1、学习情境五 其它新能源汽车新能源汽车的基础知识培训教材第1页什么是天然气汽车？天然气汽车有哪些优点和缺点？天然气汽车结构是什么样？什么是二甲醚汽车？有何特点？什么是太阳能汽车？有何特点？什么是风能汽车？有何特点？什么是核能汽车？有何特点？5-1 其它新能源汽车基础知识新能源汽车的基础知识培训教材第2页一、车用天然气天然气主要成份是甲烷，随产地不一样，甲烷含量也不一样，普通为8595。甲烷沸点为-161.5，与常温下处于液态汽、柴油搬运和存放方法有很大差异。新能源汽车的基础知识培训教材第3页优点：l天然气发动机有害排放降低天然气与空气混合均匀，燃烧较完全，很宽着火界限实现稀燃，COCO和HCHC
2、排放降低；天然气燃烧火焰温度低，NONOX X排放量降低；COCO2 2比汽油及柴油降低20%20%以上，对减小“温室效应”有好处。新能源汽车的基础知识培训教材第4页资料表明，天然气汽车排放CO可降低80%以上，NOx和非甲烷类可降低80%，CO2可降低30%，HC可降低80%、SO2降低70%，SO低99%，Pb降低到零，颗粒物降低41%，噪声降低40%。所以与汽油柴油比较是一个非常清洁车用燃料。新能源汽车的基础知识培训教材第5页抗爆性好l天然气辛烷值高,约为130，有很好抗爆性。可增大发动机压缩比和点火提前角，提升发动机性能。新能源汽车的基础知识培训教材第6页l安全性好l天然气有很好安全性
3、。天然气传输和加注均在封闭管道进行，不会泄露。即使有泄漏，天然气比空气轻，不易积聚，加上天然气燃点高（537以上），不易产生火灾事故。l天然气使用特征好冷起动性能好，运转平稳；不对机油产生稀释，所以发动机寿命长。新能源汽车的基础知识培训教材第7页缺点 ：l天然气携带性差。限制了汽车有效载荷、有效空间及续驶里程。l密度低、天然气混合气热值低，天然气发动机动力性下降（针对两用燃料车）。l天然气汽车相较与汽油和柴油车制造成本较高；天然气输气管路和天然气加气站还未形成象加油站那样网络，这一原因是制约天然气汽车发展最大瓶颈。新能源汽车的基础知识培训教材第8页二、天然气汽车u1、天然气汽车定义、天然气汽车
4、定义u天然气汽车是以天然气作为燃料汽车。天然气汽车是以天然气作为燃料汽车。新能源汽车的基础知识培训教材第9页u（1）按照天然气化学成份和形态，可分为按照天然气化学成份和形态，可分为压缩天然气（压缩天然气（CNG）汽车、液化天然）汽车、液化天然气（气（LNG）汽车）汽车、液化石油气（液化石油气（LPG）和吸附天然气汽车（和吸附天然气汽车（ANGV）汽车汽车四四种。种。u当前推广应用比较广泛是当前推广应用比较广泛是CNG汽车与汽车与LPG汽车，比如应用在出租车和公交车上。汽车，比如应用在出租车和公交车上。2 2、天然气汽车天然气汽车分类分类新能源汽车的基础知识培训教材第10页u压缩天然气压缩天然气
5、（Compressed Natural Gas，CNG）是指压缩到）是指压缩到 天然气，储存在车载高压气瓶中。天然气，储存在车载高压气瓶中。压缩天然气（压缩天然气（CNG）是一个无色透明、无味、高热量、比空气轻气体，主要成份是甲烷）是一个无色透明、无味、高热量、比空气轻气体，主要成份是甲烷。u液化天然气液化天然气（Liquid Natural Gas，LNG）是指常压下、温度为）是指常压下、温度为 液体天然气，储存于车载绝热液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。气瓶中。液化天然气（液化天然气（LNG）燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。）燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。u液化石油气液化
6、石油气（Liquid Petrol Gas，LPG）是一个在常温常压下为气态烃类混合物，比空气重，）是一个在常温常压下为气态烃类混合物，比空气重，有较高辛烷值，含有混合均匀、燃烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机使有较高辛烷值，含有混合均匀、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。用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。u吸附天然气汽车吸附天然气汽车（ANGV）储气瓶内天然气以吸附方式（压力通常为）储气瓶内天然气以吸附方式（压力通常为3.56MPa）储存，工作）储存，工作时经降压、计量和混合后进时经降压、计量和混合后进 入气缸，也
7、能够直接喷入气缸或进气管入气缸，也能够直接喷入气缸或进气管。新能源汽车的基础知识培训教材第11页（2）按燃料供给系统特征分类单燃料（CNG）汽车 仅使用CNG作为发动机燃料，车辆发动机在燃料供给系统、工作循环参数、配气机构参数等方面普通都针对CNG物化特征进行了专门设计，所以燃烧热效率较高、经济性好。CNG/汽油两用燃料汽车（多用）普通是指含有两套燃料供给系统，一套供给天然气，另一套供给天然气之外燃料，两套燃料供给系统可分别但不可同时向气缸供给燃料汽车。使用中能够在两种燃料之间进行灵活切换。这类汽车与单一燃料汽车相比，因为要兼顾两种燃料物化特征，发动机结构参数几乎不作改造，所以燃烧热效率不高、
8、经济性普通。CNG/柴油双燃料汽车 普通是指含有两套燃料供给系统，一套供给天然气，另一套供给天然气之外燃料，两套燃料供给系统按预定配比向气缸供给燃料，在缸内混合燃烧汽车。CNG为主燃料，柴油起引燃作用。这类发动机结构参数也几乎不作改动，能够在单纯燃烧柴油和CNG与柴油同时混烧两种工况灵活切换。新能源汽车的基础知识培训教材第12页（3）按燃料供给控制方式分类机械控制式天然气汽车 是指以机械方式为主控制天然气供给天然气汽车。机电联合控制式天然气汽车 是指以机电联合控制方式控制天然气供给天然气汽车。电控式天然气汽车 是指利用微机来控制不一样工况天然气供给天然气汽车。电控式又有开环和闭环之分。新能源汽
9、车的基础知识培训教材第13页3、天然气汽车优缺点优点优点1）有害气体排放低）有害气体排放低2）热效率高）热效率高3）天然气资源丰富天然气资源丰富4）天然气汽车有显著经济效益）天然气汽车有显著经济效益5）比汽油汽车更安全）比汽油汽车更安全缺点缺点1）一次充气续驶里程短）一次充气续驶里程短2）有效控件降低，自重增加）有效控件降低，自重增加3）天然气是气态燃料，不轻易储存和携带天然气是气态燃料，不轻易储存和携带4）将现有汽车改用天然气作燃料时，需增加发动机燃料系统部件，如储气瓶、减压阀、混合器等，将现有汽车改用天然气作燃料时，需增加发动机燃料系统部件，如储气瓶、减压阀、混合器等，需要一定改装投入。需
10、要一定改装投入。新能源汽车的基础知识培训教材第14页4、天然气汽车结构u当前天然气汽车（当前天然气汽车（CNG、LPG），多是经过对传统汽油或柴油汽车），多是经过对传统汽油或柴油汽车进行动力改造，其与传统汽油或柴油汽车主要区分在于发动机，采进行动力改造，其与传统汽油或柴油汽车主要区分在于发动机，采取专用天然气发动机，同时配置对应天然气供给系统及控制系统。取专用天然气发动机，同时配置对应天然气供给系统及控制系统。新能源汽车的基础知识培训教材第15页（1）CNG汽车结构汽车结构uCNG汽车在结构上采取传统动力结构外，因为采取汽车在结构上采取传统动力结构外，因为采取CNG，还须配置对应系统实现，还须
11、配置对应系统实现CNG储运、供给及整车控制。储运、供给及整车控制。通常主要由三部分组成：通常主要由三部分组成：储气系统、供给系统、控制系统储气系统、供给系统、控制系统。u储气系统是指储存储气系统是指储存CNG装置装置，由天然气储气瓶、气量显，由天然气储气瓶、气量显示器（压力表）、充气阀、压力传感器、高压管线等组成示器（压力表）、充气阀、压力传感器、高压管线等组成新能源汽车的基础知识培训教材第16页（1）CNG汽车汽车工作原理工作原理控制系统中油气燃料转换开关控制高压电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流通量，由此调整汽油磁阀与汽油电磁阀流通量，由此调整汽油与天然气供给百分比，
12、从而实现与天然气供给百分比，从而实现CNG车辆车辆以最正确工况运行。当使用天然气作为燃以最正确工况运行。当使用天然气作为燃料时，储气瓶内料时，储气瓶内 CNG经管道进入过滤器去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，除杂质后，进入减压器逐步减压到常压后，进入混合器，与来自空气滤清器空气混合进入混合器，与来自空气滤清器空气混合后，再经由化油器通道进入气缸燃料。当后，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，汽油经过使用汽油时，汽油电磁阀打开，汽油经过该阀进入化油器，进而被吸入到汽缸内进该阀进入化油器，进而被吸入到汽缸内进行燃烧。行燃烧。CNG汽车动力系统工作原理
13、图汽车动力系统工作原理图新能源汽车的基础知识培训教材第17页CNG动力系统结构图动力系统结构图新能源汽车的基础知识培训教材第18页（2）LPG汽车结构汽车结构将转换开关置于将转换开关置于LPG档时，燃料开始档时，燃料开始使用使用LPG，同时汽油电磁阀将汽油油，同时汽油电磁阀将汽油油路截断，停顿供给汽油。路截断，停顿供给汽油。LPG电磁阀电磁阀打开后，液态打开后，液态LPG从储气罐中流出，从储气罐中流出，经过过滤后流人蒸发调压器，由液态经过过滤后流人蒸发调压器，由液态转变成气体，压力靠近大气压；气态转变成气体，压力靠近大气压；气态LPG利用发动机真空吸力被吸入混合利用发动机真空吸力被吸入混合器；
14、在混合器中器；在混合器中LPG气体与空气均匀气体与空气均匀混合后，进入发动机燃烧。当转换开混合后，进入发动机燃烧。当转换开关置于汽油档时，汽油电磁阀打开，关置于汽油档时，汽油电磁阀打开，开始使用汽油，同时开始使用汽油，同时LPG电磁阀关闭，电磁阀关闭，停顿使用停顿使用LPG。LPG汽车主要由储气罐、蒸发调压器、汽油电磁阀、汽车主要由储气罐、蒸发调压器、汽油电磁阀、LPG电磁阀、电磁阀、功率调整阀、混合器、燃料转换开关、控制电路等组成。功率调整阀、混合器、燃料转换开关、控制电路等组成。新能源汽车的基础知识培训教材第19页某某LPG动力系统结构图动力系统结构图新能源汽车的基础知识培训教材第20页5
15、 5、CNGCNG发动机基本原理发动机基本原理新能源汽车的基础知识培训教材第21页6、压缩天然气汽车专用装置 天然气汽车应含有基本专用装置储气瓶、高压管线、管路接头、气压表、显示器、手动截止阀、高压电磁阀、过滤器、过流保护阀、减压调整器、低压软管、循环水管、空气燃料混合器（燃料喷射器）、发动机控制系统等。新能源汽车的基础知识培训教材第22页按功效可划分为三类：（1）储气系统部件：储气瓶、充气阀、高压线及高压接头、手动截止阀、气压显示装置。（2）燃气供给部件：天然气过滤器、减压调整器、混合器、低压气软管及循环水软管。（3）控制系统部件：燃料转换开关、模拟器、天然气电磁阀、汽油电磁阀、空燃比调整器
16、、电控单元。新能源汽车的基础知识培训教材第23页1)压缩天然气储气瓶 CNGCNG汽车储气瓶（以下简称“气瓶”）是天然气汽车主要专用部件。其成本约占CNGCNG汽车改装成本30307070。车用气瓶储气压力为20MPa20MPa，这是综合考虑到车用气瓶容积/重量比以及降低加气站运行成本所确定优化结果。过高储气压力反而会造成气瓶容积效率比下降及加气站运行费用升高。新能源汽车的基础知识培训教材第24页压缩天然气储气瓶分为四类：第一类是钢或铝合金金属瓶（NGV21）；第二类是钢或铝内衬加筒身“环箍缠绕”树脂浸渍长纤维加固复合材料气瓶（NGV22）；第三类是钢或铝内衬加“整体缠绕”树脂浸渍长纤维加固复
17、合材料气瓶（NGV23）；第四类是塑料内衬加“纵向整体缠绕”树脂浸渍长纤维加固复合材料气瓶。新能源汽车的基础知识培训教材第25页新能源汽车的基础知识培训教材第26页我国当前主要使用是钢质气瓶，该类瓶生产成本较低，安全耐用，容积率高，但重容比大、重量大。复合材料瓶最大优点是重容比小、重量轻，但生产成本高，价格贵，容积效率低。新能源汽车的基础知识培训教材第27页2）高压燃料切断阀）高压燃料切断阀新能源汽车的基础知识培训教材第28页3 3）高压减压器）高压减压器新能源汽车的基础知识培训教材第29页依据减压后输出压力大小能够把减压调整器分为：负压输出减压调整器正压输出减压调整器新能源汽车的基础知识培训
18、教材第30页4 4）低压电磁阀）低压电磁阀）低压电磁阀）低压电磁阀新能源汽车的基础知识培训教材第31页5 5）电控调压器（）电控调压器（EPREPR阀）阀）新能源汽车的基础知识培训教材第32页6 6）混合器部件）混合器部件混合器作用是将空气和天然气按一定百分比混合，形成一定浓度可燃混合气，并能依据发动混合器作用是将空气和天然气按一定百分比混合，形成一定浓度可燃混合气，并能依据发动机转速和负荷改变，增减混合气供给量，以适应发动在起动、怠速、加速等不一样运行工况机转速和负荷改变，增减混合气供给量，以适应发动在起动、怠速、加速等不一样运行工况下正常运行需要。下正常运行需要。新能源汽车的基础知识培训教
19、材第33页7 7）防喘振阀）防喘振阀）防喘振阀）防喘振阀新能源汽车的基础知识培训教材第34页8)加气口组成：接口、单向阀、防尘盖（塞）、输气接头和安装件。加气时，先拔出防尘塞，将高压加气软管上插头插入充气孔，打开手动截止阀，即可充气。充气完成后将截止阀关闭，方可拔出高压加气软管上插头，插回防尘塞，旋紧排气螺塞。新能源汽车的基础知识培训教材第35页新能源汽车的基础知识培训教材第36页9)高压管线及高压接头 高压管线采取不锈无缝钢管或其它车用高压天然气专用管线。功效：用于输送高压天然气，其工作压力为20MPa。安装：高压钢管在不一样功效件之间连接时，必须作抗震弯或者“U”型圈，其弯曲半径须大于5倍
20、高压钢管直径。新能源汽车的基础知识培训教材第37页10手动截止阀储气瓶到减压调整器之间应设置手动截止阀，用于当CNG汽车因加气、修理、入库停车时用来截止储气瓶到减压调整器之间气路连接。新能源汽车的基础知识培训教材第38页11)天然气滤清器功效：用于对天然气中杂质（气瓶中铁锈，压缩机中杂质等）进行过滤，过滤精度10us-50us；过滤器在使用过程中依据需要对滤芯进行清洗，每100,000公里需要进行更换，或依据当地气体洁净度进行更换。新能源汽车的基础知识培训教材第39页（1）LPG汽车燃料供给系统总体组成汽车燃料供给系统总体组成7.LPG汽车燃料供给系统组成汽车燃料供给系统组成原理原理新能源汽车
21、的基础知识培训教材第40页（2 2）LPGLPG汽车燃料供给系统基本原理汽车燃料供给系统基本原理新能源汽车的基础知识培训教材第41页8、天然气汽车实例（1）CNG汽车实例汽车实例东风雪铁龙爱丽舍东风雪铁龙爱丽舍CNG双燃料车（双燃料车（C-Elysee），是国内第一家燃气供给系统采取原厂流水线一体），是国内第一家燃气供给系统采取原厂流水线一体化设计制造非线外改装化设计制造非线外改装CNG双燃料车。双燃料车。爱丽舍爱丽舍CNG双燃料车动力系统布置双燃料车动力系统布置新能源汽车的基础知识培训教材第42页爱丽舍爱丽舍CNG双燃料车动力系统结构实例图双燃料车动力系统结构实例图n爱丽舍爱丽舍CNG双燃料
22、车采取了组合仪表盘，嵌入油气转换开关，能够方便实现油气切换。组合仪表依照国家双燃料车采取了组合仪表盘，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、标准，为驾驶员提供汽车车速、汽油、CNG等信息。等信息。新能源汽车的基础知识培训教材第43页（2）LPG汽车实例汽车实例Polo BiFuel双燃料车双燃料车福特福特企业企业LPG清洁型能源清洁型能源Falcon车型车型新能源汽车的基础知识培训教材第44页二、氢气汽车1、氢气汽车定义直接使用氢气燃烧做功汽车。新能源汽车的基础知识培训教材第45页2、氢燃料特点优点（1）资源丰富（2）环境保护（3）燃烧热值高
23、（4）热效率（5）燃烧稳定充（6）燃料混合比浓度调整方便（7）辛烷值（8）点火能量低（9）稀燃能力强缺点（1）难以储存（2）制取成本高（3）易燃新能源汽车的基础知识培训教材第46页3、氢气汽车总体组成新能源汽车的基础知识培训教材第47页4、储氢罐新能源汽车的基础知识培训教材第48页三、醇燃料汽车使用醇基燃料（甲醇、乙醇等）汽车。新能源汽车的基础知识培训教材第49页(1)醇类燃料起源甲醇（木醇或木酒精）能够由一氧化碳和氢气合成，为无色透明液体，高挥发性，易燃。主要由天然气（占78%）、重油（占10%）、石脑油（占7%）、液化石油气（占3%）、煤炭（占2%）、油页岩、木材和垃圾等物质中提炼。乙醇俗
24、称酒精，其工业生产方法主要有发酵法、乙烯水正当等方法，我国一直以发酵法为主，其生产原料有三类：第一类是含糖作物与副产物，如甘蔗、甜菜、甜高梁和糖蜜等；第二类是淀粉质作物，如玉米、高梁、小麦、红薯和马铃薯等；第三类是纤维素原料，如木材、木屑和谷物秸杆等。1.醇类燃料起源及分类新能源汽车的基础知识培训教材第50页(2)醇类燃料分类1）按醇类燃料组成成份和性质来分，主要是指甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH），它们都是相对分子质量较小单质，燃烧产物中基本没有碳烟，NOx排放浓度也很低，是一个低污染性燃料。醇类燃料汽车是指以甲醇汽油、乙醇汽油、甲醇、乙醇为燃料汽车，以甲醇为燃料汽车称为甲醇汽车，以
25、乙醇为燃料汽车称为乙醇汽车。新能源汽车的基础知识培训教材第51页2）按醇类燃料在汽车上应用分类，主要有三种类型：掺烧、纯烧和改质。掺烧是醇类燃料在汽车上主要应用方式。为使内燃机燃用甲醇时能有良好效果，可采取不一样掺烧方式，调整混合燃料性质，改进内燃机结构及设计良好掺烧及控制装置。掺烧主要是指醇类燃料（甲醇或乙醇）以不一样体积百分比掺入汽油（柴油）中。掺烧主要方法有三种：混合燃料法、薰蒸法、双供油系统法，前两种方法既可用于柴油机上，又可用于汽油机上，而双供油系统法仅用于柴油机上。醇类燃料易于自然吸水且相对密度小于柴油，故与柴油互溶性较差，普通情况主要针对醇类燃料与汽油掺烧。新能源汽车的基础知识培
26、训教材第52页2）按醇类燃料在汽车上应用分类，主要有三种类型：掺烧、纯烧和改质。纯烧类型是指单纯燃烧甲醇或乙醇燃料，主要方式有有六种：裂解法、蒸气法、火花塞法、电热塞法、炽热表面法、加入着火改进剂法。其中后三种方法仅用于柴油机上，其它方法既可用于柴油机上，又可用于汽油机上。改质类型现在主要是指醇类燃料改质。甲醇利用发动机余热将甲醇生成为H2和CO，然后输送到发动机内燃烧。采取甲醇改质需要对发动机进行较大改造，最好重新设计发动机。变性燃料乙醇指乙醇脱水后再添加变性剂而生成以乙醇为主燃料。新能源汽车的基础知识培训教材第53页（1）醇类燃料中含氧量大热值低，所需要理论空气量比汽油或柴油少，从而确保发
27、动机动力性能不降低。（2）辛烷值比汽油高，是点燃发动机好代用燃料，作为提升汽油辛烷值优良添加剂，采取高压缩比提升热效率。普通汽油与15%20%醇类燃料混合，辛烷值能够到达优质汽油水平，不过醇燃料抗爆性敏感度大，中、高速时抗爆性不如低速时好。（3）常温下为液体，操作轻易，储带方便。（4）可燃界限宽，汽油着火极限为1.47.6；甲醇着火极限为6.736，燃烧速度快，火焰传输速度比汽油快，能够实现稀薄燃烧，利于排气净化和空燃比控制。（5）与传统发动机技术有继承性，尤其是使用汽油醇类混合燃料时，发动机结构改变不太大，降低燃烧室表面燃烧沉积物和改进排放性能。（6）因为十六烷值低，着火性差，着火延迟期长，
28、在压燃式发动机中采取醇类燃料要困难得多，在点燃式发动机应用较广。2、醇类燃料主要特征、醇类燃料主要特征新能源汽车的基础知识培训教材第54页（7）蒸发潜热大，使得醇类燃料低温起动和低温运行性能恶化。但在汽油中混合低百分比醇，由燃烧室壁面给液体醇以蒸发烧，这一特点可成为提升发动机热效率和冷却发动机有利原因。（8）热值低，甲醇热值只有汽油48%，乙醇热值只有汽油64%。所以，与燃用汽油相比，在同等热效率下，醇燃料经济性低。（9）沸点低，蒸汽压高，轻易产生气阻。（10）腐蚀性大。（11）醇混合燃料轻易发生分层。醇吸水性强，混合燃料进入水分后易分离为两相。所以，醇混合燃料要加助溶剂。（12）甲醇有毒，会
29、刺激眼结膜，也会经过呼吸道、消化道和皮肤进入人体，刺激神经，造成头晕、乏力、气短等症状。2、醇类燃料主要特征、醇类燃料主要特征新能源汽车的基础知识培训教材第55页3、醇燃料汽车发展与现实状况1987年，美国开始发展灵活燃料汽车。年,全球燃料乙醇产量4100万吨，相当于全球汽油消费量近3%。20，凯迪拉克SRX可兼容E85乙醇汽油。当前世界上已经有40多个国家不一样程度应用乙醇汽车，巴西强制在汽油中添加燃料乙醇百分比提升到25%；美国能源部规划，到2030年，燃料乙醇产量达1.8亿吨，替换30%汽油需求。我国上世纪60年代开始试验推广甲醇燃料。，我国公布了生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展
30、专题规划。207月2日，国家GB/T23799-2009车用甲醇汽油（M85）标准正式同意颁布。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燃料乙醇试点项目。新能源汽车的基础知识培训教材第56页4、醇燃料汽车基本结构与工作原理新能源汽车的基础知识培训教材第57页5、醇燃料汽车使用维护（1）首次使用前要对车辆内部进行清洗（2）预防醇燃料吸水（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新能源汽车的基础知识培训教材第58页四、二甲醚汽车二甲醚化学式及分子结构图二甲醚化学式及分子结构图1 二甲醚概述二甲醚概述二甲
31、醚二甲醚(Dimethyl-ether)，简称，简称DME，其化学分子，其化学分子式为式为，含氧量为，含氧量为34.8%，二常压下是气态，加压到，二常压下是气态，加压到5-6个大气压能够变为液体，物理性质类似于液化个大气压能够变为液体，物理性质类似于液化石油气，能够用作民用燃料；理论热值约为汽柴油石油气，能够用作民用燃料；理论热值约为汽柴油64%，应用热值相当于汽柴油，应用热值相当于汽柴油80%左右。左右。新能源汽车的基础知识培训教材第59页2 二甲醚汽车发展1995年，丹麦技术大学和Tops-be企业首先将二甲醚用做柴油机燃料。，VOLVO汽车企业研制出了二甲醚大客车示范样车。年，国外二甲醚
32、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企业首先将二甲醚用做柴油机燃料。，VOLVO汽车企业研制出了二甲醚大客车示范样车。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。新能源汽车的基础知识培训教材第60页2 二甲醚汽车发展1997年，上海交通大学负担了我国首项相关二甲醚燃国家项目；，研制成功首台二甲醚城市客车。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。20，全国二甲醚总产能超出1500万吨，二甲醚用量约600万吨。新能源汽车的基
33、础知识培训教材第61页我国第一台二甲醚城市大客车我国第一台二甲醚城市大客车国内第一个车用二甲醚加注站国内第一个车用二甲醚加注站总体而言，因为二甲醚汽车成本过高及汽车专用技术不总体而言，因为二甲醚汽车成本过高及汽车专用技术不成熟，使得这类产品市场化运行困难重重。要推广二甲成熟，使得这类产品市场化运行困难重重。要推广二甲醚汽车，必须重点处理二甲醚在生产成本与汽车专用设醚汽车，必须重点处理二甲醚在生产成本与汽车专用设备问题上。备问题上。新能源汽车的基础知识培训教材第62页3、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，降低NOx排放量；（5）低
34、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。新能源汽车的基础知识培训教材第63页4、二甲醚燃料汽车燃料供给系统基本结构与工作原理新能源汽车的基础知识培训教材第64页五、太阳能汽车1 太阳能汽车相关知识太阳能汽车相关知识l太阳能是太阳内部或者表面黑子连续不停核聚变反应过程产生能量。太阳能既是一次能源，又太阳能是太阳内部或者表面黑子连续不停核聚变反应过程产生能量。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。是可再生能源。l太阳能汽车（太阳能汽车（Solar Car）主要是利用太阳能发电系统对太阳能电池进行充电，再经由汽车本）主要是利用太阳能发电系统对太阳能电池进行
35、充电，再经由汽车本身动力单元为驱动轮提供动力，从而驱动汽车。身动力单元为驱动轮提供动力，从而驱动汽车。l依据所用半导体材料不一样，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中依据所用半导体材料不一样，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最惯用是硅最惯用是硅太阳能电池太阳能电池。l近年来，美国已研制成光电转换率达近年来，美国已研制成光电转换率达 高性能太阳能电池。澳大利亚用激光技术制成太阳能电高性能太阳能电池。澳大利亚用激光技术制成太阳能电池，其光电转换率达池，其光电转换率达，而且成本与柴油发电相当。这些都为光电池在汽车上应用开辟了辽阔，而且成本与柴油发电相当。这些都为光电池在汽车上
36、应用开辟了辽阔前景。前景。新能源汽车的基础知识培训教材第65页2 太阳能汽车发展太阳能汽车发展l1978年，世界上第一辆太阳能汽车在英国研制成功，时速到达年，世界上第一辆太阳能汽车在英国研制成功，时速到达13公里。公里。l 1982年，墨西哥研制出三轮太阳能车，速度到达年，墨西哥研制出三轮太阳能车，速度到达，因为这辆汽车天天所取得电能只能，因为这辆汽车天天所取得电能只能行行，所以它还不能跑远路。，所以它还不能跑远路。l1999年年5月巴西圣保罗大学科研人员设计出一款新型太阳能汽车。最高车速超出月巴西圣保罗大学科研人员设计出一款新型太阳能汽车。最高车速超出。l1984年年9月，我国首次研制月，我
37、国首次研制“太阳号太阳号”太阳能汽车试验成功，并开进了北京中南海勤政太阳能汽车试验成功，并开进了北京中南海勤政殿。该车车顶上安装了殿。该车车顶上安装了2808块单晶硅片，组成块单晶硅片，组成 硅板，装有三个车轮，自重硅板，装有三个车轮，自重，车速，车速。新能源汽车的基础知识培训教材第66页Nuna研发团体及研发团体及Nuna系列太阳能汽车系列太阳能汽车新能源汽车的基础知识培训教材第67页国内部分太阳能汽车国内部分太阳能汽车新能源汽车的基础知识培训教材第68页比亚迪比亚迪F3DM低碳版车型及其太阳能电池板设计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，因为性能方面与
38、使用上，远不能到达传统燃料汽车水平，所以，太阳能当前多作为辅助能源在汽车上得到使用，同时伴随电动汽车发展，太阳能也作为电动汽车蓄电池主要充电方式在汽车上得到应用。国内比亚迪汽车企业一直致力于新能源汽车开发，该企业在其混合动力汽车F3DM低碳版上配置了太阳能电池板，经过它，用户能够实现二十四小时连续为蓄电池充电，从而确保汽车一直拥有充分能源供给。新能源汽车的基础知识培训教材第69页3 太阳能汽车太阳能汽车特点特点（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，
39、续行里程较短。新能源汽车的基础知识培训教材第70页太阳能电池发电原理是基于半导体光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能。在晶体中电子数目总是与核电荷数相一致，所以P型硅和N型硅是电中性。假如将P型硅或N型硅放在阳光下照射，光能量经过电子从化学键中被释放，由此产生电子空穴对，但在很短时间内（在微秒范围内）电子又被捕捉，即电子和空穴“复合”。4、太阳能电池发电原理、太阳能电池发电原理新能源汽车的基础知识培训教材第71页对不一样材料太阳能电池，尽管光谱响应范围是不一样，但光电转换原理是一致。如图所表示，在P-N结内静电场作用下，N区空穴向P区运动，而P区电子向N区运动，最终造成在太阳能电池受光面（上
40、表面）有大量负电荷（电子）积累，而在电池背光面（下表面）有大量正电荷（空穴）积累。如在电池上、下表面引出金属电极，并用导线连接负载，在负载上就有电流经过。只要太阳光照不停，负载上就一直有电流经过。新能源汽车的基础知识培训教材第72页在N型半导体表面形成P型半导体，组成P-N结，即形成太阳能电池，形成P区仅仅有13m，太阳光照射到它表面，透过P区到达P-N结处就能够产生电动势，产生电压约为0.5V。太阳能电池电流大小与太阳光照射强度大小，和太阳能电池面积大小成正比。5、太阳能电池结构新能源汽车的基础知识培训教材第73页（1）车身太阳能汽车最具魅力部分就是车身，光滑而又含有异域风情外观是吸引人们眼
41、球主要部分。太阳能汽车是由若干主体部件组成，因为没有统一标准，每一辆太阳能汽车都各具特色。除了车子长度强制性要求限制外，当我们设计太阳能汽车主体时要让阻力到达最小值，而使太阳能与阳光接触比到达最大值，且质量要尽可能小，但安全系数尽可能到达最高。新能源汽车的基础知识培训教材第74页（2）底盘最初挑战是怎样制造出一个高效太阳能汽车底盘，从而使其强度和安全度到达最正确，而且质量最小。每千克质量都需要足够大能量使其在路面上移动，这就意味着要力争使车子质量减到最小，而这个关键部位就是汽车底盘。然而，安全是一项基本要求，底盘必须含有严格强度和安全系数要求。太阳能汽车底盘通常有3种类型：空间框架结构、半单体
42、横造或碳纤维和单体横造。1）空间框架太阳能汽车底盘，使用一个焊接或保护管结构用于支撑装载或车体。这种车体质量小，但不能装载，合成外壳能够将分离底盘组装起来。2）半单体横造或碳纤维太阳能汽车底盘，使用合成横梁和空间隔开到达支撑装载能力，而整合就不能支撑装载并承受一个整体腹部底盘。3）单体横造太阳能汽车底盘，使用躯体结构并用来支撑装载。新能源汽车的基础知识培训教材第75页（3）所用材料太阳能汽车中复合材料得到广泛应用。这种复合材料是由像三明治夹层一样结构材料组成。碳纤维、凯夫拉(KEVLAR)纤维和玻璃是普通合成建筑材料，蜂窝状和泡沫塑料是惯用合成填充材料，这些材料用环氧基树脂保护起来，组合在含有
43、KEVLAR和碳纤维材料里，能够取得人们需要强度材料（相当于钢强度），且是非常轻质材料。新能源汽车的基础知识培训教材第76页（4）驾驶控制系统 1）发动机控制器发动机控制器控制发动机开启，而发动机开启信号来自驾驶员加速装置。对发动机控制器电力管理是经过程序来完成。发动机开启需要配置不一样型号发动机控制器。很多太阳能汽车使用准确数据检测系统来管理整个太阳能汽车电力系统，其中包含太阳能光伏阵列、蓄电池组、发动机控制器和发动机。新能源汽车的基础知识培训教材第77页 2）其它控制大多数太阳能汽车是单座，这对驾驶员来说没有多少乐趣可言，但有太阳能汽车也可搭乘一位乘客。驾驶员和乘客必须有安全装备，主要有护
44、腕和头盔。另外，驾驶汽车时，驾驶员更为主要职责是注意汽车系统安全和观察仪表是否出现异常问题。新能源汽车的基础知识培训教材第78页（5）电力、驱动及机械系统 1）电力系统太阳能汽车心脏部位是电力系统，它由蓄电池和太阳电能组成。电力系统控制器管理全部电力供给和搜集工作。在太阳能汽车里最高级组件部分就是电力系统，它们包含峰值电力监控仪、发动机控制器和数据采集系统。电力系统最基本功效是控制和管理整个系统中电力。新能源汽车的基础知识培训教材第79页1）电力系统蓄电池。蓄电池是一个最轻便电力资源，蓄电池组就相当于普通汽车油箱。一个太阳能汽车使用蓄电池组来储存电能，方便在必要时使用。太阳能汽车开启装置控制着
45、蓄电池组，不过当太阳能汽车开动后，是经过太阳能阵列提供能量，再充到蓄电池组内。因为各种原因，大量蓄电池作为能量被使用是有限。太阳电能。人们生活中对电力需求是有限，但电力却是生活必需品。太阳能汽车经过太阳能光伏组件给蓄电池充电。高效电力经太阳能汽车阵列，经过蓄电池储存，可取得最大能量。由一个及多个太阳能光伏电板串联起来，即可将电能转变成化学能储存电力，按照一样方式可将全部光伏电池板连起来。新能源汽车的基础知识培训教材第80页2）驱动器系统在太阳能汽车里使用什么类型发动机没有限制，普通额定是25HP（1HP=0.75kW）。大多数太阳能汽车使用发动机是双线圈交流无刷机，这种交流无刷机是相当轻质材料
46、机器，在额定转速（r/min）下到达98%使用效率。太阳能汽车有3种基本驱动类型：单减引导式驱动、变频履带式驱动、轴式驱动。新能源汽车的基础知识培训教材第81页3）机械系统机械系统在太阳能汽车概念里是很简单，不过我们在设计中，应尽可能降低摩擦力和质量，依据不一样路况来设计需要强度。轻质金属如铝合金和合成金属是最惯用，可使质量和强度到达最优。普通针对质量和强度百分比制造高效率组件。机械系统包含制动、转向盘和轮胎等。新能源汽车的基础知识培训教材第82页1）太阳能采集格板多项选择取热塑料制成太阳能采集格板，形状如图所表示，太阳能电池就布置在格子中。当前在太阳能汽车上使用太阳能电池普通有非晶态电池、地
47、面硅电池、太空级硅电池和砷化锡电池等。因为太阳能汽车对能量采集是有限，必须严格控制能量损失，所以在选择太阳能电池时应该考虑是效率最大那种。（6）太阳能汽车关键技术）太阳能汽车关键技术新能源汽车的基础知识培训教材第83页2）蓄电池由俄罗斯里姆施塔特高等技术学校研制太阳能汽车，蓄电池组采取10个串联12V铅酸蓄电池，容量为40Ah，能量贮备为4.8kWh，质量为125kg。因为比能量大电池即便是隔热办法再好，也会释放出较多热量，所以普通在太阳能汽车上不予采取。新能源汽车的基础知识培训教材第84页3）电动机为了实现所需牵引功率和确保太阳能汽车能够在25%坡道上行驶，要求电动机最大功率不低于2kW。电
48、动机效率取决于所采取异步牵引电动机功率和转速。当转速低于3000r/min时，对应功率低于2kW。在功率范围为26kW、转速大于3000r/min情况下，电动机效率高于80%。在回收制动能量再生工况下，异步电动机是作为发电机使用。新能源汽车的基础知识培训教材第85页4）车身轻量化减小质量对于太阳能汽车动力性提升是至关主要，太阳能汽车车身材料选择标准是轻量并能吸收碰撞能量。如Sunrunner汽车车架用铝合金制成，车身外覆盖件使用碳纤维玻璃钢，它密度为0.93kg/m2，表面覆盖层是光滑精细织物；采取坚固织物用作内饰；在外覆盖件和内饰之间是厚度为9.512.7mm蜂窝状夹层，其密度为28.9kg
49、/m2。新能源汽车的基础知识培训教材第86页六、风能汽车风能风能(wind energy)是因是因空气空气流流做功做功而提供给人类一个可利用而提供给人类一个可利用能量能量，属于，属于可再生能源可再生能源（包含水能，（包含水能，生物能等）。空气流含有生物能等）。空气流含有动能动能称风能。当前风能发电已经得到了较大推广，在欧洲，风能发电已称风能。当前风能发电已经得到了较大推广，在欧洲，风能发电已经成为一些国家主要生活能源。经成为一些国家主要生活能源。风能应用风能应用新能源汽车的基础知识培训教材第87页p风能汽车，是主要以风能为主要驱动力新型低碳环境保风能汽车，是主要以风能为主要驱动力新型低碳环境保
50、护汽车。因为在汽车行驶过程中会产生强大气流，而风护汽车。因为在汽车行驶过程中会产生强大气流，而风能汽车主要利用这种气流，经过风能发电系统产生电能，能汽车主要利用这种气流，经过风能发电系统产生电能，对蓄电池进行充电，从而经过电池为汽车提供动力，驱对蓄电池进行充电，从而经过电池为汽车提供动力，驱动汽车行驶。动汽车行驶。p因为风能汽车相关技术尚待完善，当前风能汽因为风能汽车相关技术尚待完善，当前风能汽车还处于概念车阶段。车还处于概念车阶段。p英国英国Ecotricity风能环境保护企业推出了一款风能环境保护企业推出了一款名为名为“复仇女神复仇女神”纯电动超级跑车纯电动超级跑车新能源汽车的基础知识培训
