在談電動(dòng)汽車的分類之前，我們先簡要說明一下更大范疇的新能源汽車。新能源汽車包括電動(dòng)汽車。摘錄一種新能源汽車的定義：新能源汽車是指不使用汽油、柴油（或使用汽油、柴油、但采用新型動(dòng)力裝置），具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車分四大類型：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）、純電動(dòng)汽車（EV/BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）、其他新能源（如超級(jí)電容器、飛輪等高效儲(chǔ)能器）汽車等。這個(gè)定義中沒有提及增程式電動(dòng)汽車和甲醇新能源汽車。一種說法是，增程式屬于混動(dòng)，甲醇屬于燃料電池。在學(xué)術(shù)上，燃料電池按電解質(zhì)類型不同可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)等。目前更傾向于能量密度、操作溫度、耐CO2能力以及耐振動(dòng)沖擊能力等指標(biāo)更出色的PEMFC作為車用動(dòng)力電池，但專業(yè)人士認(rèn)為，對于以甲醇為燃料的PEMFC電池，重整裝置應(yīng)用一個(gè)預(yù)氧化器，對運(yùn)輸行業(yè)來說是可行的。“風(fēng)光發(fā)電、電解水制氫在一定程度上成為了棄風(fēng)棄電有效利用的共識(shí)。但氫氣具有易燃易爆、密度小、易擴(kuò)散等特點(diǎn)，儲(chǔ)存運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及投資強(qiáng)度大，因此歐美等發(fā)達(dá)國家正積極探索具有碳中性的電子燃料”，“當(dāng)前最有效的一種電子燃料合成方法是將二氧化碳與氫氣通過科學(xué)的熱催化反應(yīng)合成甲醇。” 綠色甲醇汽車和氫燃料電池汽車一樣，也許是終極的新能源汽車。
當(dāng)下獲得規(guī)模化商用的是電動(dòng)汽車，主流是三種車型：純電動(dòng)汽車（EV， Electric Vehicle 或 BEV，Battery Electric Vehicle ），插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV，Plug-in Hybrid Electric vehicle），增程式混合動(dòng)力汽車（REEV，Range Extender Electric Vehicle）。
電動(dòng)汽車的分類
電動(dòng)汽車的分類，有多種維度。常見有三種維度：
從是否完全由電池提供能量來分，分成兩大類：純電動(dòng)和混合動(dòng)力。混合動(dòng)力的分類比較復(fù)雜， 從混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的聯(lián)結(jié)方式，或者說是驅(qū)動(dòng)力傳遞至車輪的方式，或者說動(dòng)力傳遞路徑中動(dòng)力系統(tǒng)組件的布置，分為串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián); 甚至有分為串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)、混聯(lián)的。
從混合動(dòng)力系統(tǒng)中混合度的不同，可分為微混、輕混、中混和全混。 也有一種分法是輕度混合、 功率混合和能量混合。
關(guān)于電動(dòng)汽車分類的科普文章，已經(jīng)很多了。我試著列出如下的分類，但不確定是否正確。歡迎汽車圈內(nèi)的朋友指正！
當(dāng)前在售的所有車型，插電式混動(dòng)和油電式混動(dòng)是否都還有串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)？先就串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)摘編一些比較學(xué)術(shù)的介紹，然后再就三種主流車型摘編一些通俗類的說明。
串聯(lián)式
圖1是對串聯(lián)式的說明， 發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，給電池充電。電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過差速器（變速器）驅(qū)動(dòng)車輪。在剎車時(shí)，電機(jī)堵轉(zhuǎn)的反電動(dòng)勢能量也會(huì)給電池充電。圖2的畫法更加形象生動(dòng)。
圖1.串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)— 引自《純電動(dòng)及混合動(dòng)力汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（原書第2版）》
圖2.串聯(lián)式混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成
— 引自《現(xiàn)代電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車——基本原理、理論和設(shè)計(jì)（原書第2版）》
1，純粹的電牽引模式：發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，車輛僅由蓄電池組供電、驅(qū)動(dòng)。2，純粹的發(fā)動(dòng)機(jī)牽引模式：車輛牽引功率僅源于發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組，而蓄電池組既不供電也不從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中吸收任何功率。電設(shè)備組用作從發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪的電傳動(dòng)系。3，混合牽引模式：牽引功率由發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和蓄電池組兩者在電耦合器中交匯，共同提供。4，發(fā)動(dòng)機(jī)牽引和蓄電池組充電模式：發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和蓄電池組同時(shí)向蓄電池組充電和驅(qū)動(dòng)車輛所需功率。該發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組功率在電耦合器中實(shí)施分解。 5，再生制動(dòng)模式：發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組關(guān)閉，而牽引電動(dòng)機(jī)運(yùn)行如同一臺(tái)發(fā)電機(jī)，由車輛的動(dòng)能或位能賦予動(dòng)力。它所產(chǎn)生的電功率用于向蓄電池組充電，以及重復(fù)利用于往后的驅(qū)動(dòng)之中。6，蓄電池組充電模式：牽引電動(dòng)機(jī)不接收功率，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組僅向蓄電池組充電。7，混合蓄電池充電模式：發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和運(yùn)行在制動(dòng)的發(fā)電機(jī)狀態(tài)下的牽引電動(dòng)機(jī)，兩者都向蓄電池組充電。 串聯(lián)模式的典型應(yīng)用就是增程式電動(dòng)汽車。
并聯(lián)式
如圖3所示，并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將兩種動(dòng)能混合，再通過驅(qū)動(dòng)軸和變速器驅(qū)動(dòng)車輪，但是驅(qū)動(dòng)功率可以由發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)或兩者共同提供。 圖4的畫法更加形象生動(dòng)。
圖3.并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng) — 引自《純電動(dòng)及混合動(dòng)力汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（原書第2版）》
上述表達(dá)是能理解并聯(lián)式的本質(zhì)的，但在另外的書本上有更詳細(xì)的解釋：
如同傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛一樣，并聯(lián)式混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)直接向驅(qū)動(dòng)輪供給機(jī)械動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它由機(jī)械上與傳動(dòng)線相配合的電動(dòng)機(jī)予以輔助，并通過機(jī)械聯(lián)軸器兩者共同配合提供動(dòng)力。這一結(jié)構(gòu)的特異性能是利用機(jī)械聯(lián)軸器將由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)提供的兩個(gè)機(jī)械功率組合在一起。并聯(lián)式同樣也具有上述串聯(lián)式的7種工作模式，但并聯(lián)式有如下優(yōu)點(diǎn)：1，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)都直接向驅(qū)動(dòng)輪提供轉(zhuǎn)矩，不存在能量形式的轉(zhuǎn)換，因而能量損失較少；2，由于不需要附加的發(fā)電機(jī)，以及牽引電動(dòng)機(jī)相比于串聯(lián)式電驅(qū)系統(tǒng)中的牽引電動(dòng)機(jī)要小，因此其結(jié)構(gòu)緊湊。
并聯(lián)式的主要缺點(diǎn)是：發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間存在著機(jī)械聯(lián)軸器，由此發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)就不可能固定在一個(gè)狹小的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩區(qū)域內(nèi)。還有一個(gè)缺點(diǎn)就是，結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜。
圖4.并聯(lián)式混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
有一種說法是，并聯(lián)式適用于客車，當(dāng)需求高功率時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)可以并行工作，從而表現(xiàn)出高性能。
串并聯(lián)式
先進(jìn)的混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)結(jié)合了串聯(lián)和并聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展成為串聯(lián)-并聯(lián)混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)并配有電池系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)可以給電池充電。與串聯(lián)式相比，增加了額外的混合多種動(dòng)能的傳動(dòng)機(jī)構(gòu); 與并聯(lián)式相比，增加了額外的發(fā)電機(jī)。基于豐田普銳斯混合動(dòng)力設(shè)計(jì)的串并聯(lián)動(dòng)力系統(tǒng)如圖5所示。
圖5.串并聯(lián)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)
增程式混合動(dòng)力汽車
增程式混合動(dòng)力汽車就是用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的車輛。當(dāng)電池組電量充足時(shí)采用純電動(dòng)模式行駛，而當(dāng)電量不足時(shí)，車內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)給動(dòng)力電池充電，提供電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的電力(即增程模式)。增程無論什么情況下，都不能由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪行駛，僅能通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。增程式電動(dòng)汽車相當(dāng)于是在純電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)上，裝了一個(gè)小型的發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組合（由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)）以備電池電量不足時(shí)進(jìn)行充電。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)并不直接驅(qū)動(dòng)車輪，所以也不需要變速器。它和PHEV 一樣具備發(fā)動(dòng)機(jī)、電池與馬達(dá)，并且一樣有插電接口和需要補(bǔ)充燃油，因此常常和PHEV 搞混。但是REEV 搭載的小排氣量燃油引擎僅作為電池充電用途，無法直接當(dāng)做動(dòng)力輸出，而PHEV發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接通過變速箱齒輪驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。REEV雖然有正常的發(fā)動(dòng)機(jī)，但動(dòng)力輸出是依靠電動(dòng)機(jī)的，發(fā)動(dòng)機(jī)只是用來發(fā)電為電動(dòng)機(jī)提供電力，它既可以外接電源充電也可以加油。在中低速行駛的過程中省油優(yōu)勢十分明顯; 一旦進(jìn)入高速行駛，能量二次轉(zhuǎn)換損耗較大，油耗很大。「增程式電動(dòng)汽車」屬于PHEV的一種，以其結(jié)構(gòu)簡單、成本不高、節(jié)能且最易推廣的優(yōu)勢，成為我國向「純電動(dòng)汽車」過渡期間的一種小眾混動(dòng)車型。代表車型：理想ONE、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、寶馬i3增程版、廣汽傳祺GA5增程版、問界
增程式就如在純電動(dòng)汽車上多備了一個(gè)油壺作為“充電寶”。平時(shí)在市區(qū)里上下班，續(xù)航里程不是問題，增程式電動(dòng)汽車就是純電動(dòng)汽車；偶爾出遠(yuǎn)門，充滿電，加滿油，能飆１０００公里，所以，這很吸引消費(fèi)者。爽，沒焦慮。
油電式混合動(dòng)力汽車
燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，但沒有充電口，通過汽車運(yùn)行過程中的能量回收進(jìn)行充電。燃油車同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)來改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車型。該種車型在傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，又加裝了一套電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以進(jìn)行混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。車輛的動(dòng)力來源既可以是電動(dòng)機(jī)也可以是內(nèi)燃機(jī)，亦或二者同時(shí)提供。它能夠在純電動(dòng)模式、純油模式以及油電混合模式下行駛，在市區(qū)和低速路況下，會(huì)選擇使用純電驅(qū)動(dòng)，在急加速和爬坡等路況，發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)介入共同工作。在車輛怠速，停車等汽油消耗量最大的階段使用電能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到一定的速度切換成汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而發(fā)電機(jī)和動(dòng)能回收裝置則為蓄電池充電。相較于燃油車，油電混合動(dòng)力車油耗低，加速快。油電混動(dòng)車型所搭載的電池容量較小，不需要外接電源來給電池充電，電池的電能來自于發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，所以只需要加油就可以了，日常使用與傳統(tǒng)燃油汽車無異。發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足時(shí)，由電池來補(bǔ)充；功率多余時(shí)，富余的功率可通過發(fā)電機(jī)給電池充電。由于發(fā)動(dòng)機(jī)可持續(xù)工作，電池可以不斷得到充電，行程和普通燃油汽車一樣，油耗是普通燃油車的一半，在繁華市區(qū)，可由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“零”排放。有了發(fā)動(dòng)機(jī)，方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車遇到的難題。電池可以回收制動(dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量，電池保持在良好的工作狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生過充、過放，大大延長電池壽命。 這種電池一般電池容量小，不提供充電接口，電池的能量通過汽車運(yùn)行過程中的能量回收進(jìn)行充電。主要是在起步及油耗方面比傳統(tǒng)汽油更有優(yōu)勢。將電動(dòng)機(jī)的特性與內(nèi)燃機(jī)的特性完美結(jié)合，就是他的最大的優(yōu)勢。缺點(diǎn)就是蓄電池一般只有48V，儲(chǔ)存電量很少，純電行駛的距離會(huì)很短，如卡羅拉/雷凌雙擎，純電行駛的距離大約只有三公里。雖然能量獲取上完全依靠汽油，沒有充電插口，但是，汽車有能量回收機(jī)制，增加了一套永磁同步電機(jī)，汽車剎車時(shí)可回收動(dòng)能，儲(chǔ)存在電池內(nèi)，低速起步時(shí)依靠電機(jī)啟動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：油耗低、起步/上坡/加速等充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)大扭矩優(yōu)勢時(shí)整體效率高、無里程焦慮。缺點(diǎn)：不能享受補(bǔ)貼和綠牌。不能從電網(wǎng)取電。
代表車型：日系車企喜歡搞這條技術(shù)路線，如豐田普銳斯、雷凌、卡羅拉。
插電式混合動(dòng)力汽車
通俗一點(diǎn)講，將HEV車型的電池容量加大，并且裝上外接充電插口以后，就可以變?yōu)镻HEV車型。PHEV在電池容量充足的情況下，擁有更長的純電續(xù)航里程，因此比HEV車型更省油。PHEV包含非插電式混合動(dòng)車汽車全部優(yōu)點(diǎn)，擁有可以純電行駛50公里以上的大電池和外接充電接口，日常通勤可以完全純電行駛。其內(nèi)部有傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)變速和純電動(dòng)兩套獨(dú)立的動(dòng)力系統(tǒng)。不過，主要?jiǎng)恿θ詾榘l(fā)動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)為輔助作用。可以通過外部電源充電，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)也可以為電池充電。即使車輛在行駛過程中，沒有電了，仍可以依靠純油行駛，沒有續(xù)航憂慮。與HEV車型最大的區(qū)別在于，PHEV的車載動(dòng)力電池容量較大，（電池比EV小，比HEV大），有外接充電接口。也就是PHEV車型，可以對電池進(jìn)行外插充電，并且電池容量也更大，純電續(xù)航里程更長。不同廠家純電續(xù)航里程是不同的，但一般都會(huì)突破50KM，因?yàn)橹挥谐^50Km，才可以上綠牌，國家會(huì)給相應(yīng)的補(bǔ)貼。并且不受限行和牌照的限制。最大特點(diǎn)：短途電驅(qū)動(dòng)，長途油驅(qū)動(dòng)，續(xù)航里程不受限，短途行駛更經(jīng)濟(jì)。上下班可以用純電，跑長途再用油。費(fèi)用低還可以享受電車的這種安靜舒適，是一款比較理想的電車。 這個(gè)應(yīng)該是最常見的類型，除了造車新勢力外幾乎所有車企都來插一杠子。驅(qū)動(dòng)由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同提供，配備充電接口。不同廠商可以通過電機(jī)，燃油機(jī)的介入算法形成多種驅(qū)動(dòng)組合。比如純電動(dòng)模式，純?nèi)加蜋C(jī)模式，電機(jī)加燃油機(jī)混合模式，可攻可守。如果是插電混動(dòng)的中級(jí)主流轎車，家庭只有一輛，對性價(jià)比的要求就比較高。因?yàn)橐话悴咫娀靹?dòng)的純電續(xù)航里程較增程式電動(dòng)要低一點(diǎn)。過去電池價(jià)格高，用的太少滿足不了轎車加速的要求，現(xiàn)在電池功率提高了，成本控制會(huì)好些。兩者實(shí)際上差別已經(jīng)不大，對消費(fèi)者而言就是個(gè)人的選擇現(xiàn)在國內(nèi)銷售的插電混動(dòng)也基本是有電用電，虧電用油，即有電時(shí)兩者都是純電動(dòng)車。插電混動(dòng)的運(yùn)行模式比較多，既可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，是一種混聯(lián)模式，選擇性更強(qiáng)，對技術(shù)水平的要求也更高。二者主要差別在于增程電動(dòng)虧電時(shí)，如果在高速公路行駛油耗就比較高。如果虧電了，插電式車在城區(qū)就串聯(lián)，在高速公路很可能是并聯(lián)或者發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，因?yàn)楦咚俟反?lián)的經(jīng)濟(jì)性不好，而串聯(lián)在城區(qū)的經(jīng)濟(jì)性是不錯(cuò)的，也就是說插電式混動(dòng)的選擇性更強(qiáng)，對工況適應(yīng)性更好，油耗降低的能力當(dāng)然是更好。同時(shí)對技術(shù)水平的要求更高，進(jìn)入的門檻當(dāng)然也更高。比如說要有很好的發(fā)動(dòng)機(jī)，專用的混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變行程，廢氣增壓等一系列新技術(shù)可以把有效熱效率提升到43%，整車油耗可以低于百公里4升。增程電動(dòng)虧電時(shí)如果在高速公路行駛油耗就比較高了，差別就在這。一般來講，插電混動(dòng)的純電續(xù)航里程低增程式電動(dòng)低一點(diǎn)，增程式電動(dòng)一般到200公里以上。不管120公里、還是200公里用的電池價(jià)格基本一樣，以前50公里的時(shí)候它要用高功率和能量兼顧型電池，那個(gè)電池價(jià)格一般比較高，因?yàn)殡姵赜玫奶贊M足不了轎車加速時(shí)候的需求。現(xiàn)在到120公里純電續(xù)航里程，功率已經(jīng)可以滿足了，所以不需要用那些比較貴的高功率電池，這個(gè)時(shí)候相對來講電池裝得少，成本控制會(huì)好一些。優(yōu)點(diǎn)：有條件地享受新能源補(bǔ)貼和牌照政策、無里程焦慮、行動(dòng)更自由。缺點(diǎn)：需要充電樁但不絕對依賴、電池電量耗盡后油耗高。
代表車型：比亞迪秦、唐、宋系列，上汽榮威e550、BMW 5系 PHEV
純電動(dòng)汽車工作原理
電動(dòng)汽車的普及讓做車的門檻一下子降低了。一個(gè)文科生也可以在五分鐘內(nèi)聽明白電動(dòng)汽車的系統(tǒng)架構(gòu)，基本工作原理。電動(dòng)汽車的硬件核心當(dāng)前主要是電化學(xué)（電池）和電力電子（MCU，OBC，DC/DC）。將來硬件的熱點(diǎn)是AI芯片。電動(dòng)汽車將來和電腦、手機(jī)一樣，最核心的硬件將依賴于若干家頂端的AI芯片制造商。軟件也和電腦、手機(jī)一樣，變得非常重要。中國人掌握了動(dòng)力電池和電力電子的核心技術(shù)。我在2016年預(yù)判，電動(dòng)汽車將是中國人的天下，重演電腦和手機(jī)的故事。中國軍團(tuán)血洗天下。（當(dāng)然，還要看政治）圖6是一種典型的電動(dòng)汽車系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。動(dòng)力電池給電控提供動(dòng)力，電控的電路拓?fù)涫且粋€(gè)非隔離的DC/AC，它將動(dòng)力電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)和變速箱一起驅(qū)動(dòng)輪胎。變速箱是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，讓電機(jī)的動(dòng)力與車輛要求更匹配。動(dòng)力電池還需要給車上的PTC(加熱器)和A/C（空調(diào)）供電。
有兩種方式給動(dòng)力電池充電。一種是通過圖示的“快充”口，利用外來的“直流充電樁”直接給動(dòng)力電池充電。另外一種是將電網(wǎng)的交流供給車輛內(nèi)部的車載充電機(jī)（OBC），OBC轉(zhuǎn)換為直流電。兩者對于動(dòng)力電池pack而言是進(jìn)入同一個(gè)接口，只是充電電流大小不同。OBC的電路拓?fù)涫菐в蠵FC電路的隔離的AC/DC。
圖6.電動(dòng)汽車的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖
電動(dòng)汽車仍然需要保留傳統(tǒng)燃油車上的蓄電池（12V，24V很少見了。有48V的趨勢，但車企跟進(jìn)熱情不高），為車上的弱電部件，如方向盤，雨刷，音響，車門，車燈等供電。蓄電池虧電，車子就會(huì)熄火在車庫里，無法啟動(dòng)，因?yàn)檐囕v啟動(dòng)時(shí)需要通過蓄電池供電打開車門，啟動(dòng)VCU。蓄電池由動(dòng)力電池通過車載的DC/DC變換器供電。車輛在行駛狀態(tài)下，DC/DC一直處在工作狀態(tài)，DC/DC直接給車上弱電部件供電，同時(shí)給蓄電池充電。蓄電池，在有些車企內(nèi)部被稱為“常電”，在民間常被稱為“小電瓶”。為什么不可以在車輛“待機(jī)“狀態(tài)下直接由動(dòng)力電池通過DC/DC供電，取消蓄電池呢？我的理解是從動(dòng)力電池的高壓降壓到12V，待機(jī)狀態(tài)下的靜態(tài)損耗太大。
VCU作為整車的大腦，需要協(xié)調(diào)各部件的工作。“VCU采集電機(jī)及電池狀態(tài)，采集加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)、執(zhí)行器及傳感器信號(hào)，根據(jù)駕駛員的意圖綜合分析做出相應(yīng)判定后，監(jiān)控下層的各部件控制器的動(dòng)作，它負(fù)責(zé)汽車的正常行駛、制動(dòng)能量回饋、整車發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力電池的能量管理、網(wǎng)絡(luò)管理、故障診斷及處理、車輛狀態(tài)監(jiān)控等，從而保證整車在較好的動(dòng)力性、較高經(jīng)濟(jì)性及可靠性狀態(tài)下正常穩(wěn)定的工作。可以說整車控制器性能的好壞直接決定了新能源汽車整車性能的好壞，起到了中流砥柱的作用。”BMS 通過測量，獲取電池的工作狀態(tài)，并把這種狀態(tài)顯示出來。緊急情況下，利用聲光手段來提醒使用者，使得電池工作在“合理區(qū)域”，從而延長電池的使用壽命。危險(xiǎn)情況下，自動(dòng)采取措施，避免事故的發(fā)生。另外，為電池提供能量均衡功能，提高電池的“有效儲(chǔ)能”，進(jìn)而延長放電時(shí)間。在充電過程中，BMS是充電系統(tǒng)的“總大腦”。
動(dòng)力電池，電控，變速箱，PTC，A/C，OBC，DC/DC，VCU，BMS，這些部件作為產(chǎn)品形態(tài)，都是需要IP67的防護(hù)等級(jí)，外殼的抗震性能要求也非常高。它們之間的電氣連接需要涉及到圖示中沒有包括的接插件，高壓線束，直流接觸器，繼電器和熔斷器，等。電動(dòng)汽車?yán)镉幸粋€(gè)高壓配電盒（PDU）來“盛放和固定”直流接觸器，繼電器和熔斷器，實(shí)現(xiàn)電氣信號(hào)的“中轉(zhuǎn)“傳輸。不同廠家的PDU里面具體包括不同的零件和線束，五花八門。我曾經(jīng)想搞一個(gè)萬能的PDU模具，但發(fā)現(xiàn)這種努力是失敗的。每一家都需要定制。下表是我們研究的多家PDU里面“盛放“的東西。N/A表示沒有。
在過去的七年里，電控、變速箱、電機(jī)和OBC、DC/DC、PDU以及VCU，動(dòng)力電池，BMS等的組合方式不一樣帶來了不一樣的的“技術(shù)方案“。演進(jìn)速度非常多樣化，非常快。甚至可以說，演進(jìn)的速度超過了硬件產(chǎn)品該有的正常的研發(fā)規(guī)律。這導(dǎo)致產(chǎn)生了一個(gè)必然的后果：”快就是慢“。過快的導(dǎo)入量產(chǎn)導(dǎo)致了大面積的觸目驚心的產(chǎn)品故障率和相應(yīng)的一地雞毛的創(chuàng)業(yè)潮及創(chuàng)業(yè)瘁死潮。現(xiàn)在已形成了比較穩(wěn)定的供應(yīng)商格局。外面的人不太容易再進(jìn)來了。
據(jù)說，對于乘用車，在當(dāng)前多數(shù)車企還沒有去OBC的背景下，業(yè)內(nèi)認(rèn)可的主流是兩個(gè)“三合一”：電控，變速箱和電機(jī)做成一個(gè)組件，OBC，DC/DC和PDU做成一個(gè)組件。2016年，主流是單體。OBC 6.6kW/3.3kW單體+DC/DC單體+PDU單體。6,6kW水冷，3.3kW獨(dú)立風(fēng)道。2017年，物理集成的三合一上車，中間水道，上邊是OBC 6.6kW，下邊是DC/DC和PDU。主流的體積大約是396mm*416mm*165mm。
2018年，OBC和DC/DC深度集成為一個(gè)二合一，原理集成或者磁集成。進(jìn)化到這一年，OBC和DC/DC二合一的體積和2016年的OBC單體的體積變得一樣了。原理集成的方式，節(jié)省了DC/DC的DSP芯片和輸入EMI電路的成本，PCB板也省了。2018年上半年完成正樣的時(shí)候，下半年就有車企敢上車了，結(jié)果是2019年召回1萬多臺(tái)。2019年上車這種深度集成產(chǎn)品的車企，對于產(chǎn)品穩(wěn)定性差感到很惱火，一下子罰了供應(yīng)商5000萬。代價(jià)非常沉痛，OBC行業(yè)前幾名的電源企業(yè)都受到了重挫。到了2020年，業(yè)界感受到OBC帶來的切膚之痛，開始接受。
去掉OBC之后，整車的電氣架構(gòu)將會(huì)演進(jìn)成什么樣的狀態(tài)？我在2018年開始和車企朋友探討這個(gè)話題。PDU和DC/DC做成二合一。這是最沒有想象力的一種方式。PDU化整為零，將那些接觸器，繼電器，熔斷器分別放到動(dòng)力電池，DC/DC，PTC，A/C組件里面去。PDU的部分器件放到動(dòng)力電池里面叫BDU，這在市場上早就有了。PDU化整為零是非常可能的一種努力方向。如果PDU化整為零，DC/DC將作為一個(gè)單體存在還是被集成到電控里面去呢？如果沒有成本和體積的壓力，單體其實(shí)是更簡潔，可靠的產(chǎn)品形態(tài)。DC/DC的功率越來越大，一方面是因?yàn)檐嚿系钠聊辉絹碓酱螅悄苡?jì)算越來越強(qiáng)，另外一方面，DC/DC的功率選擇是將每種弱電部件的最大功率加起來了，裕量很大。車輛在正常行駛中，DC/DC消耗的功率往往只有1/2。作為一種電力電子產(chǎn)品，為了保證5年的使用壽命和0故障率，我認(rèn)為最好的方式是冗余：搞兩個(gè)DC/DC單板并聯(lián)，一個(gè)壞了后用另外一個(gè)。DC/DC做成自然冷是否可行？自然冷的體積要做成多大？去掉OBC，整車?yán)锩娴哪切┎考降自趺醇桑空囋O(shè)計(jì)將非常有想象力。
