[汽车点评网 技术解析] 宝马汽车目前对于新能源科技的研发精力主要放在了电动车以及混合动力车型之上，而其中宝马汽车也是目前各大汽车厂商中应用新能源动力最多的品牌，比如旗下的ActiveHybrid车系，以及已经开始大规模路试的纯电动车MINI E等等。
宝马新能源科技发展史回顾
1972年 宝马汽车公司小规模生产了使用铅酸蓄电池的BMW 1602。
1987年 宝马汽车研发出以钠硫电池为动力的BMW 325汽车。
1992年 宝马汽车推出镍氢电池为动力的BMW325汽车。
1993年 宝马E1纯电动概念车在法兰克福车展上展出。
2008年 450辆MINI E在美国开始实路测试。
2010年10月 MINI E中国实路测试项目启动，开始招募试用者。50辆MINI E将交付用户使用。
2010年 宝马汽车推出ActiveE电动汽车。
2011年2月 宝马汽车推出专属电动车的子品牌宝马i系列。
2011年2-3月 MINI E交付北京和深圳第一期测试用户。测试为期5个月。
2011年7月 宝马汽车推出宝马i3纯电动概念车，以及宝马 i8 PHEV概念车（插电式混合动力）。
2011年8-9月 MINI E交付北京和深圳第二期测试用户。
宝马汽车对于旗下的新能源科技车型大致可以分做三个类型，一种为上边提到的Active Hybrid车系，它们是在宝马在售车型的基础上延伸出来的弱混车型，其意义更多的是为了向用户展示宝马汽车已经成熟的混合动力技术，并且也是一种讯号，告诉用户宝马汽车的未来将会以新能源科技作为主要针对对象。
其二就是宝马旗下MINI品牌的MINI E车型，即为一款纯粹的电驱动车型，虽然MINI E已经出现了比较久的时间，相对于其它品牌来说可能一些技术相对较老，但是没有盲目上市销售的做法绝对值得肯定，MINI E目前作为试验车让全球众多用户进行长期体验试驾，从而收集日常使用信息，并在未来对其进行更为实用的改进。
宝马MINI E
宝马i3
最后就是目前风头正劲的宝马i系列，其虽然是宝马汽车全新的汽车品牌，但是它在未来至2020年将会逐渐成为宝马汽车旗下最重要的品牌，按照宝马汽车的"高效动力策略"（Efficient Dynamics）来说，其将会在2020年前让i系列的新能源科技成为真正的城市普及用车。
宝马Active Hybrid
宝马Active系列的动力系统是一种并联式混合动力，即为电动驱动系统以及汽油（柴油）动力可以分别或者同时给车辆提供动力，不过电动机更多的时候是作为辅助的动力给予方，比如在车辆起步、加速等时候给予额外的动力输出，从而减小传统发动机在一些特定状态下的油耗以及排放。
宝马Active系列多会使用镍氢电池以及锂离子电池（锂电池≠锂离子电池，请不要搞混，它们在电能的性能上有着本质的区别），它们都是目前新能源动力车型比较常用的电池系统，其优点主要在于体积更小、性能更佳等（相对于比较老的镍镉电池），不过锂离子电池正在成为汽车电池的首选类型，因为它同时还兼顾了更强的电能性能，以及更低的制造价格。
目前宝马的普通版量产民用车型大都会有一个Active Hybrid的混合动力版，以Active Hybrid 7系为例，其动力系统分别由一台最大输出动力449PS/700Nm的V8 4.4L双涡轮增压发动机，以及一台输出动力20PS/210Nm的笼式三相同步电动机所组合成的混合动力系统，其电动机部分主要负责的是一般状态下的辅助工作，并不会参与车辆直接的动力输出工作。
宝马7系Active Hybrid
宝马目前这款双涡轮增压4.4L V8的“看家法宝”在此不多做介绍，其电动机是车上的一个亮点：三相同步电动机相对于目前其它汽车品牌比较常用的三相异步电机、永磁同步电机等的电动机算是比较新的一个类型，虽然相对制造成本略高，但是却也有着更好的功率密度、更小的尺寸和质量以及可以承受更高的工作转速等优势，但是也有个不可避免的问题，它的结构要比其它传统电动机要复杂很多。
锂离子电池工作原理
将这个复杂的“小东西”放在哪里是个比较重要的问题，因为对宝马的汽车而言，前后重量的配比尤为重要，因为这关系到了车辆的行驶性能问题，宝马工程师将这个质量仅为23kg的电动机与其结合在了一起（大概位置为发动机和变速箱变矩器之间），让其在不会影响到车辆前后配重的前提下被妥善安置。
这台电动机对于动力输出的介入主要在车辆进行加速过程中，所以我们经常看到的Active Hybrid 7系有着更强的动力输出只是在加速阶段才能体会到，其它状态下电动机会停止动力输出介入，由此从新变为没有额外动力介入的V8双涡轮增压4.4L发动机，而其它时间里，电动机的工作主要是负责为空调等辅助电子设备提供动力。
电池是Active Hybrid 7系另一个重要配置，其电池组所使用的是目前新能源动力汽车比较常用的锂离子电池，其除了为电动机提供电流外，还负责着车辆动能回收转化的电能储存功能，不过并没有什么太大出彩的地方，因为电池容量、能量密度等技术瓶颈，虽然锂离子电池适用量很大，但是却也不会有太大作为。
笔者小结：
这是一种并联式的结构，目前绝大多数的混合动力车型都会使用这类的动力结合模式，因为相对于其它混合动力模式而言，它的造价成本更低，且适用性更强，且相对对电能的需求量不大，也就是说相对的技术需求量不大，同时也更容易实现大规模量产，但技术瓶颈依然是电池能量密度、电池寿命，以及成本等。
宝马纯电动动力
纯电动动力车，顾名思义就是指不会有传统的汽油/柴油发动机动力介入的车型，而目前宝马旗下符合这个概念的车型有三款，分别为Active E概念车、i3概念车，以及已经开始对用户进行实验体验的试验车MINI E，而从某种意义来说，MINI E可以算是目前最大规模进行量产的纯电动轿车。
宝马MINI E
我们主要来了解一下MINI E的信息，虽然目前仅仅是一款实验车型，但它却是宝马旗下最接近量产的一款纯电动车型，从2009年第一次在美国进行用户长期试驾开始，到2010年在中国进行用户长期试驾，其相对于现在各种纯电动概念车的技术可能不在顶尖，但是却为宝马汽车收集到了非常多的用户信息，从而为宝马的下一代纯电动车做出技术铺垫，比如刚刚发布的Active E 2012款，以及即将于2013年上市的i3。
Active E 2012款
它的动力驱动部分由一台最大输出动力204ps/230Nm的三相异步笼式电动机负责，也叫做感应式三相异步电机，这种电机在目前各大汽车品牌的电动车中比较常用，因为结构紧凑、功率密度高，且承受负荷率高以及制造成本低深受各大汽车品牌喜爱，不过随着各种新型电动机的问世，MINI E目前所使用的电机在未来很可能被替换，比如宝马Active系列所使用的三相同步电机等。
MINI E的电机需要着重介绍一下，此类电动机的特点上边我已经介绍，而在动力传动等方面，就好象传统发动机中汽油燃烧后转化出来的动能，它是由磁力进而产生电磁转矩（或者也可以直接理解为汽油燃烧后产生的能量），以此来驱动电动机（转子）旋转，从而将电磁力转化为动力势能。
宝马MINI E发动机舱，金属盒为MINI E的电动机
其实在写这篇文章的时候，我们正好借到了MINI E的试驾车，因为动力结构上的不同，MINI E的“油门”系统的工作原理也有所不同，不过可以清楚的是MINI E的“油门”肯定不可以称之为“电门”，因为按照其电动机的工作原理来说，其“油门”所控制的是电动机转子的负荷，而非电动机所得到的电压。
概念：这种感应式三相异步电机在通入电流以后，会由定子绕组产生一个旋转的磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电动势，由于转子绕组是闭合通路，转子中便产生了电流，而载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而产生电磁转矩，驱动电动机旋转产生动力势能。
而汽车的电动机因为在转子周上带有机械负载，所以负载被电磁转矩拖动而旋转，当负载发生变化时，转子转速也会随之发生变化，使得转子导体中的电动势、电流以及电磁转矩发生成正比的变化以适应负载的需要，或者说就是电动车的油门踩踏，即为MINI E的电机转速是随着负载变化而变化，换句话说就是MINI E上的“油门”所控制的并非电量大小，而是在转子上附加一个施加阻力的设备，从而达到对电动机动力输出的控制。
电动机基本结构图
另一方面，MINI E的制动力在一般行驶状态下基本不需要制动踏板的介入，比如行驶中需要减速，一般传统汽车松开油门后只是利用阻力来降低惯性动力，而MINI E在松开油门后会因为电动机的负载量（原理见上一段）增加而减速，并且在减速过程中实现动能回收的工作。
制动能量回收是新能源动力车型非常重要的组成部分之一，其又被称为再生制动系统，是指汽车在制动、下坡等情况下出现无用功的时候的能量通过电动机转化为电能，并储存于电池中的过程，比如在F1比赛中经常被提及的Kers系统，通过回收其它能量并储存，在关键时刻为赛车提供额外的动力，而一般家用汽车的能量回收则是通过回收能量为电池重新蓄能，或者将之转化为车辆上电气设备的其它能量来源之用，从而减小车辆的电能消耗率。
笔者小结：
电动车所涉及到的新的知识非常多，以上只是简单的进行了介绍，并不是特别深入，而目前宝马的电动车技术已经可以算是平行品牌中做的比较尖端的一类，同时MINI E的电动技术很多东西都已经应用在Active E概念车和i3概念车上，不过因为i两款车目前还是概念车阶段，并且没有达到可以实车接触的阶段，所以在电动能源科技以及电动动力方面还没有详细的资料可供参考，所以敬请期待本站后续相关技术介绍。
宝马i3 增程式混合动力驱动
增程式混合动力系统，也叫做串联式混合动力系统，其中发动机仅仅用于发电工作，并不会直接将输出动力转化为动力势能，或者称之为发电机更为贴切，而输出的电能则会通过电动机所产生的电磁力矩来驱动车辆（或者可以直接理解为转化为了动力势能）。
宝马i3
增程式混合动力车的主要动力来源是电动机，它直接使用电池电量进行能量转化，电能是此类车型唯一的动能来源，而如果出现能量不足的时候，发动机可以随时启动，作为电池的电能来源使用，不过因为发动机在停滞状态下没有内部的机油压力来保护零件，所以对发动机的耐久性也将是一个很严苛的考验。
增程式电动车电力驱动系统简图
电力驱动系统纯电动工作模式下能量走向图
目前宝马汽车旗下的新能源动力车型中，只有全新品牌i系列中的i3可以算是增程式混合动力车，不过在宝马汽车给予的概念中，它被作为了一款城市中的纯电动车，但是因为为了满足更多使用者的需求考虑，所以可以选装增加发动机（发电机），是这款全电动的小车变成增程式混合动力车型，为其增加续航里程。
宝马i3的动态显示功能
增程式混合动力的动力可以保持在平稳、高效以及低污染的运行状态，其从结构上来说比较简单，易于控制，毕竟只有电动机的电力驱动系统，同时三大部件（发动机、电动机、电池）在车体内的布置有很大的自由度，但因为各自的功率、体积以及质量都比较大，所以在小型混合动力车型中布置需要牺牲很多其它舒适性的设计，比如空间。
也正是因为如此，宝马i3才被定义为了一款纯粹的电动车，只是如果有需求的话才会增加发动机，并且在增程式混合动力的能量转化过程中，其能量损失率要比内燃机更大，所以也成为了增程式混合动力车型在量产上的一大技术瓶颈，同时此类的混合动力技术更多的放在了大型客车的动力系统之上。
宝马i8 混联式混合动力驱动
在写下下面的文字之前翻看了很多宝马i8的介绍，大多将这款车定义为了一款并联式混合动力车型，在此需要澄清的是，i8拥有两种不同的工作状态，它并不是并联式的混合动力结构，而是上边小标题所示，混联式混合动力。
宝马i8
混联式混合动力驱动，这应该是目前大家比较耳生的名词，它同样与并联/串联混合动力驱动模式一样，发动机、电动机以及电池同时存在，但是它的动力输出却有所不同，或者可以直接理解为是并联与串联混合动力驱动模式的综合体，相对于其它两种混合动力模式而言，它的燃油经济性更强，但是其复杂程度以及可控制难度也是最为复杂的，当然成本也是最贵的。
其发动机所输出的功率会有一部分通过机械传动输送给驱动桥，而其它能量则会驱动发电机进行发电，将能量输送给电动机或者电池，同时电动机产生的力则通过一套非常复杂的动力复合装置传送给驱动桥。
混联式混合动力驱动工作结构
i8的动力输出结构：在其低速行驶或者巡航状态下，驱动系统主要以串联的方式进行工作（工作原理见i3的动力系统工作原理）；而当汽车需求更大的动力的时候，比如加速、爬坡等状态的时候，驱动系统将会转换为并联式的结构进行工作（工作原理见上一页宝马Active Hybrid车系混合动力工作原理）。
i8混联式混合动力驱动系统特点：其将发动机、电动机以及电池组合在一起后进行更为优化的匹配与控制；因为有内燃机作为辅助动力，电池的数量以及质量可以进行自由控制；车辆的续航里程和动力性能可以与传统内燃机车辆一较高下；最重要的是，借助内燃机的动力输出，可以选择性的带动空调、助力以及其它辅助电气设备，而不是单独消耗电池电能。
笔者小结：
目前i8是在其它汽车品牌中稍有的使用了混联式混合动力驱动系统的车型，虽然其造价成本很高，并且技术也还处于相对瓶颈阶段，但是至少已经预见到了未来新能源动力车型的道路。当然，目前还有其它的动力输出模式可供参考，敬请期待下期本站新能源动力科技解析。（文/汽车点评网 闫孟滢）
