没有“绿牌”的情况下，如何辨别电动汽车？

图 2 古斯塔夫特鲁夫研制的电动三轮车

也就是说，从动力系统的技术原理来看，电动汽车最显著的特征，就是用电动机代替了燃油机。

传统燃油车往往是通过、变速箱以及一系列的传动配件，燃烧燃料进行能量的转化与传递；而纯电动汽车则是靠蓄电池组充放电产生的电流来提供电能，并经由电力调节器和电动机直接进行能量输出，动力传动系统在获得能量后驱动汽车进行行驶。

这也是通常电动汽车比传统燃油车更易于操控的原因，传统的内燃机通常会把产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内，因此需要庞大而复杂的变速机构；而电动汽车的启动速度仅仅取决于驱动电机的功率和性能，在行驶中不需要换挡变速装置，操纵起来更加方便容易。

图 3 电动汽车车身结构

由于不再需要消耗燃油，纯电动汽车的环保性也是众所周知的。电动汽车在行驶过程中不会排放有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其他污染物相较燃油车也显著减少；同时电力可以从煤、核能、水力、风力、光、热等多种能源中获得，能量利用效率和节能性都远高于传统燃油车。

因此，电动汽车往往是零排放、低噪音的，在刹停后的起步速度也会更快，这通常是我们在行驶中判断是否电动车的一个主要特征。

除此之外，和燃油车型相比，电动车型的机舱内的电控系统也更加复杂。

尽管电控系统并不是新能源汽车所独有的模块，但传统燃油车上的电子控制单元（ECU）主要控制行驶过程中的助力、刹车、安全系统以及发动机的喷油动作等；对于新能源汽车来说，在此基础上，电控系统还需要实现电池管理、动能回收和自动驾驶等功能，因此更加成为人们关注的重点。

新能源汽车的电池、电机、电控系统通常又被统称为“三电”系统，是电动汽车最为核心的技术系统，直接影响电动汽车的最终性能表现。对于厂商来说，三电系统是构成电动汽车成本的主要部分，也是用户购车考虑的关键因素。

图 4 电动汽车三电系统

尽管在三电系统中，电控系统的成本似乎占比不高，但它的组成部分——传感器、电子控制器、电池管理系统BMS、电机控制器MCU、整车控制器VCU等模块，在汽车行驶过程中都起到了举足轻重的实时控制作用，可以高效地实现信息接收和决策。

另外，纯电动车还有“小三电”系统，即车载充电机、DCDC、高压控制盒。大“三电”和小“三电”系统要求了在电动汽车的设计过程中，电控系统要满足高控制精度和高动态响应速率的要求，并同时提供高安全性和可靠性。

但目前，国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控核心组件如IGBT芯片等仍不具备完全自主生产能力，具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。

图 5 电动汽车电气系统

由于动力系统和电控系统的差别，电动汽车和燃油车的动力传动模块也体现出了较大的差异。

传统燃油油车的发动机的布置结构和驱动方式较为多样，动力传动系统也有所不同，较为常见的后轮驱动燃油车通过离合器或液力变矩器、变速箱、传动轴、主减速器、半轴等结构将能量传递给车轮，液力变矩器和行星齿轮排的往往十分复杂，因此部件的设计与制造本身难度较大。

而纯电动汽车的传统方式则和前轮驱动的燃油车比较相似，不需要复杂的传动系统，可以直接将动力传递给车轮，或者通过半轴传递给车轮。

图 6 电动汽车驱动系统

因此，大部分电动汽车都为固定齿比传动，不需要配置变速器，部分电动汽车上配置高低两档仅仅是为了将更多的工况区域置于电机的高效转速区间中，以进一步提高汽车行驶时的经济性，因此只需要配置一个主减速器改变传动比即可。

电动汽车传动系统的简洁性在驾驶过程中也会产生较为明显的反馈，燃油汽车的动力输出需要等待，扭矩也需要等待转速攀升才能传递给车轮，但电动机由于先天特性的优势，扭矩在一开始便能达到峰值，给人的轻快感要更为强烈；动力不需要通过传动系统，可以立刻传递给车轮，因此在起步时可以产生更高的加速度。

但是，刚刚说到的动力系统、电控系统、传动系统都是在各个模块内部，很难被观察到，那么具体到汽车的结构设计上，又会呈现出怎样的差异呢？

（1）底盘更低

纯电动车的电池包质量体积都相对较大，往往需要在底盘上设置专门的布置区域，例如特斯拉的整个车身底部全都是电池组。

电池包的安装对相关结构的刚度、强度、抗振、防水、散热等性能均有较高要求，因此需要设计专用的结构形式，电动汽车的底盘通常比燃油车更低；同时，由于电池组被整齐铺装在底盘上，纯电动车一般重心都较低，在驾驶感上有天然优势。

图 7 电动汽车底盘

但对于不平整的路况或者越野路况来说，电动汽车底盘较低的特点就变成了弱项，离地间隙较低使得电动汽车更易发生底盘的冲击和碰撞，但对于铺设了电池组的底盘来说，任何碰撞都具有高危险性。因此无论是轿车还是SUV，纯电动车更适合在城市道路、高速等平坦道路上行驶。

当然，车厂也会考虑到相关的问题，对电动车的整体安全性进行考虑，除了“碰撞结构安全”保障外，电动车还会多出“三电布置安全”以及“高压电路安全”两项内容，同时也会在车身结构设计上做文章。

以蔚来为例，EC6在车身结构安全设计上侧重通过“溃缩区”的设计，在前机舱采用了一个体积的硕大的弓形前防撞梁以及一个4层横截面的吸能盒，阻挡前方溃缩区的剩余能量对A柱背后空间的侵入，同时也将能量分散传递至门槛梁以车身后方，以保护中间乘员舱和车底的电池组的安全。

图 8 蔚来EC6实验照片

（2）空间更大

由于使用电机进行驱动，电动汽车减少了许多原本在发动机舱内的部件，包括发动机，变速箱，进排气，驱动桥，传动链，排气消声系统等，内部空间变得更大，尽管看似只是少了一个传动部件，却大大降低了底盘布置难度，同时有效扩展了车身可利用的空间。

同时，电动汽车也有效地避免了自动变速器和发动机联合的总成体积大的问题，从而消除了对前轮驱动车带来的底盘布置形式的要求和限制。此外，考虑电动汽车的电气特征，转向制动等设备均可以便捷地向线控转变，还能进一步对底盘结构进行简化。

在和不同种类的新能源汽车的比较中，纯电动车也具有特别的优势，由于使用单一电能源，电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统，也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音，能够进一步节省汽车内部空间和重量。

图 9 电动汽车车舱结构

（3）造型更多样

在传统燃油车的设计中，想实现后驱往往只能选择发动机前置后驱的方式，动力传递路径中需要额外增加一根传动轴，不但降低了传动效率，也会使得汽车乘员舱后排有高凸起，占据了车内空间。而相比之下，电机总成便于布置，且可以灵活选择前驱或者后驱的形式，因此车身设计的自由度更高。

同时，由于电动汽车底盘低、重心分布集中的特点，既拥有中置超跑的布局，又拥有普通轿车的乘用性，因此在汽车造型上具有充分的发挥空间。相信随着燃油车逐渐成为历史，电动汽车的造型设计也会突破传统的限制，设计出更加大胆和奇特的车型，相信到时候，一眼辨别出电动车，也会成为轻而易举的事。

嘉定智能低碳汽车科普生态建设方案,上海市科委科普项目资助（项目编号：20DZ2306500）