力电池中。动力电池及电气组件的额定电压和额定功率更高。由于电机的辅助，发动机可以在最佳的效率范围内工作。这被称为负载点推移。中度混合动力系统组成形式如图1-10所示。

3.全混合动力系统

这种系统将功率更强的驱动电机和发动机相结合，可以实现纯电力驱动。一旦达到规定条件，驱动电机即可辅助发动机的运行。低速行驶时，完全由电力驱动。发动机具备起动停止功能。回收的制动能量可为动力电池充电。发动机和驱动电机之间的离合器，可以断开这两个系统之间的连接。发动机仅在需要时介入。该种混动系统组成形式如图1-11所示。

1.2.3 插电混动汽车

混合动力技术的一种扩展被称为插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV），它综合了纯电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）的优点，既可实现纯电驱动，零排放行驶，也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。它既有传统汽车的发动机、变速器、传动系统、油路、油箱，也有纯电动汽车的电池、电机、控制电路，而且电池容量比较大，有充电接口；既可以通过发动机进行充电，也可以通过车载充电机连接市电供电系统为其进行充电。该类车型混动系统组成形式如图1-12所示。

1.2.4 电动汽车

纯电动汽车是完全由可充电电池（如铅酸电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源的汽车。典型结构如图1-13所示。

1.2.5 燃料电池汽车

燃料电池汽车是利用氢气和空气中的氧，在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生电能，并以驱动电机作为主要动力源驱动的汽车。其中比较典型的车型如图1-14所示的丰田Mirai。这是丰田第一款量产的燃料电池汽车，Mirai的内部有两个氢气储气罐，可以存储70MPa的氢气，总重87.5kg。一个气罐布置在行李舱靠前的位置，一个布置在后排座椅下面，这两个储气罐由三层材料包裹制成，后排座椅椅背后方，有一块1.6kW·h的机械轴封镍氢蓄电池组，它用作车辆运行时燃料电池堆所产生的多余电力，以及能量回收时的电力存储装置。在必要的时候，蓄电池可以同燃料电池堆同时向驱动电机输出电力，以增强车辆动力。