汽车构造新能源汽车

汽车工程系汽车工程系汽车构造新能源汽车汽车工程系汽车工程系主要内容能源形势排放物替代燃料•液化石油气/天然气•醇类•醚类•生物柴油（酯类）•呋喃类（环醚类）•合成油•氢气电动汽车汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系液体燃料汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系中国石油我国石油资源集中分布在渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木和东海陆架八大盆地，占全国的81.13%；目前南海勘探的海域面积仅有16万平方千米，发现的石油储量达52.2亿吨，有资料显示，在南海的石油总储量至少近200亿吨。2013年石油年产量约2.1亿吨，居世界第四位；低于俄罗斯、沙特阿拉伯和美国。汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系天然气汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系中国天然气2013年，中国天然气产量已超过1210亿立方米，消费量突破1676亿立方米。天然气年产量第五位。分布特点：西多东少，北多南少，主要分布在鄂尔多斯、四川、塔里木、柴达木和莺歌海五大盆地（80%）。汽车工程系汽车工程系煤炭汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系中国煤炭我国煤炭资源在地理分布上的总格局是西多东少、北富南贫。中国煤炭资源的种类较多，在现有探明储量中，烟煤占75%、无烟煤占12%、褐煤占13%。山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州、宁夏等6省占82.8%。汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系中国能源形势•预计中国到2035年将超过欧洲，成为世界上最大的能源进口国，而其进口依存度从15%升至23%。•中国将在2030年前后超过美国成为世界上最大的石油消费国，在2020年代中期超过俄罗斯成为第二大天然气消费国（仅次于美国）。•石油进口依存度从2013年的60%升至2035年的75%--高于美国2005年的峰值。天然气依存度从略低于30%升至超过40%。•运输行业的能源消费增长98%。汽车工程系汽车工程系新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。通常为刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源新能源汽车汽车工程系汽车工程系新能源汽车混合动力汽车纯电动汽车燃料电池电动汽车替代燃料汽车其他新能源汽车？汽车工程系汽车工程系资源必须丰富价格应比较便宜，便于大范围推广能量密度大，热值高毒性小，环境污染小对内燃机的可靠性无不良影响选择标准安全性好，易输送、贮存和使用替代燃料的选择原则汽车工程系汽车工程系LPG、CNG、LNG汽车成熟技术，在资源和加气站方便的条件下逐步推广也是汽车燃料多元化方向之一，可以解决排放污染和经济运行，常态下液化石油气和压缩天然气都是气体，在储、运、加气等商业运行中都需要较大的投资。汽车工程系汽车工程系液化石油气油田石油炼厂主要成分：丙烷丁烷不含烯烃直接做车用燃料主要成分：丙烷丙烯丁烷丁烯含大量烯烃不能直接做车用燃料世界液化石油气协会（WLPGA）统计，目前有38个国家或地区的超过900万辆汽车使用液化石油气作为燃料。其优势是减少排放，WLPGA引用的数据是“与汽油相比，液化石油气可少排放50%一氧化碳、40%碳氢化合物、35%氮氧化物（NOx），形成臭氧的可能性小50%”。汽车工程系汽车工程系液化石油气的特点对车用液化石油气的技术要求液化石油气汽车类型专用液化石油气汽车液化石油气与汽油两用燃料汽车液化石油气与柴油双燃料汽车抗爆性能强1排放污染小2火焰传播速度慢3点火能量高4与空气的理论混合气热值低5便于携带6汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系特点排放污染小、携带性较差、发动机磨损减小着火极限宽混合气热值低火焰传播速度低点火能量高抗爆燃性能好密度小天然气的特点汽车工程系汽车工程系天然气在汽车上的使用天然气在汽车上的使用存在形式天然气汽车类型天然气汽车技术压缩天然气（CNG）液化天然气（LNG）压缩天然气汽车液化天然气汽车加气站技术发动机技术气瓶技术汽车工程系汽车工程系CNG汽车存在主要问题：1）发动机的功率比使用汽油时有明显下降。在使用天然气作燃料时,功率一般要下降15%左右。2）腐蚀与早期磨损问题。天然气中含有微量硫化合物(硫化氢等),它引起气缸壁、气门以及气门座的腐蚀与磨损,使发动机使用寿命和大修期缩短。3）天然气发动机对天然气品质较敏感。4）相对于液态燃料发动机燃料蒸发气化可吸收蒸发潜热降低进气温度，天然气发动机的进气温度较高，零件的热负荷较高，气门、气门座均需用耐热材料制造。汽车工程系汽车工程系评价•天然气汽车是清洁燃料汽车。尾气中不含硫化物和铅，一氧化碳降低80%，碳氢化合物降低60%，氮氧化合物降低70%。•有显著的经济效益。天然气的价格比汽油和柴油低得多，燃料费用一般节省50%左右，改车费用可在一年之内收回。•比汽油车更安全。燃点高、密度高、辛烷值高，爆炸极限窄，释放过程吸热汽车工程系汽车工程系车型优点缺点CNG重型卡车1、燃料成本低；2、尾气排放环保；3、适用于短距离运输。1、汽车续航里程短；2、加气速度慢；3、加气站布点要求严格；4、安全性能低。LNG重型卡车1、汽车续航里程长；2、加气速度快；3、加气站布点容易；4、尾气排放更环保；5、安全性能高。燃料成本比CNG重型卡车稍高。CNG重型卡车与LNG重型卡车的优点和缺点LNG:将气田生产的天然气净化处理，再经超低温（-162℃）液化形成的液化天然气。LNG能量密度大(约为CNG的3倍)，汽车工程系汽车工程系醇类燃料•甲醇（CH3OH）•乙醇（C2H5OH）•丁醇（C4H9OH）•戊醇（C5H11OH）•……汽车工程系汽车工程系•甲醇（methanol)：无色有酒精气味易挥发的液体•我国开展甲醇汽车研发和应用始于20世纪80年代。2012年山西省（晋中市、长治）（6万辆）、上海和陕西（宝鸡市、榆林市）开展甲醇汽车试点工作。•经过2－3年试点工作，要完成对高比例甲醇汽车适用性、可靠性、经济性、安全性、环保性评价；明确甲醇汽车产品相关技术规范，制定主要标准，建立甲醇汽车相关标准体系；提出高比例甲醇汽车替代燃料相关配套基础设施改造、建设和管理规范；研究提出甲醇汽车产业政策建议。•2014年，贵州（贵阳市、平凉市）、甘肃（兰州）加入试点（1800辆）。汽车工程系汽车工程系醇类燃料汽油中的溶解度甲醇在汽油中的互溶度与温度的关系汽车工程系汽车工程系甲醇燃料的物化性质和使用特性①甲醇燃料的低热值仅为汽油的46%左右，应增加循环油量。②甲醇燃料的气化潜热为汽油的7倍（按相同热值的混合气计），从而使混合气在气化时的温降较大，有利于提高发动机的充量系数和动力性，但会造成发动机冷起动困难和暖机时间长。③甲醇燃料的辛烷值高,在汽油机上使用时可提高压缩比,有利于提高发动机的动力性能和经济性能。但甲醇燃料的十六烷值低,在柴油机上使用时,需要有助燃措施。汽车工程系汽车工程系④由于甲醇燃料的气化潜热大,因此进入气缸的混合气温度低,滞燃期长,应适当增大点火提前角。⑤甲醇含氧量达50%，利于燃料完全燃烧。⑥在定容燃烧弹中测出的甲醇的层流火焰传播速度为32.7cm/s，汽油为25.2cm/s，在相同条件下，甲醇的燃烧速度高于汽油，燃烧持续期缩短，有利于提高热效率。⑦甲醇的着火极限比汽油、柴油浓，使用更安全。甲醇燃料的物化性质和使用特性汽车工程系汽车工程系–甲醇对呼吸系统、皮肤、眼睛等有毒，要对相关人员进行安全教育和岗前培训，对甲醇汽油加色，杜绝口吸或饮用。–有些塑料件和橡胶件与甲醇不能兼容，会发生溶胀，导致采用上述材料的密封件失效；甲醇对一些有色金属有腐蚀性；–甲醇沸点较低，容易在供油系统中发生高温气阻。–甲醇的吸水性强，在运输和贮存时除防火外，还要防湿，否则将影响甲醇的纯度，甲醇汽油混合燃料吸水后还易产生分层；–甲醇燃烧后会产生醛类等非常规排放物；甲醇燃料使用中应注意的问题汽车工程系汽车工程系甲醇燃料的苯和1，3丁二烯比汽油类燃料低，但甲醇燃料仍有甲醛排放。电喷汽油机的三效催化转化器在达到起燃温度后，可以催化转化排气中的甲醛，使其排放值降低到接近零排放。汽车工程系汽车工程系1.醇类燃料与汽油的互溶性较差2.掺醇汽油易出现分层现象3.掺醇汽油对发动机的金属、橡胶和塑料等材料具有一定腐蚀性4.掺醇汽油的低温启动性差，高温时易发生气阻1.低比列掺醇汽油是比较实用的醇类能源利用形式，易实现2.要从根本上解能源紧缺问题，研究高比例掺醇汽油1.抗爆性好2.排放尾气中NOx,烃类及CO的含量低3.价格低掺醇汽油的优点掺醇汽油的使用掺醇汽油的缺点掺醇燃烧汽车工程系汽车工程系纯醇燃烧加装进气预热装置加大油泵供油量调整供油系统发动机改动之处改善零部件的抗腐蚀性能汽车工程系汽车工程系M15(93#)少0.2元M25(93#)少0.55元汽车工程系汽车工程系乙醇由甘蔗、玉米及含纤维素农作物发酵制成。也称酒精。主要性能和排放和汽油车比稍优或接近。分为：工业酒精、医用酒精、食用酒精我国在抗战时，就使用酒精作汽车燃料，在解放战争的时候，建立了南阳酒精厂。早在20世纪20年代，巴西就开始了乙醇汽油的使用。巴西是世界上最大的乙醇汽油使用国。汽油中乙醇含量已达到20%。美国20世纪30年代在内布拉斯加州地区乙醇汽油就首次面市。1978年含10%乙醇汽油（E10汽油）在内布拉斯加州大规模使用。黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽、广西全省区及湖北、河北、山东、江苏、内蒙古部分地区已经封闭推广乙醇（Ethanol）汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系乙醇与重柴油、轻柴油互溶温度与乙醇容积比的关系乙醇的体积百分数（%）乙醇在汽油和重柴油中的互溶临界温度与其含水率的关系汽车工程系汽车工程系使用注意问题乙醇的热值是常规车用汽油的60%。乙醇的汽化潜热大，理论空燃比下的蒸发温度大于常规汽油。影响混合气的形成及燃烧速度。乙醇在燃烧过程中会产生乙酸，对汽车金属特别是铜有腐蚀作用。乙醇是一种优良溶剂，易对汽车的密封橡胶及其他合成非金属材料产生轻微的腐蚀，溶涨，软化或龟裂作用。乙醇易吸于水，车用乙醇汽油的含水量超过标准指标后，容易发生液相分离。汽车工程系汽车工程系汽车工程系汽车工程系丁醇•丁醇：无色液体，有酒味，与乙醇\乙醚及其他多种有机溶剂混溶。•最早由法国人孚兹于1852年从发酵过程制酒精所得的杂醇油中发现。汽车工程系汽车工程系●常温常压下无色，略带芳香气味的气体，甲醇脱水即二甲醚。●国内二甲醚汽车开发和二甲醚大量生产都还处于起步阶段；●生产成本和汽车使用的经济性都比甲醇高；●常温常压下二甲醚呈气态，输、配、加注都需要专供系统；●应用方式：单独使用；与柴油混合使用二甲醚（DME）CH3OCH3汽车工程系汽车工程系二甲醚作为内燃机替代燃料的主要特性如下：•二甲醚的十六烷值比一般轻柴油高，自燃温度比一般轻柴油低，它滞燃期短，有利于减少NOx排放和降低燃烧噪声。•二甲醚分子结构中没有C-C键，只有C-H和C-O键，此外它含氧34.8%，因此在任何工况下均可实现无烟燃烧。•二甲醚蒸发潜热约为柴油的1.6倍,它有利于降低气缸内燃烧的最高温度，使NOx排放下降。•二甲醚的沸点低，喷入气缸后可立即气化，因此二甲醚对喷油系统的喷射压力要求不高。汽车工程系汽车工程系二甲醚燃料的物化性质和使用特性二甲醚燃料在使用中也存在如下问题：•二甲醚的低热值为柴油的64.7%，密度又比柴油小，因此为使发动机燃用二甲醚后与燃用柴油有相同的功率输出，必须增大循环供油量。•二甲醚是一种很强的溶剂,与天然橡胶不能兼容，其燃油供给系统的橡胶部件、橡胶油封和垫片需要采用新型耐二甲醚的橡胶（氟醚橡胶等）或高分子材料（如聚四氟乙烯）等。•二甲醚粘度很低，作为燃料使用时需加润滑添加剂。•二甲醚的蒸气压随温度增加而急剧升高，需增加燃料供给系的供油压力