汽车发动机原理(张志沛第四版)-第五章-代用燃料发动机及电动汽车.ppt

第一节代用燃料发动机第二节新能源汽车,第五章代用燃料发动机及电动汽车,本章要求：,掌握代用燃料发动机及其特性；掌握电动汽车类型及运行原理；,第一节代用燃料发动机,一、代用燃料,汽车使用最多的清洁代用燃料有天然气、液化石油气和醇类燃料，另外还有二甲醚、太阳能、生物质能(生物柴油)、电能(含充电电池和燃料电池)、氢气等代用燃料。,二、代用燃料发动机,1.压缩天然气(CNG)发动机,汽车携带天然气可以有四种方式:常压(低压)天然气()、压缩天然气()、液化天然气()和吸附天然气()。,燃用压缩天然气的发动机可有:单(代用)燃料发动机；汽油/两用燃料发动机；柴油双燃料发动机。,)动力性分析燃用天然气的发动机比燃用汽油时的功率明显下降。可通过提高充气系数、压缩比，点火提前角、采用电控喷射方式、大负荷加浓等措施改进。,)燃料经济性分析燃料费用约为汽油的/。,)尾气排放分析天然气是气态，与空气混合均匀，燃烧完全，排放性能好。,)安全性分析从燃料性质上来讲，天然气汽车比汽油机汽车更安全。,2.液化石油气(LPG)发动机,燃用液化石油气的发动机可有:单(代用)燃料发动机；汽油/两用燃料发动机；柴油双燃料发动机。,)动力性分析燃用液化石油气的发动机比燃用汽油时的功率明显下降。可通过提高充气系数、压缩比，点火提前角、采用LPG电控喷射方式、大负荷加浓等措施改进。,)燃料经济性分析燃用LPG的燃料经济性优于汽油。,)尾气排放分析燃用LPG和燃用汽油时，排放随混合气浓度的变化规律大体一样。燃用LPG比燃用汽油时的生成量减少。,)安全性分析从燃料性质上来讲，液化石油气汽车比汽油机汽车更安全。,)正确选用保证其良好的燃烧性能,保证减少燃烧积渣的生成.,3.醇类燃料发动机,醇类燃料发动机主要指使用甲醇、乙醇、甲醇汽油、乙醇汽油为燃料的发动机。,(1)甲醇和乙醇均属有机化合物，是无色透明、易挥发的可燃液体。,(2)乙醇及车用乙醇汽油在汽车上以多种方式应用于点燃式发动机。,(3)甲醇及车用甲醇汽油在汽车上主要应用于点燃式发动机。,(4)醇类燃料开发与利用的历程。,第二节新能源汽车,一、纯电动汽车(EV),1.EV的类型,)用纯蓄电池作为电力源的,)装有辅助电力源的,2.典型的纯电动汽车组成,电动汽车由电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成。,3.电动机的运行机制,)电动机的转矩()电动机的额定转速:,()额定转矩,()最大转矩和过载系数,()起动转矩,)电动机运转状态,()电动运转状态,()制动运转状态,)电动机的效率,感应电动机的效率是指电动机输出的功率与电源输送给电动机的功率之比。,二、混合动力电动汽车(HEV),1.HEV的类型,)串联式混合动力电动汽车(),)并联式混合动力电动汽车(),)混联式混合动力电动汽车(串、并联)(),2.混合动力电动汽车实例丰田THS,丰田车系研发了多款混合动力车型，普锐斯是最成熟的油电混合动力轿车之一。,三、燃料电池电动汽车(FCEV),1.FCEV的类型,)以甲醇或汽油等经过改质的氢气为燃料的,)以氢气为燃料的,2.燃料电池发动机,)以氢气为燃料的燃料电池发动机系统,)以甲醇为燃料的燃料电池发动机系统,)PEMFC的结构质子交换膜燃料电池的单体(图-20)由氧电极(正极)、氢电极(负极)、质子交换膜、氧气室及氢气室等组成，氧电极和氢电极均采用多孔碳电极，在电极内浸入氟磺酸并与质子交换膜压合，在电极之间为催化剂层和电解质，采用的全氟磺酸离子交换膜兼有电解质、电极活性物质的基底和够选择透过离子H的功能这是PEMFC的关键技术。,)PEMFC的工作原理PEMFC的工作过程是:将氢气送到燃料电池的阳极板(负极)，经过催化剂(铂)的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢原子(质子)穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板(正极)，而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子，只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极