第九章 其他新能源汽车

第九章其他新能源汽车,主要内容,91气体代用燃料汽车92液体代用燃料汽车93太阳能汽车94空气动力汽车,汽车传统燃料通常指的是汽油和柴油，其实天然气、煤气等气体燃料很早就已经在汽车中作为燃料使用了，目前使用的气体燃料主要包括天然气、石油气和氢气等。气体燃料汽车又叫燃气汽车是指装备有天然气、煤气或石油气、氢气等为燃料的发动机的汽车。,91气体代用燃料汽车,911天然气汽车,天然气汽车是以天然气作为燃料的汽车。按照天然气的化学成分和形态，可分为压缩天然气（CNG）汽车、液化天然气（LNG）汽车和液化石油气（LPG）汽车三种。目前推广应用的比较广泛的是CNG汽车与LPG汽车，比如应用在出租车和公交车上。按照燃料使用状况的不同，天然气汽车可分为：专用燃料天然气汽车、两用燃料天然气汽车。,912汽车用天然气,压缩天然气（CompressedNaturalGas，CNG）是指压缩到的天然气，储存在车载高压气瓶中。压缩天然气（CNG）是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体，主要成分是甲烷。液化天然气（LiquidNaturalGas，LNG）是指常压下、温度为的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。液化天然气（LNG）燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。液化石油气（LiquidPetrolGas，LPG）是一种在常温常压下为气态的烃类混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混合均匀、燃烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机使用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。,913天然气汽车的类型,(一)按储存天然气的压力和形态压缩天然气汽车(CNGV)常压天然气汽车(NNGV)液化天然气汽车(LNGV)吸附天然气汽车(ANGV),(二)按燃料的组成与应用单燃料（CNG）汽车CNG-汽油两用燃料汽车CNG-柴油双燃料汽车(三)按燃料供给的控制方式机械控制式天然气汽车机电联合控制式天然气汽车电控式天然气汽车（开环和闭环）,914天然气汽车发动机的结构原理,1CNG汽车结构控制系统中油气燃料转换开关控制高压电磁阀与汽油电磁阀的流通量，由此调节汽油与天然气的供给比例，从而实现CNG车辆以最佳工况运行。当使用天然气作为燃料时，储气瓶内的CNG经管道进入过滤器去除杂质后，进入减压器逐步减压到常压后，进入混合器，与来自空气滤清器的空气混合后，再经由化油器通道进入气缸燃料。当使用汽油时，汽油电磁阀打开，汽油通过该阀进入化油器，进而被吸入到汽缸内进行燃烧。,CNG汽车动力系统工作原理图,天然气汽车实例,1CNG汽车实例,东风雪铁龙爱丽舍CNG双燃料车（C-Elysee），是国内第一家燃气供给系统采用原厂流水线一体化设计制造非线外改装的CNG双燃料车。,爱丽舍CNG双燃料车动力系统布置,1CNG汽车实例,爱丽舍CNG双燃料车动力系统结构实例图,爱丽舍CNG双燃料车采用了组合仪表盘，嵌入油气转换开关，能够方便实现油气切换。组合仪表依照国家标准，为驾驶员提供汽车车速、汽油、CNG等信息。,2LPG汽车实例,PoloBiFuel双燃料车,福特公司LPG清洁型能源Falcon车型,915氢能发动机汽车,1.氢能发动机汽车基本结构原理,目前车用氢能主要有两种方案：一种是燃料电池，它是通过氢的离子化转化成电能；一种是氢内燃机，它通过氢的燃烧使化学能转化为机械能。氢燃料内燃机工作原理和点燃式内燃机相同只需在结构上对传统内燃机做局部(如供氢系统、喷氢系统等)修改即可。,图921典型的液氢汽车供氢系统,典型车型,(1)7系氢发动机轿车(2)H2R氢燃料研究车,图924H2R氢燃料研究车,醇类燃料汽车一、醇类燃料汽车概述,醇燃料-指甲醇(CH3OH)及乙醇（C2H5OH)甲醇又名（木精)生产原料：煤、木材、天然石油气、城市垃圾、海藻。各国主要用煤生产乙醇（酒精）乙醇的原料：主要是含糖、含淀粉的农作物，如甜菜、甘蔗、玉米、草杆等。醇类燃料可以和汽油或柴油按一定的比例配制而成混合燃料，也可以直接采用醇类燃料作为发动机的燃料甲醇和乙醇都属有机化合物，是无色透明、易挥发的可燃液体。与汽油相比，热值低、汽化潜热大、抗暴性好、含氧量高等，另外，醇类燃料吸水性强、化学活性高、容易发生早燃等。,92液体代用燃料汽车,醇类燃料的主要特点,辛烷值:比汽油高汽化潜热大:从液态变成气态需要的能量大，比汽油大3.6倍热值：与空气混合气的热值与其柴油热值基本一样腐蚀性大醇混合燃料容易发生分层,经过对醇燃料性质：如热值、沸点、着火性能、火焰传播速度等性质的研究，使用醇燃料不会影响发动机功率。,二、醇类燃料在发动机上的燃用方式,1、掺烧掺烧是醇类燃料在汽车上的主要应用方式。为使内燃机燃用醇燃料时能有良好的效果，可采用不同的掺烧方式，参混比例在5%-15%时可不更改发动机结构。已经正式投放市场。更大比例掺混燃料处于研究试验阶段。在混合燃料中甲醇或乙醇的容积比例分别以MX或EX表示。如乙醇占10、20，即以E10、E20表示，纯乙醇燃料用El00表示。,2、纯烧混合气的形成装置必须与醇较低的热值及较少的空气需要量相适应。加大输油泵的供油能力，以避免气阻。采用高压缩比以充分利用醇高辛烷值的特性。火花塞和火花塞间隙的选择，压缩比提高后，宜采用冷型火花塞。解决冷起动不利的因素。加大燃料箱，以保证必要续驶里程。改善有关零件的抗腐蚀性和抗溶胀性等。,三、醇类燃料发动机性能评价,图928吉利帝豪GS甲醇动力轿车,典型车型,生物柴油汽车,生物柴油通常是指利用可食用和不可食用的植物油，一些动物的油脂及废烹调油等都可作为原料，进行脂化反应而来其性质与柴油很接近。生物柴油具有以下优点：(1)生物柴油由动植物油脂及废烹调油转化的技术已基本成熟，不需要复杂的设备。生物柴油的储存、运输及分配供应系统，可使用原来用于柴油的容器及设备，对材料没有特殊要求。(2)具有优良的环保特性。生物柴油和化石(石油化工生产)柴油相比含硫量低使用后硫化物排放大大减少。硫化物的排放量可降低约30。生物柴油不合对环境造成污染的芳香族化合物，燃烧尾气对人体的损害低于化石柴油，同时具有良好的生物降解特性。和化石柴油相比，柴油车后气中有毒有机物排放量仅为110，颗粒物为20，二氧化碳和一氧化碳的排放量仅为10。(3)低温起动性能。和普通柴油相比，生物柴油具有良好的发动机低温起动性能，冷凝点达到-20。,(4)生物柴油的润滑性能比柴油好。可以降低发动机供油系统和缸套的摩擦损失，加发动机的使用寿命，从而间接降低发动机的成本。(5)具有良好的安全性能。生物柴油不属于危险燃料，在运输、储存、使用等方面的优点明显。(6)具有优良的燃烧性能。生物柴油的十六烷值比柴油高，因此燃料在使用时具有更好的燃烧抗爆性能，因此可以来用更高压缩比的发动机以提高其热效率。虽然生物柴油的热值比柴油低，但由于生物柴油中所含的氧元素能促进燃料的燃烧，可以提高发动机的热效率，这对功率的损失会有一定的弥补作用。(7)具有可再生性。生物柴油资源丰富，是一种可再生能源，不像石油、煤炭那样会枯竭。(8)具有经济性。使用生物柴油的系统投资少，原用柴油的发动机、加油设备、储存设备和保养设备无须改动。(9)可调和性。生物柴油可按一定的比例与化石柴油配合使用，降低油耗，提高动力，降低尾气污染。(10)可降解性。生物柴油具有良好的生物降解性，在环境中容易被微生物分解利用。由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。,典型车型,图9312013款福特F450载货汽车,太阳能汽车实际上也是一种电动汽车，它是由太阳能电池向电动机供电，电动机驱动汽车行驶。,9.3太阳能汽车,由于太阳能电池的能量密度太低(即使在晴天，也只有普通蓄电池的110)，纯太阳能汽车很难达到实用，故目前的太阳能汽车多采用混合动力方式，一种是以二次电池为主，太阳能电池为辅、为二次电池补充电能，其组合示意如图9-32所示；,B.T：二次电池R：负载S.B：太阳电池VD：防反相电流二极管图9-32太阳能电池与二次电池组合示意,9.3太阳能汽车,2太阳能汽车的发展,比亚迪F3DM低碳版车型及其太阳能电池板设计,尽管国内研发了多台太阳能汽车，但在商用方面，由于性能方面与使用上，远不能达到传统燃料汽车的水平，因此，太阳能目前多作为辅助能源在汽车上得到使用，同时随着电动汽车的发展，太阳能也作为电动汽车蓄电池重要的充电方式在汽车上得到应用。国内比亚迪汽车公司一直致力于新能源汽车的开发，2010年该公司在其混合动力汽车3DM低碳版上配备了太阳能电池板，通过它，用户可以实现24小时连续为