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1、,项目5：其它能源动力汽车,新能源汽车技术,目录 CONTENTS,任务一 燃气燃料汽车 任务二 生物燃料汽车 任务三 氢燃料汽车,1世界燃气汽车发展史,任务一 燃气燃料汽车,在全球范围内，以压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)作为 汽车燃料已有80多年的历史。最早的压缩天然气(CNG)加气站是意大利人于1931年建成的，随后世界上很多国家也开始在燃气汽车技术上进行探索。促进燃气汽车发展的因素包括经济因素、能源策略及环境战略等。,1世界燃气汽车发展史,任务一 燃气燃料汽车,第一阶段：二战后百业待兴，一些石油资源缺乏而气体燃料丰富的国家开始大量使用燃气，主要是为了满足经济上的需求。 第二阶
2、段：70 年代的石油危机后，为了减少对石油的过渡依赖而寻找新的替代能源。 第三阶段：从 80 年代重视机动车对城市大气环境的污染开始，尾气排放越来越严格，气体燃料可以在原车的基础上达到新标准的要求。 第四阶段：从进入 90 年代，人们对气体燃料汽车的发展有了更深层次的认识。首先是出于各国能源战略的考虑，其二是出于环境战略的考虑，这些发面，天然气与石油相比有天生的优点。,1994-2014世界燃气汽车发展表,1世界燃气汽车发展史,任务一 燃气燃料汽车,（1）我国燃气汽车发展史： a燃气使用历史开端 b燃气车用的开端气包车 c燃气汽车发展启动阶段 d燃气汽车示范推广阶段 e燃气汽车快速发展阶段,1
3、世界燃气汽车发展史,任务一 燃气燃料汽车,燃气使用历史开端 1908 年，上海均和安机器厂制造的我国首台内燃机以煤气为燃料，是我国内燃机工业的开端。 1935年， 四川省自贡市牛市巷天宝井第一次试验以井火（天然气）代替木炭或白煤煤气作为内燃机燃料发电。1941年，熊楚编著的川盐改进与资源，写到“查此种天然气瓦斯爆发力甚强若能作为汽车燃料，便利交通以杜寒漏，实川省之福也” 极具远见卓识。1961年11月，自流井电厂由烧煤发电改为天然气发电，成为我国第一座燃气发电厂。,1世界燃气汽车发展史,任务一 燃气燃料汽车,燃气车用的开端气包车 1960 年，因汽油供给十分紧张，四川自贡便利用当地丰富的天然气
4、资源作汽车燃料，即在客货车上采用橡胶帘布制造的气包来盛装天然气。后来，泸州、宜宾、成都、重庆、中原油田（濮阳）、开封等地也曾先后仿效使用过气包车。公共汽车车顶上安置一个栏框式气包支架。气包充气满胀时，呈椭圆柱体状。整个气袋用几根绳索约束住，以免气包在车辆行驶中掉落下来。1967 年的7、8 月份，由于交通阻塞，四川汽油供应中断，省内大部分地区的汽车不得不停驶，唯有自贡地区的气包车不受制约，照常运营，作用凸显。,历史上的气包车,1世界燃气汽车发展史,任务一 燃气燃料汽车,c燃气汽车发展启动阶段 1989 年，由国产设备建设的自贡市荣县CNG 加气站和引进国外设备建设的南充加气站相继建成投入使用，
5、 随后，威远加气站投产。总言之，八十年代末期以前我国仅有3个加气站，均建在四川，全部CNG 汽车尚不足100 辆。1991 年-1995 年，四川省的地方企业和石油部分又在彭州、遂宁、苍溪、德阳、自贡、成都、大竹、内江、荣昌、隆昌、富顺、泸州、江油、大足等地建站，致使四川省加气站保有量达24 座。我国燃气汽车发展大幕拉开。,1世界燃气汽车发展史,任务一 燃气燃料汽车,d燃气汽车示范推广阶段 燃气汽车示范推广阶段，加气站建设和燃气汽车推广已上升为政府主导行为。1996 年，国家科委和原中国石油天然气总公司联合召开了首届北京电动汽车及代用燃料国际展览会。1999 年国家成立了由科技部、交通部、建设
6、部、环保总局等13个部委组成的全国清洁汽车协调领导小组，确定了12个城市为示范城市开展清洁燃料汽车的试点运行。 这一阶段具有如下特点： 加气站建设和燃气汽车推广已上升为政府主导行为； 制定了一些技术标准，建站改车行为走向规范化； 国产设备逐渐走向成熟，多数地区加气站设备已趋向国产化。,公交客运燃气汽车示范推广,快速发展阶段的燃气客车,1世界燃气汽车发展史,任务一 燃气燃料汽车,e燃气汽车快速发展阶段 进入21世纪以来，我国燃气汽车开始进入快速发展阶段，燃气汽车加气站如雨后春笋遍布全国各地。时至今日，中国燃气汽车行业历经16载，已经成长为保有量400多万，加气站5000余个的庞大市场。但相对于中
7、国1.37亿台汽车保有量来说，实际只有3%不到的份额，燃气汽车前景广阔。,燃气汽车分类,任务一 燃气燃料汽车,（）CNG汽车 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。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，由于组分简单，易于完全燃烧，加上燃料含碳少，抗爆性好，不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。加工成本相对较低，极难液化，CNG汽车最大的缺点是高压钢瓶过重，体积大且储气量小，占去了汽车较多的有效重量，限制了汽车携带燃料的体积，导致汽车连续行驶里程短，另外因钢瓶的存储压力高，也具有一定的危险
8、性；,燃气汽车分类,任务一 燃气燃料汽车,（）LNG汽车 液化天然气（LNG）汽车。天然气在常压下冷却至-162后液化形成LNG，其燃点为650，爆炸极限为5%15%，安全性较高。LNG汽车可以明显的压缩天然气体积，一次充气，可以行驶500km甚至1000km以上，非常适合长途运输使用。与CNG汽车相比，LNG汽车在安全、环保、整车轻量化、整车续驶里程方面都具有优势。 液化石油气（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,燃气汽车分类,任务一 燃气燃料汽车,世
9、界上使用较多的是压缩天然气汽车。 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。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。双燃料天然气汽车。可以同时使用液体燃料和天然气。 汽车使用的天然气除被储存时压缩到高压以外，与民用和工业用天然气没有什么区别。压缩天然气（CNG）是指压缩到3000-3600psig（20.7-24.8MPa）的天然气。天然气通过售气机，按重量（以千克为单位）或当量汽油升（GLE，以与汽油所含能量相等为基础）计量后加到汽车中。天然气的辛烷值在122-130之间。,燃气汽车分类,任务一 燃气燃料汽车,压缩天然气（C
10、NG）汽车燃料系统通常包括：天然气气瓶、减压调压器、各类阀门和管件、混合器（或者天然气喷射装置）、各类电控装置等。 CNG气瓶是压缩天然气汽车的主要设备之一。气瓶的设置和生产都由严格的标准控制。CNG车用气瓶可以分为四类：第一类气瓶是全金属气瓶，材料是钢或铝；第二类气瓶采用金属内衬，外面用纤维环状缠绕；第三类气瓶采用薄金属内衬，外面用纤维完全缠绕；第四类气瓶完全是由非金属材料制成，例如玻璃纤维和碳纤维。,工作原理及经典车型,任务一 燃气燃料汽车,汽车发动机所根据燃料不同，可分为煤气机、汽油机、柴油机和天然气机等，它们的工作过程是一样的，完成一个工作循环都要经过进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀
11、做功过程和排气过程。由于它们所用燃料不同，因此又有各自特殊之处，在天然气发动机中，先将天然气通过减压调节器减压，再通过混合气将低压天然气和空气混合形成混合气，然后将混合气吸入气缸，在压缩过程快结束时用电火花将混合气点燃。,燃气汽车燃气系统布置图,燃气系统结构原理图,2经典车型 据介绍，这款车的续航能力极强，4加仑压缩天然气可行驶329英里。另外，该车还备有一个14升的汽油油箱，以备加不到天然气的时候，还能够行驶到汽油站加油。 此款车型于欧洲上市销售。 奔驰的这款B级车也使用了bi-fuel技术。它的发动机使用柴油(或汽油)混合压缩天然气燃料共同做功。在行驶过程中，可以随意选择是使用天然气还是柴
12、油(或汽油)作为动力来源，一个常规燃料油箱加上天然气油箱，一共可以行驶621英里。 此款车型在欧洲上市销售。,任务一 燃气燃料汽车,欧宝Zafiria,奔驰B 170 NGT Blue Efficiency,任务二 生物燃料汽车,早在发现火以来，人类就开始将生物燃料作取暖和煮饭用。当电被发现后，生物燃料被大量用作能源生产。然而石化燃料煤炭、石油、天然气等被大量发现与其应用技术的发展，使得生物燃料在能源、交通运输等方面的功能被世人所忽略。 在汽车去汽油化的进程当中，发明家有过无数尝试，生物燃料是曾经非常被寄予厚望的一种。液态生物燃料的应用始于早期的汽车工业。内燃机的发明者，德国的尼古拉斯奥古斯特
13、奥图，计划用乙醇作为这项发明的燃料。柴油引擎的发明者，德国的鲁道夫迪塞尔，打算拿花生油作为它的燃料。由亨利福特发明的T型福特，完全使用乙醇为燃料。,任务二 生物燃料汽车,20世纪70年代石油危机以来，一些国家就开始尝试利用生物资源生产液体燃料，以减少对石油进口的依赖。随着全球石油价格的持续上涨以及能源的短缺，生物燃料得到了进一步的重视。相比石油的短缺和价格的不断增长，甜高粱、木薯、甘蔗等生物燃料的原料更加普遍和廉价。人类希望能以新的燃料形式应对逐渐严重的能源危机，并采用更加廉价易得的资源发展新能源。从各种燃料的普遍使用到工业革命以后，水污染、大气污染、放射性污染等环境问题相继出现。随着科学技术
14、水平的发展和人类生活水平的提高，环境污染也在增加，特别是在发展中国家。环境污染问题越来越成为世界各个国家的共同课题和必须解决的问题。人类研究生物燃料，希望能够缓解传统燃料带来的环境污染问题。,生物燃料的加工过程,任务二 生物燃料汽车,专门培植为生物质燃料原料的作物，有主要在美国出产的玉米和黄豆；主要在欧洲的亚麻籽和油菜籽；巴西的甘蔗；东南亚的椰子油。比如玉米制成的乙醇汽车燃料，或者回收食用油制成的生物柴油等。生物燃料可供提取的物质种类很多，比如玉米、黄豆、亚麻籽、油菜籽、甘蔗、椰子油、厨余食用油等等，它不同于石油等传统燃料，属于可以再生的燃料。虽然生物燃料属于可再生能源，但是生产生物燃料的农作
15、物也存在污染、粮食安全等诸多问题，目前尚未得到全球性的广泛应用。,任务二 生物燃料汽车,1各种生物燃料汽车发展情况,（）生物柴油汽车 近年来，生物柴油产业正在迅速发展，世界各国都在积极发展这项产业。生物柴油发展最快的是欧洲，份额已占到成品油市场的6%。欧盟要求成员国2020年生物柴油消费量从占交通运输油料总消费量的20。巴西将在2013年以前使其所有的柴油燃料含有5的生物柴油，非洲的许多国家正在努力增加生物燃料的生产和使用量。 目前在德国的奔驰、宝马、大众和奥迪等汽车生产厂家生产的汽车均允许使用净生物柴油，而无需对发动机加以改装。但是生物柴油及其汽车也有一些不足。该类汽车的顾客都要求具备相应程
16、度的专业知识，以最大限度地减少汽车运用过程中的困难；,任务二 生物燃料汽车,1各种生物燃料汽车发展情况,（）生物柴油汽车 生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。生物柴油是一种优质清洁柴油，可从各种生物质提炼，因此可以说是取之不尽，用之不竭的能源，在资源日益枯竭的今天，有望取代石油成为替代燃料。,任务二 生物燃料汽车,1各种生物燃料汽车发展情况,（）生物柴油汽车 生物燃料汽车以可再生的动物及植物脂肪酸单酯为原料，可减少对石化燃料石油的需求和进口量；环境又好，采用生物柴油尾气中有毒有机物排放量仅为十分之一，颗粒物为普通柴油的20
