新能源汽车技术 高职 交通大类项目1 认识新能源汽车

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1、,项目1：认识新能源汽车,新能源汽车技术,目录 CONTENTS,任务一 新能源汽车概述 任务二 发展新能源汽车的必要性 任务三 新能源汽车发展现状及趋势,任务一 新能源汽车概述,新能源汽车的定义： 新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、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。,新能源汽车的类型 新能源汽车包括燃气汽车（液化天然气LNG、液化石油气汽车、压缩天然气CNG）、燃料电池电动汽车（FCEV）、纯电动汽车（BEV）、氢能源动力汽车、混合动力汽车HEV（油气混合、油电混合）太阳能汽车和其他新

2、能源（如高效储能器）汽车等，其废气排放量比较低。,1.混合动力汽车,任务一 新能源汽车概述,混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。,按电池-电机和内燃机动力搭配比例区分，混合动力车辆可划分为微混、轻度混合、全混合和插电式混合(PHEV)四种类型。按系统能量流和功率流配置结构关系，HEV可分为串联式、并联式、混联式三种。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。,任务一 新能源汽车概述,1.混合动力汽车,混合动力汽车的优势在于：采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作

3、。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。另一方面可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。在繁华市区，通过启停技术可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零“排放。内燃机的存在可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。还可以利用现有的加油站加油，不必再投资。并且可以使电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。,任务一 新能源汽车概述,1.混合动力汽车,混合动力汽车也存在着一定的缺陷：由于采用了两套动力，再加上两套动力的管理控制系统

4、，结构复杂，技术较难，价格较高。另外与传统动力汽车相比，长距离高速行驶基本不省油。因此从长远角度讲，混合动力汽车是新能源汽车发展的过度，必将被其它排放更低，能源利用效率更高的产品替代。,任务一 新能源汽车概述,2.纯电动汽车,纯电动汽车就是主要采用电力驱动的汽车，大部分车辆直接采用电机驱动，一部分车辆把电动机装在发动机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子。,纯电动汽车在运行过程中可以做到零污染，完全不排放污染大气的有害气体。即使按所耗电量换算为发电厂的排放，造成的污染也少于传统汽车。电动机在运行中的噪音和振动水平都要远远小于传统内燃机。在城市的拥堵环境里，电动汽车的节能优势会进一步放

5、大。电动汽车的运行费用是要远小于传统汽车的。,任务一 新能源汽车概述,2.纯电动汽车,使用纯电动汽车目前还是存在很多不利的因素。在国内充电设施建设滞后的情况下，充电是电动汽车所面临的的一大难题。受限于电池的容量，目前大多数的纯电动汽车续航里程都在100-200公里。在维修起来还是会遇到一些麻烦。第一个问题就是维修技师的缺乏，现在绝大部分的技师能够修传统汽车，但是缺少电器方面的知识。第二个问题是零部件的稀缺，电动汽车生产量和保有量都少，因此零部件少，价格还高。,任务一 新能源汽车概述,3.燃料电池汽车,燃料电池电动汽车是利用氢气等燃料和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能

6、，并作为主要动力源驱动的汽车。,由于其电池的能量是通过燃料和氧气的化学作用，直接变成电能的。燃料可以是氢气（H2）、甲烷（CH4）、甲醇（CH3OH）等，氧化剂一般是氧气或空气，电解质可为酸碱溶液（H2SO4、H3PO4、NaOH等）、熔融盐（NaCO3、K2CO3）、固体聚合物、固体氧化物等。只要能保证燃料和氧化剂的供给，燃料电池就可以连续不断地产生电能。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车,任务一 新能源汽车概述,3.燃料电池汽车,燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种，在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在

7、于动力电池的工作原理不同。燃料电池的反应不经过热机过程，因此其能量转换效率不受卡诺循环的限制，能量转化效率高；它的排放主要是水非常清洁，不产生任何有害物质。因此，燃料电池技术的研究和开发备受各国政府与大公司的重视，被认为是21世纪的洁净、高效的发电技术之一。,任务一 新能源汽车概述,3.燃料电池汽车,依据其工作温度、燃料种类、电解质类型进行分类。按工作温度，燃料电池可分为高、中、低温型三类。工作温度从常温至100为低温燃料电池；工作温度100300为中温燃料电池；工作温度在500以上为高温燃料电池。,按燃料来源，燃料电池可分为两类，第一类是直接式燃料电池，即燃料直接使用氢气；第二类是间接式燃料

8、电池，其燃料是通过某种方法把氢气（H2）、甲烷（CH4）、甲醇（CH3OH）或其他烃类化合物转变成氢或富含氢的混合气供给燃料电池。,任务一 新能源汽车概述,3.燃料电池汽车,按电解质划分，燃料电池大致上可分为五类：碱性燃料电池（AFC）。磷酸型燃料电池（PAFC）。固体氧化物燃料电池（SOFC）。熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）。质子交换膜燃料电池（PEMFC）。,氢燃料电池在氢燃料制取、储存及携带等方面以及非氢燃料电池的重整系统的效率、体积、质量大小及反应速度等方面的技术还需进一步提高。,任务一 新能源汽车概述,4.氢动力汽车,氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有

9、无污染，零排放，储量丰富等优势，因此，氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。,氢具有很高的能量密度，释放的能量足以使汽车发动机运转，而且氢与氧气在燃料电池中发生化学反应只生成水，没有污染。,任务一 新能源汽车概述,氢动力汽车优点：排放物是纯水，行驶时不产生任何污染物。缺点：氢燃料电池成本过高，而且氢燃料的存储和运输按照技术条件来说 非常困难，因为氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题，氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气，如此一来同样需要消耗大量能源， 除非使用核电来提取，否则无法从根本上降低二氧化碳排放。,4.氢动力汽车,任务一 新能源汽车概述,5.燃气汽车,燃气汽车又

10、称为天然气汽车，主要分为液化石油气汽车和压缩天然气汽车两种。燃气汽车主要以天然气为燃料。它的CO排放量比汽油车减少90%以上，碳氢化合物排放减少70%以上，氮氧化合物排放减少35%以上，是较为实用的低排放汽车。燃气汽车已在世界和中国得到了推广应用。,燃气汽车的燃料存储大多是使用的是天然气或者压缩天然气，车用压缩天然气一般被压缩为20-25MPa左右。,任务一 新能源汽车概述,5.燃气汽车,当天然气汽车发动机启动后，天然气从储气瓶通过软管导入燃料，在发动机附近，天然气将进入压力调节器从而实现降压。将高压气瓶中储存的天然气经过减压后送到混合器中，燃料在四冲程发动机的混合器中与空气混合。传感器和计算

11、机将对燃料和空气的混合气体进行调节，以便火花塞点燃天然气时，燃烧更有效。然后，天然气将进入多点顺序喷射喷轨，该喷轨会将气体引入气缸中，仍然使用原汽油机的点火系统中的火花塞点火。,任务一 新能源汽车概述,5.燃气汽车,按照燃料状态可分为： 压缩天然气（CNG）汽车 压缩天然气是指压缩到20.724.8 MPa的天然气，储存在车载高压气瓶中。 液化天然气（LNG）汽车 液化天然气是指常压下、温度为-162度的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。 液化石油气（LPG）汽车 液化石油气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，而且

12、一次载气量大、行驶里程长。,任务一 新能源汽车概述,按照燃料燃烧方式可分为： 专用燃料天然气汽车：又叫纯CNG或LPG汽车，单独燃烧CNG或LPG；发动机只使用天然气作为燃料。 两用燃料天然气汽车：既可以使用天然气也可以使用汽油作为燃料。汽油与LPG或CNG之间互相转换，互不影响。 双燃料天然气汽车：柴油与CNG或LPG可以掺混燃烧，也可单独燃用柴油。可以同时使用液体燃料和天然气。具有两套独立的燃料系统，允许汽车或者使用代用燃料，或者使用普通燃料，在同一时刻只能使用其中一种。,5.燃气汽车,任务一 新能源汽车概述,6.其他新能源汽车,空气动力汽车 空气动力汽车是利用空气作为能量载体，使用空气压

13、缩机将空气压缩到30MP以上，然后储存在储气罐中。需要开动汽车时将压缩空气释放出来驱动启动马达行驶。优点是无排放、维护少，缺点是需要电源、空气压力（能量输出）随着行驶里程加长而衰减、高压气体的安全性。,任务一 新能源汽车概述,6.其他新能源汽车,飞轮储能汽车 飞轮储能汽车是利用飞轮的惯性储能，储存非满负载时发动机的余能以及车辆长大下坡、减速行驶时的能量，反馈到一个发电机上发电，再而驱动或加速飞轮旋转。飞轮使用磁悬浮方式，在70000r/min的高速下旋转。在混合动力汽车上作为辅助，优点是可提高能源使用效率、重量轻储能高、能量进出反应快、维护少寿命长，缺点是成本高、机动车转向会受飞轮陀螺效应的影

14、响。,任务一 新能源汽车概述,6.其他新能源汽车,超级电容汽车 超级电容汽车采用超级电容器作为充放电装置，其过程是物理变化，充放电时间短，循环使用寿命长，具有很高的可靠性和安全性，使用这种电容器的电动车无污染、零排放、低温特性好，一次只需充电15分钟便能连续行驶25公里，最高时速可达52公里。适合北方寒冷地区，具有良好的市场前景和社会效益。,任务二 发展新能源汽车的必要性,1.能源危机迫在眉睫,石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为11801510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。,天然气储备估计在131800152900兆

15、立方米。年开采量维持在2300兆立方米，将在5765年内枯竭。 煤的储量约为5600亿吨。,1995年煤炭开采量为33亿吨，可以供应169年。铀的年开采量目前为每年6万吨，估计可维持到21世纪30年代中期。,任务二 发展新能源汽车的必要性,化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济。事实上，近10年来，中东及海湾地区与非洲的战争都是由化石能源的重新配置与分配而引发。这种军事冲突，今后还将更猛烈、更频繁；在国内，也可能出现由于能源基地工人下岗而引发的许多新的矛盾和冲突。 总之，能源危机迟早会爆发；,1.能源危机迫在眉睫,它的爆发将具有爆炸性！,任务二 发展新

16、能源汽车的必要性,我国是一个能源生产大国和消费大国，人均能源资源拥有量较低，煤炭和水力资源人均拥有量仅相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源拥有量仅为世界平均水平的1/15左右。能源资源赋存不均衡，开发难度较大，已探明石油、天然气等优质能源储量严重不足。再加上能源利用技术落后，利用低下，在经济高速增长的条件下，我国能源的消耗速度比其他国家更快，能源枯竭的威胁可能来得更早、更严重。因而，日益增长的对外能源需求造成的能源压力迫使我们不得不寻找解决能源危机的突围之路。,1.能源危机迫在眉睫,任务二 发展新能源汽车的必要性,2汽车对环境的影响,汽车是依靠发动机燃烧燃料产生驱动力而行驶的，在发动机燃烧燃料做功后排放的尾气中，含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物以及对人体产生不良影响的其他一些固体细微颗粒物。一氧化碳是无色、无刺激的有毒气体，是汽车有害排放物中浓度最高的一种成分。城市大气中的一氧化碳大部分都来自汽车尾气，它是燃油燃烧不充分的产物，车速越慢，交通堵塞越严重，排放量就越多。,任务二 发展新能源汽车的必要性,2汽车