顾名思义，新能源汽车与传统汽车的最大区别，在于其能源的“新”。那么，新能源汽车究竟新在何处呢？
众所周知，目前，绝大多数汽车都采用“喝”汽油或柴油的内燃机作为动力，而新能源汽车的主要能源则不再是汽油或柴油，其从种类上大致可分为：替代能源、混合动力、氢能源和纯电动车。
替代能源
l 压缩天然气（CNG）
天然气是从油气田中开采出来，以甲烷为主要成份的无色、透明、高热值可燃气体。它不含硫，燃烧后不会产生SOX，CO2排放比石油燃料少20%-30%。CNG汽车具有污染少、抗爆震性能好、发动机使用寿命长、经济性好等特点受到业界重视，全球约有100多万辆CNG汽车在行驶。
l 乙醇
乙醇含有较高的辛烷值，其性能接近汽油，世界各国一般采用乙醇和汽油混合使用，美国主要采用E85（乙醇85%、汽油15%）混合燃料，中国则采用E10（乙醇10%，汽油90%）混合燃料。
全球大量采用乙醇汽油是美国和巴西。其中，美国是最大乙醇生产国，它以玉米为原料。巴西是以甘蔗为主要原料，它已开发出可使用灵活燃料（任何比例乙醇和汽油混合）FFV车。2007年3月，美国和巴西两国政府签署协议，决定扩大乙醇生产，过去一年玉米价格大幅上涨。因此，粮食燃料化受到世界粮农组织的强烈反对。
l GTL（天然气制油）
GTL（Gas To Liquid）是一种利用天然气制成的替代燃料（合成柴油），它几乎不含硫和芳香烃，其十六烷值高达75-80，而炼制柴油的十六烷值高仅为45-55。
GTL是根据费托（FT）流程液化技术开发的优质液体产品，具有环保性能优越（PM、CO、NOX、HC的排放大大低于超低硫柴油），无需改进即可适用于各类柴油机。同时，GTL既可单独使用，也可与柴油混合使用。
由于费托流程液化技术合成的燃料，其原料不仅可用于天然气，也可是煤或生物原料。它们均能通过相同的气化、费托等工艺得到相同的混合燃料，并分别称作煤制油（CTL）和生物制油（BTL）。
l LPG（液化石油气）
LPG是指由天然气处理厂或炼油厂生产以丙烷、丁烷等低分子碳氢化合物为主的混合物，是油田伴生气体和工厂的副产品，以液态储存和运输。
LPG辛烷值高达103-105，抗爆性好，可用于高压缩比发动机，也是清洁能源之一。与汽油相比，LPG排放CO可降低90%，HC下降50%，NOX下降30%。
全球约有400多万辆LPG车在运行，其中，欧、美占300多万辆，上海出租车部分采用（汽油/LPG）双燃料车，但由于受LPG加注站数量和政府对LPG扶植政策制约，LPG车在国内发展缓慢。
l 生物柴油和阳光燃油
生物质能源是人类用火以来最早和最直接应用的能源，它也是大自然馈赠人类最好的可再生能源，它将替代化石能源，在未来的能源体系中占据重要的地位。
生物柴油是由植物或动物原料制成的可再生能源，它包括植物柴油和动物柴油。植物柴油CO2吸收和排放保持平衡，因此，对于保护环境，维护生态平衡有着积极作用。
植物柴油的生产一般只从种子油中提炼，而Sunfuel阳光燃油（第二代生物柴油）的生产则可利用整个植物资源，其产量可达生物柴油的7倍，前景广阔。在2007年必比登挑战赛上，大众和戴姆勒推出了多款使用阳光燃油的绿色汽车。
混合动力
当今车坛，混合动力作为新能源和可持续发展的一项重要技术，以及过渡到氢能源车的桥梁而蓬勃发展。从技术上讲，混合动力车是指使用两种动力源的汽车，它涉及“机-电”和“电-电”两大技术领域。多数混合动力装置是将内燃机、电机和能量储存装置（蓄电池）结合在一起，称作机电混合动力。其中，内燃机可使用汽油、柴油、CNG、LPG或生物燃料等多种燃料。
随着氢能的开发和利用，也出现由燃料电池和蓄电池两种动力源组合而成的电-电混合动力车。由于技术进步，近年来，也研发出使用内燃机和超级电容器，燃料电池和超级电容器，超级电容器和蓄电池，内燃机和液压蓄能器组合的混合动力车型。
1997年，丰田在全球率先推出了量产的Prius混合动力轿车，该车在技术上的重大突破在于完善的THS（丰田混合动力系统）和清洁的排放。经过三代改进，Prius在全球累计销量突破了100万辆。当今国际车坛，丰田不但是混合动力先驱，而且在混合动力车型开发和技术创新方面一直处于领先地位，它包括轿车、MPV、SUV、跑车和创新车型。丰田计划在2010年，其混合动力车型将达到年产100万辆。
面对日本在全球混合动力市场占主流地位的形势，美国三大汽车公司和欧洲汽车公司正在积极应对，除通用和福特开发具有各自特色的混合动力技术外，2008年，通用还和戴-克及宝马签署构建全球合作备忘录，共同开发混合动力系统，共享各自在混合动力系统方面的领先技术和资源，并把双模式混合动力系统作为首要目标。
双模式混合动力
双模式混合动力系统是通用首先研发的世界领先混合动力技术，它比普通的混合动力系统具有更好的动力性，更高的燃油经济性，更低的排放。该系统采用两台电动机，一台为大扭矩低转速（用于起步）电机，另一台为小扭矩高转速（用于加速）电机，通过4套离合器来实现两种模式（分离/混合）间的无缝切换。
该系统适合不同驱动概念的车型，也适合不同类型的发动机，在当前混合动力研发领域，是通用性最强、性能最好的系统之一。
内燃机和超级电容器混合动力
它是近期发展起来的新混合动力模式。超级电容器是一种介于蓄电池和静电电容器之间的储能元件，也称电化学电容器，其具有电容量大、充放电寿命长、可快速充放电、工作温度范围较宽等特点。
在汽车起步时，利用超级电容器大容量放电驱动车辆行进；在汽车正常行驶时，利用内燃机驱动；在加速时，两者共同工作；在减速、制动时，利用制动能量回收给超级电容器充电。同时，它也可以利用电网在停站时给超级电容器快速充电。
内燃机和液压蓄能器混合动力
近年来，国内外研发了利用内燃机和液压蓄能器组成的混合动力货车和城市公交车。其液压蓄能器由液压泵、液压马达、液压阀、蓄能器和电控装置组成。在车辆减速或制动时，将制动能量回收到液压蓄能器内，在车辆起步、加速时，液压蓄能器释放液压能，通过液压马达驱动车辆行驶，可节能15%-30%。
氢能源
燃料电池车
燃料电池被国际业界认为是继蒸气机和内燃机后的第三代动力系统，是汽车工业未来的发展方向，它是一种将化学能转变为电能的发电装置，具有能量转换效率高、零排放、噪声低、运动部件少等优点，被视为绿色汽车的终极技术解决方案。
在全球燃料电池的开发领域，戴姆勒处于先驱地位，从1994年以来已研制出20多款研究车和原型车，并有100多辆燃料电池车在全球各地试运行，这些车型设计到轿车、MPV、SUV和大型客车，其燃料电池轿车的行驶总里程已超过300万公里。
为了参与新能源车竞争，全球各大汽车公司均在燃料电池车开发领域投入了大量的人力和财力，新产品层出不穷，它们中既有搭载通用第五代燃料电池的雪佛兰Volt，装备新一代燃料电池的奔驰F600 Hygenius，福特插电式可驾驶燃料电池混合动力概念车，大众首辆Tiquan Hymotion燃料电池SUV，装备小型、高效燃料电池堆的标致Epure概念车，还有装备燃料电池和超级电容器的现代FCN，米其林Hy-light等等。
总体而言，世界各国开发的燃料电池车具有以下几个特点：
1． 多数采用压缩氢作燃料，采用液态氢较少
2． 压缩氢的储氢压力已由350bar发展到700bar
3． 采用一定压力（2-3bar）的空气与氢反应，使用常压（1bar）的较少
4． 采用电-电混合动力（燃料电池和蓄电池，燃料电池和超级电容器）居多
由于燃料电池车的发展受到电池堆成本、使用寿命、氢燃料生产、运输、储存和加氢站建设等诸多问题的制约，还不可能形成批量生产，目前仍处在示范运营阶段。
上世纪末，上海神力科技公司和大连新源动力公司就承担国家863科技攻关计划“质子交换膜燃料电池动力系统“的研制，已取得多项专利技术。从2002年起，上海神力为同济大学燃料电池车研制了三代燃料电池系统，分别安装在“超越1-3号”轿车，以及清华大学开发的大客车上。
上海神力开发的燃料电池采用常压空气、低压氢气运行，具有能耗低、寿命长、铂用量少、开发成本低等特点，拥有完全的自主知识产权。
在“十一五”期间，神力又为上海牌轿、领驭FCV和奇瑞“超越-东方之子”轿车，以及“神力一号”客车研发了新型燃料电池系统，并将在863发展燃料电池车计划的推动下，以建立2008年奥运会、2010年世博会燃料电池轿车和大客车为契机，结合国家新能源车的发展计划，最终实现燃料电池车的产业化。
氢发动机
在氢能源开发领域，当今国际车坛的主攻方向是燃料电池车，但由于受到诸多因素的制约，因此，从氢能利用角度看，宝马则认为开发氢发动机更具现实意义。
宝马于1984年开始致力于氢发动机的研究，在2000年德国汉诺威世界博览会上，装有V12氢发动机的宝马750hL轿车首次在机场与博览会间做定点班车运行。之后，宝马又开发了更为先进的745hL氢发动机轿车和搭载3.0L V12氢发动机的H2R燃料研究车。2006年，宝马推出了小批量生产的Hydrogen 7系氢动力轿车，它装备了可采用氢/汽油双燃料6.0L V12发动机，该车除配备74L汽油箱外，还配备了可贮存-253℃液态贮氢罐，在汽油/氢双燃料模式驱动时，其续驶里程可达700公里（氢驱动200公里，汽油驱动500公里），驾驶者可通过设置在转向盘上的按钮进行氢/汽油两种动力模式间的切换。
在氢能应用技术和发展历史上，福特和马自达也是最早研发氢发动机的厂商，它们与宝马是另辟蹊径、探索新路的伙伴。
在2003年1月底低特律车展上，福特展示了搭载全球第一台增压氢燃料发动机的U型车，该车将福特模块式混合动力系统（MHTS）、远程信息处理和先进的材料结合在一起，被称为“福特第二百年的创新车型”。之后，福特又在Focus旅行车基础上开发了H2RV氢混合动力研究车，该车以350bar压缩氢作燃料，一次注氢续驶里程达202公里。
马自达是全球唯一转子发动机制造商，2003年它推出了氢/汽油双燃料Renesis转子发动机，并将其装备在RX-8跑车上，这也是马自达自1991年开发第一辆氢转子发动机原型车HR-X以来，在开发氢发动机上取得的又一成果。2005年，马自达又推出了Primacy MPV氢混合动力车概念车，该车搭载了RE双燃料转子发动机和高压镍氢蓄电池组合的混合动力系统。
纯电动车
纯电动车与燃料电池车一样，是当今最清洁的汽车，它由蓄电池供电、电机驱动。与内燃机车相比，电动车具有结构简单、控制容易、无污染、振动小等特点。
目前，各国大多采用镍金属氢蓄电池和锂离子蓄电池作为动力源。镍氢电池是取代铅酸蓄电池的第二代蓄电池，锂离子蓄电池具有体积小、比能量和比功率较高、循环效率高（90%）、充电时间短等特点，已成为最有发展前途的蓄电池。
由于纯电动车受比能量低（相对于汽油），动力性、续驶里程及使用寿命短等因素影响，其商业化和大量生产尚未成熟，主要用于在固定区域短途行驶，例如景区观光车。
总体而言，新能源技术的适用性因市场而异，目前没有任何一个适用全球的解决方案。因此，唯有通过充分研究市场特点，加快技术开发，才能达到节能减排目的，实现汽车工业可持续发展。
从目前技术发展看，首先应挖掘内燃机的潜力，提高其效能；第二步，发展混合动力和推动替代能源的应用，最终使燃料电池车和电动车商业化。
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传统内燃机仍有潜力可挖
在今后数十年中，内燃机在汽车动力系统中仍将依然占据首位。当今，汽油机和柴油机的潜力尚未充分发挥，各大汽车公司正在进一步改良和优化传统内燃机，从而提升能效、降低油耗和减少排放。他们的目标是使汽油机和柴油机一样高效，并使柴油机像汽油机一样清洁。优化内燃机的主要措施有：
喷雾引导式汽油直喷技术
喷雾引导（Spray-guided）是第二代汽油直喷技术，它与第一代壁面引导（Wall-guided）直喷相比具有更好的节油和减排潜力。
喷雾引导式汽油直喷技术已于2006年下半年用于奔驰CLS 350 4门Coupe上，其燃油经济性提高了15%。NOX和HC排放也相应降低。
涡轮增压汽油直喷
涡轮增压汽油直喷发动机融合了汽油直喷和涡轮增压技术的优点，改善了燃烧过程，进而实现功率提升、油耗减少及排放降低。
如，奥迪和大众开发的2.0TSI、1.8TSI、1.4TSI发动机，以及福特开发的EcoBoost都是采用这一技术的机型。
柴油机Bluetec技术
Bluetec是戴姆勒开发的一种获得专利的模块化概念，也是全球最清洁的柴油机技术。它由几个完全协调的技术步骤构成。首先，发动机优化措施将未经处理的排放物将至最低。然后，采用微粒捕集器进行有效的废气后处理，并使用存储型催化转化器和SCR选择性催化还原装置，有效地降低NOX排放物。得益于Bluetec技术，发动机NOX排放量远低于欧Ⅴ标准，具有达到欧Ⅵ的潜力。
CCS复合燃烧系统
CCS是将汽油机（均质空气/燃油混合气、低排放）和柴油机（压燃，低油耗）的优点集中在一起而开发的新一代发动机。CCS技术汇集了TSI涡轮增压汽油直喷和TDI涡轮增压柴油直喷的原理，是均质充量压缩点燃（HCCI）复合燃烧系统，即空气和燃油在发动机进气系统中预混合，形成了均质混合气进行压燃。它与普通柴油机相比，可节省燃油5%，NOX和PM排放也相应减少。
