项目5 其它新能源汽车及新型车载动力PPT

主要内容1.太阳能汽车基本结构和工作原理2.醇燃料汽车基本结构和工作原理3.二甲醚燃料汽车基本结构和工作原理4.汽车怠速起停系统的基本结构和工作原理5.超级电容汽车的基本结构和工作原理6.飞轮储能装置汽车的基本结构和工作原理7.压缩空气汽车的基本结构和工作原理,任务5.1认识太阳能汽车,5.1.1什么是太阳能汽车,视频,国际太阳能汽车赛,1.太阳能汽车,将太阳能转化为电能的汽车。,2.认识太阳能汽车,1）汽车能量来自于太阳，物廉价美，取之不尽、用之不竭。2）没有任何排放，零污染；3）结构简单，没有复杂的内燃机、离合器、变速箱、传动轴、散热器、排气管等零部件。4）缺点是依赖太阳，续行里程较短。,3.太阳能汽车特点,1839年，法国物理学家Alexander-EdmondBecquerel发现了光伏特效应。1883年，美国科学家CharlesFritts制造出第一个硒太阳电池。1946年，半导体研究学者RussellOhl开发出现代化的硅制太阳电池。1978年，英国研制成功世界上第一辆太阳能汽车，时速达到13km。,5.1.2太阳能汽车的发展与现状,世界上第一辆太阳能汽车,1984年9月，我国首次研制的“太阳号”太阳能汽车。,1996年，清华大学研制了“追日”号太阳能汽车。,2003年澳大利亚太阳能汽车比赛上，由荷兰制造的“NunaII”太阳能汽车取得了冠军，创造了太阳能汽车最高时速170km/h的新世界纪录。由于太阳能汽车的诸多优点，世界各国都在加紧开发步伐。目前国内销售的车型当中，奔驰E级，奥迪A8、A6L、A4、比亚迪F3DM等车型都已配备了太阳能辅助装置。,5.1.3太阳能汽车的基本结构与工作原理,1、太阳能电池组,由太阳能电池组、自动阳光跟踪系统、驱动系统、控制器等组成。,5.1.4太阳能汽车的工作原理,任务5.2醇燃料汽车,5.2.1什么是醇燃料汽车,视频,1.醇燃料汽车,使用醇基燃料（甲醇、乙醇等）的汽车。,2.认识醇燃料汽车,吉利英伦SC7甲醇燃料汽车部分技术参数,汽油、甲醇和乙醇理化指标比较,3.醇燃料汽车特点,醇燃料汽车特点,（1）燃烧充分，排放少。（2）原料来源广泛。（3）抗爆性好。（4）燃油消耗率会增加。（5）冷起动困难（6）容易产生气阻。（7）发动机磨损大。（8）醇类燃料对人体有害。,5.2.2醇燃料汽车的发展与现状,1987年，美国开始发展灵活燃料汽车。2007年,全球燃料乙醇产量4100万吨，相当于全球汽油消费量的近3%。2012年，凯迪拉克SRX可兼容E85乙醇汽油。目前世界上已有40多个国家不同程度应用乙醇汽车，巴西强制在汽油中添加燃料乙醇的比例提高到25%；美国能源部规划，到2030年，燃料乙醇产量达1.8亿吨，替代30%的汽油需求。,醇燃料汽车的发展与现状,我国上世纪60年代开始实验推广甲醇燃料。2006年，我国发布了生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划。2009年7月2日，国家GB/T23799-2009车用甲醇汽油（M85）标准正式批准颁布。我国已在东北、山东等地，建设以甜高粱茎秆为主要原料的燃料乙醇试点项目；在广西、重庆、四川等地建设以薯类作物为原料的燃料乙醇试点项目。,5.2.3醇燃料汽车的基本结构与工作原理,1.醇燃料在汽车上的应用方法,（1）掺烧（2）纯烧（3）变性燃料（4）灵活燃料（FFV）,2.醇燃料汽车燃料供给系统组成与基本结构原理,醇燃料汽车燃油喷油器,5.2.4醇燃料汽车的使用维护,1.首次使用前要对车辆内部进行清洗2.防止醇燃料吸水3.夏季使用需注意4.醇燃料对橡胶有影响5.按压缩比选择醇燃料,任务5.3二甲醚燃料汽车,5.3.1什么是二甲醚燃料汽车,二甲醚燃料汽车：以二甲醚为燃料的汽车2.认识二甲醚醇燃料汽车,3.二甲醚燃料汽车特点,二甲醚燃料汽车特点,（1）十六烷值大，自燃温度低；（2）污染少；（3）热值高；（4）降低最高燃烧温度，减少NOx排放量；（5）低沸点；（6）资源丰富；（7）热值低，动力不如柴油；（8）储气瓶占用空间大，润滑性较差。,5.3.2二甲醚燃料汽车的发展与现状,1995年，丹麦技术大学和Tops-be公司首先将二甲醚用做柴油机燃料。2000年，VOLVO汽车公司研制出了二甲醚大客车示范样车。2004年，国外二甲醚产量在20万t左右，以甲醇气相脱水法生产为主。生产主要集中在美国、德国、日本、澳大利亚。,1995年，丹麦技术大学和Tops-be公司首先将二甲醚用做柴油机燃料。2000年，VOLVO汽车公司研制出了二甲醚大客车示范样车。2004年，国外二甲醚产量在20万t左右，以甲醇气相脱水法生产为主。生产主要集中在美国、德国、日本、澳大利亚。,1997年，上海交通大学承担了我国首项有关二甲醚燃的国家项目；2005年，研制成功首台二甲醚城市客车。,2007年，上海市首批投放了l0辆二甲醚公交车，并建设了首个二甲醚加注站。2012年，全国二甲醚总产能超过1500万吨，二甲醚的用量约600万吨。,5.3.3二甲醚燃料汽车燃料供给系统的基本结构与工作原理,任务5.4其它燃料汽车简介,5.4.1桉树油燃料,桉树油的理化性质与0号柴油非常接近。汽油机上掺烧40%以下的桉树油，其功率及比油耗与原汽油机基本一样；随着掺烧桉树油量的增大，排气中NOX、HC及CO有所降低。,5.4.2椰子油燃料,1994年，澳大利亚研制出烧椰子油的汽车，椰子油质量优于汽油，价廉物美、污染少。菲律宾首都的公共车辆已经使用这种椰子“汽油”。太平洋岛国瓦努阿图首都约100辆私营公共汽车由椰油或混有椰油的燃料驱动。,5.4.3其它植物燃料,世界上富含油的植物达万种以上；木姜子种子含油率达64.4%，黄脉钓樟种子含油率高达67.2%，小桐子含油率40%60%；大量含油植物：巴西橡胶树、海南楠树、南美苦配巴树、阿联酋霍霍巴、澳大利亚的古巴树、油棕榈树、黑皂树油、黄连木、光皮树、松节油、文冠果、绿玉树、续随子、西蒙德木、棉籽油、甘蔗、木薯、日葵油、豆油、南洋油桐树、黄连木、象草、水花生、水浮莲、水葫芦等。,任务5.5汽车怠速起停系统,5.5.1什么是汽车怠速起停系统,1.怠速起停系统,怠速起动和停止系统（IdlingStartandStopSystem，简称ISS），是一套使汽车在怠速临时停车的时候自动熄火，当需要继续前进的时候，系统自动重启发动机的一套系统。,5.5.2汽车怠速起停系统的发展与现状,1987年，五十铃汽车公司开发了第一代怠速停止系统。2007年，博世公司研发投产汽车怠速起停系统。2011年的3月5日，香港特区政府审议通过了汽车引擎空转定额罚款草案。其实美、日、英、法、德、意大利等国家都已有立法监管停车熄火。2012年3月，由长安汽车与德国博世合作研发的长安逸动CX30安装了怠速起停系统。,5.5.3汽车怠速起停系统的结构与工作原理,汽车怠速起停系统电路,3.汽车怠速起停系统主要部件,1-增强型起动机2-增强型蓄电池3-蓄电池传感器4-升级的发动机控制器5-加速踏板等传感器,增强型起动机,增强型蓄电池（AGM）,蓄电池传感器,升级的发动机控制器,制动真空度传感器,DC/DC转换器,可控发电机及其调节器,5.5.4汽车怠速起停系统的使用,使用注意事项（1）怠速起停功能在以下常见情况下可能不起作用：1）车辆冷起动，水温未达到40；2）车速未超过10km/h；3）电池电量低；4）连续自动起动过于频繁；5）左前门打开。,使用注意事项,（2）如果自动停机后，打开驾驶员车门，任何操作都不能自动起动发动机，只能使用钥匙启动；（3）如发动机在停机过程中需要再次起动，在踩下离合器踏板后，发动机自动起动可能需要稍许等待；（4）如果蓄电池电量低于安全限值，为避免出现发动机无法起动的情况，系统将会禁止停机；如此时处于自动停机状态，发动机将会自动起动；（5）维修车辆时，不要轻易将蓄电池传感器卸下（如需切断车载蓄电池电源，可以将蓄电池传感器端的线束卸下）；,使用注意事项,（6）如果将蓄电池传感器断电后，起停系统需要满足以下条件后才能工作：1）关闭所有用电器，闭锁后将车静置4小时以上；2）连续成功起动4次以上（每次起动在ON档停留超过0.3s）。（7）在不拆卸原车蓄电池的情况下，若需要外接电源或外接电池启动车辆，请将外接的负极端接入蓄电池传感器的螺柱处，勿直接搭在车载蓄电池负极处；（8）蓄电池和蓄电池传感器必须使用厂家规定的型号的产品。,任务5.6汽车超级电容储能装置,5.6.1什么是汽车超级电容储能装置,视频,1.超级电容储能装置,超级电容：利用双电层原理制成的大容量电容。超级电容储能装置：利用超级电容储能的装置。超级电容的正式名称是电化学电容器，又叫双电层电容、黄金电容、法拉电容，是近二十几年发展起来的新型储能器件。,2.认识超级电容储能装置的汽车,超级电容公交车基本参数,3.超级电容储能装置特点,（1）超高电容量，功率密度高；（2）充电速度快；（3）使用寿命长；（4）免维护；（5）可以在很宽的温度范围内正常工作；（6）经济环保；,超级电容储能装置特点,（7）改善汽车启动性能；（8）耐压偏低；（9）功率输出随着行驶里程加长而衰减，受环境温度影响大等；（10）价格高。,5.6.2超级电容储能装置的发展与现状,19世纪末，德国人Helmholtz发现双电层。1954年，Beck首次申请了以活性炭作为电极材料的双电层电容器专利。1962年，美国标准石油公司（SOHIO）生产出了工作电压为6V的以碳材料作为电极的电容器。,1979年，日本NEC电气公司开始生产超级电容器从1991年起，每年都举办一次国际性的超级电容器研讨会。2002年3月，内瓦汽车展，大众公司向公众展示在BORA轿车中试用超级电容。2003年，日本本田公司的燃料电池汽车采用了超级电容器作为回收能量、辅助启动和稳定电源的储能装置。,2007年1月，美国探索杂志将超级电容器列为2006年世界七大科技发现之一。2006年8月28日，我国第一辆超级电容公交车在上海投入运营。2012年1月6日，上海崇明生态岛公交车和旅游车普遍采用超级电容储能装置。,5.6.3超级电容储能装置的基本结构与工作原理,5.6.4超级电容的分类,1.根据电极材料分类（1）炭电极双电层超级电容（DLC）（2）金属氧化物电极超级电容（3）有机聚合物材料电极超级电容2.根据电解液的类型分类（1）有机电解液超级电容（2）水基溶液超级电容,5.6.5超级电容蓄能装置汽车配置与控制,1.超级电容组件,2.充电系统3.景观候车快速充电站,4.电车集电弓系统,5.变频调速交流驱动控制系统,超级电容公交车演示动画,任务5.7飞轮储能装置,5.7.1什么是飞轮储能装置,1.飞轮储能装置,利用飞轮的惯性储存能量的装置称飞轮储能装置，也称飞轮电池。安装有飞轮储能装置的汽车也称为飞轮储能汽车，它利用飞轮的惯性，储藏发动机非满负荷时剩余的能量和车辆下坡、减速行驶的能量，再驱动汽车行驶和加速飞轮旋转。,2.认识飞轮储能汽车,飞轮储能装置与CVT变速器连接,飞轮储能汽车基本原理,3.飞轮储能装置汽车特点,（1）转换效率高；（2）比功率高；（3）寿命长；（4）能量进出反应快；（5）节能减排；（6）重量轻，维护少；（7）安全性要求高；（8）成本还较高。,5.7.2飞轮储能装置的发展与现状,80年代初，瑞士0erlikon工程公司研制了第一辆完全由飞轮供能的公共汽车；1992年，美国飞轮系统公司（afs）开发了一种用于汽车上的机-电电池；1994年，美国阿贡（anl）国家实验室用碳纤维试制一个储能飞轮；1997年,德国一个公司着手设计5MWh/100MW超导飞轮储能电站的概念设计；2010年6月，纽约20MW的飞轮储能项目建成投入运行。,5.7.3飞轮储能装置的基本结构与工作原理,飞轮储能装置构造,超导磁悬浮结构原理,电磁悬浮结构原理,飞轮储能装置在电车中的应用,任务5.8压缩空气汽车,5.8.1什么是压缩空气汽车,1.压缩空气汽车（APV）,压缩空气汽车（AirPoweredVehicle，简称APV），也称气动汽车，是一种利用高压压缩空气为动力源的汽车。,2.认识压缩空气汽车,（1）结构组成,（2）工作原理,纯空气驱动模式,发动机驱动模式,混合驱动模式,制动能量回收模式,3.压缩空气汽车特点,（1）无排放污染；（2）结构简单，质量轻，维护少；（3）压缩空气的压力会随着行驶里程加长而衰减；（4）压缩空气压力达30MPa，存在高压气体的安全性问题。,5.8.2压缩空气汽车的发展与现状,1838年，法国Andraud制造出压缩空气驱动的三轮车。,1982年美国飞机机械师塔瑞米勒用四缸发动机的欧宝汽车改装为压缩空气动力车。1991年，法国设计师GuyNegre获得了压缩空气动力发动机的专利，创建了MDI公司。1997年，美国体华盛顿大学研制了一台以液氮为动力的气动原型汽车。1998年，法国MDI公司推出了第一台APV样车。1999年底，中国浙江大学的气动汽车课题组成立，2003年春节前夕完成样车制造和试验。,2007年5月，印度塔塔汽车公司研制出一款“城市狸猫的空气动力的汽车，最高时速为109km/h。,2009年，法国MDI公司研发了三人座的三轮空气动力汽车。,2012年5月30日，中国祥天集团研发的空气动力汽车亮相第十五届北京国际科技产业博览会。,5.8.3压缩空气汽车的基本结构与工作原理,超高压的储气罐,压缩空气动力汽车气动回路示意图,3.压缩空气汽车的分类,发动机压缩空气并联式,压缩空气汽车的分类,发动机压缩空气串联式,压缩空气汽车的分类,发动机压缩空气串、并联式,项目总结,1.太阳能汽车是将太阳能转化为电能的汽车。具有节能、安全、环保的特点，缺点是依赖太阳，续行里程较短。一般由太阳能电池组、自动阳光跟踪系统、驱动系统、控制器等组成。利用半导体材料的光电效应，将太阳能转化为电能。,2.醇燃料汽车是使用醇基燃料（甲醇、乙醇等）的汽车统称。具有节能、安全、环保、原料来源广泛、抗爆性好的特点，缺点是冷起动困难、易产生气阻、动力性能有所下降、发动机磨损大。醇燃料在汽车上应用方式主要有掺烧、纯烧、变性燃料和灵活燃料4类。其基本结构原理与传统汽油机类似，只是零部件材料要求更高，能适应醇燃料要求，使用中也应该注意相应问题。,3.二甲醚燃料汽车是以二甲醚为燃料的汽车。它具有节能、环保、十六烷值高、热值低、自燃温度低、资源较为丰富，携带