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1、第六章 其他新能源汽车学习目标1.掌握燃气汽车的分类，并了解燃气汽车的典型车型。2.熟悉醇类燃料的特点，并了解醇类汽车的典型车型。3.掌握太阳能汽车的工作原理，并了解太阳能汽车的典型车型。第一节燃气汽车一、燃气汽车的分类1.单一燃料燃气汽车单一燃料燃气汽车主要包括天然气（NG）汽车和液化石油气（LPG）汽车。天然气汽车大体可分为两种类型：液化天然气汽车（LNG）、压缩天然气汽车(CNG)。2.双燃料燃气汽车双燃料燃气汽车可以根据工况的不同，分开独立使用两种燃料其中的一种。二、燃气汽车的独特的优势及问题1燃气汽车的主要优点（1）燃气汽车是清洁燃料汽车。（2）天然气汽车有显著的经济效益。l 可降低
2、汽车营运成本,可节省维修费用。（3）比汽油汽车更安全这表现在：l 燃点高。l 密度低。l 辛烷值高。2燃气汽车目前存在的问题（1）标准规范欠缺。（2）关键零部件的技术水平还有差距，环保效果不够显著。（3）燃气汽车加气站等基础设施建设滞后，关键设备与产业化有待突破。三、燃气汽车的国外发展简况俄罗斯是研究和应用天然气汽车的较早的国家之一，不论是供气装置的研究成果，还是钢内衬环向复合材料增强的气瓶开发，都有独到之处。日本丰田等公司从60年代初就开始研究燃气汽车。90年代初，其技术日渐成熟，迄今己生产CNG和LPG汽车近万辆。意大利，从本世纪30年代就开始研究发展燃气汽车；目前不仅形成了生产出口燃气供
3、给系统的著名的Lavato公司；同时有280个加气站，25万多辆燃气汽车在运行。四、燃气汽车的国内发展简况我国石油资源短缺，天然气资源相对丰富，但综合利用水平较低，油气开采比例失调，我国一些专家和政府部门在二十世纪50年代就开始了以天然气作为汽车代用燃料的研究。1998年，国家提出了“空气净化工程”，开展了“清洁汽车行动”和“清洁能源行动”。在国家各种政策支持下，国内燃气公交车发展顺利。作为国内发展燃气汽车代表性的城市，北京当前大量应用的燃气汽车是液化石油气汽车和压缩天然气汽车。五、燃气汽车车型实例1.雪铁龙爱丽舍手动双燃料汽车2.长安悦翔-CNG双燃料汽车3.现代伊兰特双燃料汽车4. 捷达C
4、NG双燃料汽车5.大众Golf2.0L双燃料汽车6.天然气版的途安EcoFuel第二节生物醇类汽车一、醇类汽车的分类及特点分析醇类汽车主要分为甲醇汽车和乙醇汽车两种，下面分别对两种醇类燃料各自的特点简单进行介绍。（一）甲醇燃料的特点甲醇作为内燃机燃料具有以下几个特点:（1）辛烷值比汽油高（2）甲醇的燃烧速度和火焰传播速度比汽油快（3）甲醇具有较高的含氧量，使用甲醇汽油可以有效提高发动机的热效率，减少汽车CO及HC的排放，只是未燃烧的甲醇及燃烧后的醛类排放物则比普通汽油有明显增加；（4）甲醇的汽化热比汽油高两倍多，当进入气缸后会吸收周围的热量才能汽化，吸热的过程降低了燃烧室内和气缸盖的温度，使外
5、传热量减少，提高了发动机的热效率；（5）甲醇的着火燃烧浓度界限范围比较宽，更容易稀燃，有利于提高排气净化性能和降低油耗；（6）醇类内燃机的有关部件和油箱需要选用合适的防腐材料。（二）乙醇燃料的特点甲醇作为内燃机燃料具有以下几个特点:（1）辛烷值高、抗爆性能好，添加乙醇可以有效地提高汽油的抗爆性；（2）乙醇含氧量高达34.7%，它能比MTBE更少的添加量加入汽油中。添加10%乙醇，氧含量可达3.5%；（3）通过添加乙醇改变汽油组成，可以有效的降低汽车尾气排放。（4）乙醇的热值比常规汽油的热值低。（5）乙醇在生产过程中一般会含有酸性物质会对发动机产生较为严重的腐蚀和磨损；（6）乙醇调入汽油后，乙醇
6、汽油的调合蒸汽压随乙醇添加量增加逐渐降低。二、醇类代用燃料汽车示范和推广出现的问题（一）甲醇燃料汽车示范推广存在的问题1.燃烧甲醇燃料会对汽车性能造成影响：气阻现象。供油系统腐蚀现象。金属元器件早期磨损问题。2.受原料成本和国际市场等影响，甲醇价格不稳定。（二）乙醇燃料汽车推广存在的问题1（1）存水会使车用乙醇汽油出现相分离现象。（2）变性燃料乙醇的掺入可对紫铜等金属材料制成的零部件产生腐蚀，加入适量腐蚀抑制剂可以改善车用乙醇汽油的腐蚀性能。（3）车用乙醇汽油对夏利车的化油器密封圈、密封垫有明显的溶涨性。（4）通过车用乙醇汽油对国产橡胶件相溶性影响，发现车用乙醇汽油对某些材料橡胶件的扯断强度和
7、硬度产生明显降低作用。2.制取乙醇技术尚待完善，制取乙醇成本尚待降低三、国外醇类燃料汽车产业发展情况1醇类燃料汽车在美国的发展1930年乙醇/汽油混合燃料在美国内布拉斯加州地区首次面市。1978年含10%乙醇的混合汽油在内布拉斯加州大规模使用。1979年，美国国会为减少对进口原油的依赖，从寻找替代燃料的角度出发，制定了联邦政府“乙醇发展计划（使用E10）。1993年，美国加州开始实施灵活燃油汽车（FFV）计划，其燃料规格为：轻型车使用E85，重型卡车和公交车使用E100。2醇类燃料汽车在日本的发展甲醇汽车在日本的开发与应用的推动力来自二十世纪70年代的石油危机，80年代甲醇汽车技术的研究在日本
8、非常普遍，替代柴油的甲醇燃料发动机被研制成功，并应用在小型载货车上。1985年，通产省就成立了“甲醇汽车普及机构”，后来由于确定了更多种类的低公害燃料，又独立成立了“财团法人运输低公害车普及机构”，醇类燃料也是其中重要的研究发展对象。3醇类燃料汽车在巴西的发展巴西是世界上利用乙醇燃料最多的国家，现在用甘蔗生产的乙醇为巴西1200万辆小汽车的1/3提供着动力，1979年，第一批完全用乙醇的汽车在巴西问世，1981年，巴西新出售的小汽车中有23%是用乙醇行驶的，1985年，这一比例达到了84.5%。1989年，因巴西甘蔗产量不足，政府试图进口甲醇作为代用燃料，使酒精汽车在数量上有所减少，近些年来，
9、随着环保的日渐突出，巴西国内消费者又开始热衷于购买乙醇燃料汽车。目前巴西销售的全部小汽车中，乙醇小汽车约占30-40%，其他新车都是燃烧酒精-汽油混合燃料的。四、国内醇类燃料汽车产业发展情况1国内甲醇燃料的研究及应用早在70年代初，我国就对甲醇燃料开始了比较系统地研究，将甲醇汽车技术开发列为国家科技重点攻关项目，分别对低比例和高比例的甲醇燃料进行了试验研究。1997年国家科委国家经贸委发布018号文批准山西省实施国家甲醇燃料示范工程，并先后投入50辆甲醇中巴进行示范运营，该项目已经于2001年11月验收。1996年7月，大同汽车制造厂、中国工程院热物所与美国福特公司合作，成功试制了我国第一台灵
10、活燃料甲醇汽车（FFV）。1998年3月，大同汽车制造厂又试制了第二批15台定比例M85甲醇清洁燃料汽车，其运行的各项指标良好。2001年6月，M100全甲醇清洁燃料燃烧装置试制成功。低比例M3、M5甲醇汽油在四川省部分地方使用。河南漂河漯河石化集团宣称中比例甲醇汽油M50已研制成功，并称该甲醇汽油可以直接在汽车上使用，发动机无需改造。北京腾飞时代公司也称研制成功M19环保复合燃料，宣称该燃料在不改变发动机结构下，解决了甲醇对橡胶的溶涨问题、加入甲醇后发动机动力下降问题、遇水分层问题、冷启动困难问题。2国内乙醇燃料的研究及应用2000年以前，国内开展乙醇燃料研究及应用工作不多。“八五”期间，在
11、交通部能源管理办公室的主持下，交通部属有关科研机构对乙醇作为车用燃料进行了一系列的研究。2002年3月国家八部委联合颁布了车用乙醇汽油使用试点方案和实施细则，组织实施了车用乙醇汽油的使用试点工作。2003年6月，车用乙醇汽油的使用试点工作在河南、黑龙江两省五市圆满结束。车用乙醇汽油使用试点工作取得重要成果，为进一步推广使用车用乙醇汽油奠定坚实的基础。五、醇类汽车车型实例1.萨博BioPower100概念车2.生物乙醇燃料车型沃尔沃C30。3.三种燃料驱动的莲花Exige270E4.乙醇动力的福特敞篷跑车第三节太阳能汽车一、太阳能汽车的工作原理及优势（一）太阳能汽车的工作原理太阳能汽车用的则是太
12、阳能电池，而太阳能电池的作用就是将太阳能转化为电能。这个定义其实包含两种太阳能汽车的类型：一种是以装在车身表面的太阳电池所得的电能为驱动能源的车辆；一种是通过装在车身外部的太阳电池得到的电源蓄给车载蓄电池，再利用蓄电池上的电源作为驱动能源的汽车。图6-16太阳能电动车能量匹配图（二）太阳能汽车的特有优势无污染，无噪音。因为不用燃油，太阳能电动车不会排放污染大气的有害气体。没有内燃机，太阳能电动车在行驶时听不到燃油汽车内燃机的轰鸣声。相对于传统的燃油汽车的来说，实用型太阳能动力车除行驶速度远低于燃油汽车外，与燃油汽车相比，还是有诸多优势的。l 太阳能电动车耗能少，只需采用3-4平方米的太阳电池组
13、件便可使太阳能电动车行驶起来。l 易于驾驶。无需电子点火，只需踩踏加速踏板便可启动，利用控制器使车速变化。另外，太阳能动力车采用创新前桥和转向系统，前后独立悬挂，四轮鼓式制动从时速30km到突然刹车，刹车线不超过7.3米。l 由于太阳能电动车结构简单，除了定期更换蓄电池以外，基本上不需日常保养，省去了传统汽车必须经常更换机油，添加冷却水等定期保养的烦恼。小巧的车身，灵便转向，可以轻而易举的将车泊入拥挤不堪的都市停车场。l 太阳能电动车没有内燃机、离合器、变速箱、传动轴、散热器、排气管等零部件，结构简单，制造难度降低。二、太阳能汽车国外的发展情况1954年，美国贝尔实验室研制出世界上第一块太阳能
14、电池，揭幵了太阳能电力开发利用的序幕。1982年澳大利亚人汉斯和帕金用玻璃纤维和铝制成了一部“静静的完成者”太阳能汽车。这种汽车的速度能达到40km/h，但是由于这辆汽车每天所获得的电能只能行40分钟，所以它还不能跑远路。1984年，在瑞士举行的世界首届电动汽车与太阳能车比赛，标志着太阳能作为汽车的能源是可行的。1987年11月，在澳大利亚举行的世界太阳能汽车拉力赛。来自7个国家25辆太阳能汽车参加比赛。赛程全长3200km，几乎纵贯整个澳大利亚。结果，美国的“圣雷易莎”号太阳能赛车以44小时54分的成绩跑完全程，夺得了冠军。在这次大赛各国把发展太阳能作为首要任务，世界各地都能看到太阳能利用的
15、设备，太阳能路灯，汽车的太阳能天窗，太阳能热水器，太阳能汽车。图6-17 美国的“圣雷易莎”号太阳能赛车1996年芬兰研制太阳能三轮车。曲线型的太阳能板安装在车的后部，将太阳能电池板转换能量储存在的蓄电池中，由250W的直流电动机向三轮车提供动力，行驶距离每小时25km。2010年加拿大马塞洛，用时10年，花费进50万美元制造出一款新型太阳能汽车。他驾驶着自己研制的新型太阳能汽车，从加拿大到了美国洛杉矶，最后到了中国。向人们展示他的杰作。宣传环境保护需要开发新能源汽车。安装在汽车表面的这些小型太阳能电池板可以为这辆车提供所需的动力。在有阳光的日子里，这辆车行驶上百千米，而且只需要6s就能将车速从0提高到50km/h，最高车速可达112km/h。该车特点是节能、环保、无噪音，不花费任何燃料费用。三、太阳能汽车国内的发展情况20世纪70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对我国的太阳能发展事业也产生了巨大影响。1975年，河南安阳召开的“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，推动了我国太阳能事业的发展。这次会议的影响下，太阳能研究和推广工作纳入了我国政府计划，获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所纷纷设立太阳能课题组和研究室，有的
