《汽车材料》代用能源

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1、汽车材料代用能源汽车材料代用能源复习提问：复习提问：1车用柴油的使用性能及评价指标车用柴油的使用性能及评价指标23课题三课题三 代用燃料代用燃料1.1.了解代用燃料的特点、现状和前景了解代用燃料的特点、现状和前景3 3.了解未来汽车燃料发展方向了解未来汽车燃料发展方向2 2.熟悉各种代用能源熟悉各种代用能源 电动汽车和氢气电动汽车和氢气汽车是已经开发或汽车是已经开发或正在研究的新型正在研究的新型“绿色绿色”汽车，它使汽车，它使用新能源代替传统用新能源代替传统的石油燃料。那么，的石油燃料。那么，目前已经出现或正目前已经出现或正在研究的代用能源在研究的代用能源有哪些呢？其各自有哪些呢？其各自的特点

2、、现状和发的特点、现状和发展前景怎样呢？展前景怎样呢？电动汽车电动汽车氢燃料汽车氢燃料汽车 现阶段，常用的汽车代用能源有电能、天然气、现阶段，常用的汽车代用能源有电能、天然气、液化石油气、醇类燃料和氢气等。要了解这些燃液化石油气、醇类燃料和氢气等。要了解这些燃料的特点，正确使用新能源汽车，我们必须：料的特点，正确使用新能源汽车，我们必须：123新能源车辆新能源车辆结束语结束语常州公交常州公交LNG、混合动力车辆发展情况、混合动力车辆发展情况新能源车辆发展趋势新能源车辆发展趋势新能源车辆发展概况新能源车辆发展概况新能源车辆概念新能源车辆概念新能源车辆新能源车辆 新能源又称非常规能源。是指传统能源

3、之外的各种能源形式。指刚开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。指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、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。海洋能、生物质能和核聚变能等。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。指不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”。可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能这些能源。是以

4、清洁燃料取代传统燃油的环保型汽车的统称，其特征在于能耗低、污染物排放少，属于环保友好型。新能源汽车新能源汽车新能源新能源清洁能源清洁能源清洁能源汽车清洁能源汽车1 概念新能源车辆新能源车辆新能源汽车种类新能源汽车种类新能源汽车新能源汽车电动汽车电动汽车代用燃料汽车代用燃料汽车城市型纯电动城市型纯电动增程式全电动增程式全电动全纯电动全纯电动燃料电池汽车燃料电池汽车混合动力汽车混合动力汽车纯电动汽车纯电动汽车结构类型结构类型串联式串联式并联式并联式串、并串、并联型联型微度混合微度混合轻度混合轻度混合中度混合中度混合混合程度混合程度重度重度/全混合全混合插电式混合插电式混合新能源车辆新能源车辆新能源

5、新能源汽车发汽车发展概况展概况重点重点城市城市国内国内国外国外2 新能源汽车发展概况新能源车辆新能源车辆国家战国家战略方面略方面产业化发产业化发展方面展方面国外国外l美国2012年启动电动汽车国家创新计划EV Everywherel德国2012年发布国家电动汽车平台计划第3次评估报告l日本2010年发布下一代汽车计划l2012年混合动力汽车占整个电动汽车销量的90%，与2010年相比，销售量增长了42.23%，达到了40万辆。l插电式、纯电动汽车电池技术进步加速，产业化发展加速。插电式混合动力汽车在2012年成为了市场的新焦点。l纯电动汽车市场销量保持稳定。2011年和2012年在全美的销售量

6、均保持在1万辆左右。l燃料电池汽车研发稳步推进，继续占据电动汽车技术制高点。燃料电池汽车寿命已经超过商业化预期，燃料电池汽车主要指标已与传统内燃机汽车接近。新能源车辆新能源车辆20012001200820082009200920102010十二五十二五十三五十三五列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题新能源汽车元年密集的扶持政策出台，商用车市场已开始迅猛增长十城千辆推广试点城市由20个增至25个正式迈入产业化发展阶段新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。国内国内新能源车辆新能源车辆重点城市重点城市深圳深圳 目前，深圳为全球新能源汽车推广应用规模最

7、大的城市，根据政府部门制订的相关政策，设立了总额约21.05亿元的新能源汽车示范推广扶持资金，拥有新能源车辆总数6363辆。深圳新深圳新能源公能源公交车交车发展发展瓶颈瓶颈现状现状政策政策新能源车辆新能源车辆重点城市重点城市深圳深圳 政策政策现状现状瓶颈瓶颈l 新能源公交场站近期建设计划 l 新能源汽车公共充电设施实施方案(2009-2012)l 关于住宅区和社会公共停车场加装新能源汽车充电桩的通告l 环境质量提升行动计划l 新能源公交车3050辆，其中公交大巴1253辆，纯电动中巴26辆l 新建充电站74座充电桩593个，初步建成覆盖全城的新能源汽车基础配套设施体系l 造价昂贵，政府面临资金

8、压力l 技术不成熟，企业担心电池使用安全l 场站难找，新能源车充电难新能源车辆新能源车辆每辆最高补贴每辆最高补贴6 6万元万元最高每辆补贴最高每辆补贴5 5万元万元每辆每辆5 5万万-42-42万元万元安排配套资金给予适当补助安排配套资金给予适当补助纯电动乘用车纯电动乘用车燃料电池燃料电池乘用车和轻型商用车乘用车和轻型商用车混合动力客车混合动力客车示范城市的地方财政示范城市的地方财政每辆补贴每辆补贴2020万元万元国家补贴情况国家补贴情况混合程度混合程度燃油经济性燃油经济性每辆每辆5050万元和万元和6060万元万元纯电动和燃料电池客车纯电动和燃料电池客车1010米以上城市公交客车米以上城市公

9、交客车15新能源车辆新能源车辆 根据2009年的汽车产业振兴规划，我国要在2009年至2011年形成50万辆纯电动汽车、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右。2011年我国节能与新能源汽车销售量仅为8159辆，远未达到乘用车销售量5%的目标。新的规划提出了更高的目标：争取到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆，到2020年超过500万辆。这些数量并不包括普通混合动力汽车。考虑到消费者的接受度不高，销售市场短期难以打开局面，充换电站等配套设施仍然不够健全，动力电池的续驶里程仍未获得有效突破，预计要达到2015年50万

10、辆的目标会有一定的难度。3 新能源汽车发展趋势现状现状20092011至至201516新能源车辆新能源车辆l 环保性高，无废气排放、污染少l 舒适性好，运营中噪声低l 技术相对简单成熟，有电力供应的地方均可充电 结论：从我国实际情况来看，天然气（结论：从我国实际情况来看，天然气（LNG/CNGLNG/CNG）及混合动力是当下的最好选择。）及混合动力是当下的最好选择。纯电动车的优缺点纯电动车的优缺点l 车辆投入成本高l 维修成本高：因车辆电池、电控系统技术尚需完善，造成故障频次、配件价格高l 安全性差l 续驶里程短l 充电难，基础建设投入大优点：缺点：l 电池技术和充电设备还有很长的路要走l “

11、十城千辆”仅5城市达标，示范推广城市说的好，实际使用情况很糟糕，名义上在推广使用，实际已停驶。如北京公交纯电动车20辆全部停驶，上海世博会150台纯电动车没法在公交线路上使用l 国家科技部宣布暂定第三批示范城市的审批l 美国政府停止了纯电动车相关政策的支持和补贴现状：新能源车辆新能源车辆 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。按照燃料种类的不同，又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力公交车的主流为柴电混合动力与气（天然气）电混合动力。可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，油耗低、污染少、工况最优可以十分方便地回

12、收制动时、下坡时、怠速时的能量在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放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可以利用现有的加油加气站加油加气，不必再投资可让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，降低成本混合动力混合动力混合动力汽车优混合动力汽车优点点新能源车辆新能源车辆3 常州公交清洁能源车使用情况 常州公交目前使用的清洁能源公交车有天然气车（LNG、CNG）及混合动力车两种，其中，柴改气车辆62辆、CNG车辆496辆、LNG车辆205辆、混合动力车辆10辆。2005.9-2008.12：油改气516辆2008：购置CNG车辆65

13、辆2010：购置CNG车辆55辆2010.1-2011.1：柴改气165辆2011：购置CNG车辆380辆2012：购置LNG车辆200辆2013：购置混合动力车辆10辆（其中5辆气电混合）LNG车辆110辆概况概况新能源车辆新能源车辆车辆使用能源方案优缺点分析表车辆使用能源方案优缺点分析表新能源特征，即国家扶持力度市场成本市场竞争力，即用户接受程度 从上表中可以看出，纯电池力、氢燃料电池虽然具有较优的新能源特征，但市场竞争力弱，混合动力则具有微弱的优势。因此，混合动力属于过渡方案，而因此，混合动力属于过渡方案，而LNGLNG、CNGCNG则兼顾了新能源特征、市场及用户的诸则兼顾了新能源特征、

14、市场及用户的诸多优点，所以具有广阔的发展前景。多优点，所以具有广阔的发展前景。能源方案分析能源方案分析20新能源车辆新能源车辆使用情况使用情况分析分析经济性经济性环保性环保性安全性安全性新能源车辆新能源车辆经济性经济性 上表数据为常州公交2014年3月份的油耗数据，从上表中可以看出，气电混合动力与CNG车的节油效果最为明显，与传统柴油车相比，3月节约燃料费用共计138.79万元。新能源车辆新能源车辆环保性环保性 天然气作为清洁能源，其主要成分为甲烷，尾气排放基本无颗粒物、硫氧化物，碳、氮排放含量很低，排放标准均可达到国 以上。石油：CO2排放达80%，NOX排放达70%，SOX排放达70%；天

15、然气：CO2排放达60%、NOX排放2040%、SOX排放为0。新能源车辆新能源车辆l 天然气燃烧温度高，挥发性强，气体质量轻，在空气中散发快，不易形成燃烧密度，所以不会形成爆燃；其固有特性决定了在正确规范使用的情况下比柴油车可靠、安全。l 天然气车辆气瓶国家有严格的规范要求，每三年必须检测一次，充装最高压力是气瓶承压的70%以下，相比柴油箱安全可靠性要高。安全性安全性一、电能（一、电能（1 11 1）以电能为动力的汽车称为电动汽车。以电能为动力的汽车称为电动汽车。目前电动汽车上常用的蓄电池主要有铅酸电池、镉镍目前电动汽车上常用的蓄电池主要有铅酸电池、镉镍电池、氢镍电池、锂电池及燃料电池等。电

16、池、氢镍电池、锂电池及燃料电池等。1.1.性能特点性能特点 电能直接污染小，来源方式多，结构简单。电动汽车电能直接污染小，来源方式多，结构简单。电动汽车持续行驶里程短，动力性差，成本高。充电时间长，蓄持续行驶里程短，动力性差，成本高。充电时间长，蓄电池使用后会对环境产生污染。电池使用后会对环境产生污染。2.2.现状与前景现状与前景 电动汽车在限定范围内应用的技术已经成熟，但电动电动汽车在限定范围内应用的技术已经成熟，但电动汽车的广泛应用还存在许多问题，但有希望成为未来汽汽车的广泛应用还存在许多问题，但有希望成为未来汽车的主体。车的主体。二、天然气（二、天然气（2 21 1）天然气主要成分是甲烷

17、，约占天然气主要成分是甲烷，约占85%85%95%95%，其余为乙烷、，其余为乙烷、丙烷、丁烷和少量其他物质。丙烷、丁烷和少量其他物质。按其存在形式分为压缩天然气和液化天然气两种，目按其存在形式分为压缩天然气和液化天然气两种，目前广泛用于汽车上的是压缩天然气。前广泛用于汽车上的是压缩天然气。1.1.性能特点性能特点 热值高热值高 抗爆性能好抗爆性能好 混合气发火界限高混合气发火界限高 着火温度高着火温度高二、二、天然气（天然气（2 22 2）2.2.现状与前景现状与前景 天然气是世界公认的天然气是世界公认的“清洁燃料清洁燃料”，天然气以其丰富，天然气以其丰富的自然资源和低排放性能受到各国的普遍

18、重视。包括富的自然资源和低排放性能受到各国的普遍重视。包括富气贫油的国家和环保要求严格的国家。气贫油的国家和环保要求严格的国家。我国天然气汽车起步于我国天然气汽车起步于2020世纪世纪5050年代的年代的“气囊车气囊车”。现在，我国改装压缩天然气技术汽车已经成熟，成立现在，我国改装压缩天然气技术汽车已经成熟，成立了了“全国天然气汽车协调领导小组全国天然气汽车协调领导小组”，计划未来大力发，计划未来大力发展天然气汽车。展天然气汽车。我国汽车用压缩天然气行业标准是我国汽车用压缩天然气行业标准是汽车用压缩天然汽车用压缩天然气气（SY/T7546-1996SY/T7546-1996）。）。三、液化石油

19、气（三、液化石油气（3 31 1）液化石油气液化石油气(英文缩写英文缩写LGP)LGP)是由以三个或四个是由以三个或四个碳原子的烃类如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯为主的碳原子的烃类如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯为主的一种混合物。一种混合物。1.1.性能特点性能特点 热值高热值高 抗爆性能好抗爆性能好 燃烧完全、积炭少、排放污染物低燃烧完全、积炭少、排放污染物低 着火温度高着火温度高三、三、液化石油气（液化石油气（3 32 2）2.2.现状与前景现状与前景 液化石油气汽车在替代能源汽车中发展最快，在美国、液化石油气汽车在替代能源汽车中发展最快，在美国、加拿大、意大利和荷兰等国，加拿大、意大利和荷兰等国，LP

20、GLPG汽车有汽车有520520万辆。万辆。我国近年来我国近年来LPGLPG汽车的发展很快，北京已经在汽车的发展很快，北京已经在20022002年建年建立了数百个加气站，并将部分汽车改建为燃气汽车。立了数百个加气站，并将部分汽车改建为燃气汽车。一汽大众公司完成了捷达三种车型燃用液化石油气的一汽大众公司完成了捷达三种车型燃用液化石油气的开发工作，安装了当今世界上最先进的开发工作，安装了当今世界上最先进的LPGLPG液态电喷系统。液态电喷系统。上海桑塔纳轿车也完成了双燃料汽车的试制。上海桑塔纳轿车也完成了双燃料汽车的试制。我国汽车用石油气行业标准是我国汽车用石油气行业标准是车用液化石油气车用液化石

21、油气（SY7548SY754819981998）。）。四、醇类燃料（四、醇类燃料（4 41 1）醇类燃料汽车是指以甲醇或乙醇为燃料的汽车。醇类燃料汽车是指以甲醇或乙醇为燃料的汽车。1.1.性能特点性能特点 辛烷值比汽油高辛烷值比汽油高 蒸发潜热大蒸发潜热大 常温下为液体，储带方便常温下为液体，储带方便 可燃界限宽，可以实现稀燃技术可燃界限宽，可以实现稀燃技术 与传统的发动机技术有继承性与传统的发动机技术有继承性 热值低热值低 沸点低，蒸气压高，容易产生气阻沸点低，蒸气压高，容易产生气阻 甲醇有毒甲醇有毒 腐蚀性大腐蚀性大 醇混合燃料容易发生分层醇混合燃料容易发生分层 四、醇类燃料（四、醇类燃料

22、（4 42 2）2.2.现状与前景现状与前景 醇类燃料汽车发展得较早，和天然气汽车一样，都是醇类燃料汽车发展得较早，和天然气汽车一样，都是新能源和低公害汽车。到目前为止，在技术方面和成本新能源和低公害汽车。到目前为止，在技术方面和成本方面醇类汽车已达到实用阶段。方面醇类汽车已达到实用阶段。在巴西，有在巴西，有30%30%以上的汽车是乙醇汽车。以上的汽车是乙醇汽车。我国醇类燃料有着广泛的发展前景。我国醇类燃料有着广泛的发展前景。2001 2001年年4 4月月1515日起开始实施的日起开始实施的变性燃料乙醇变性燃料乙醇、车车用乙醇汽油用乙醇汽油两项国家强制性标准，以促进车用醇类燃两项国家强制性标

23、准，以促进车用醇类燃料的使用。料的使用。五、氢气（五、氢气（5 51 1）氢气的来源主要是从水中通过裂解制取，或者来源于氢气的来源主要是从水中通过裂解制取，或者来源于各种工业副产品。用氢气作为燃料的汽车称为氢气汽车各种工业副产品。用氢气作为燃料的汽车称为氢气汽车.1.1.特点特点 氢气热值高，热效率高，辛烷值高，燃烧后不产生有氢气热值高，热效率高，辛烷值高，燃烧后不产生有害气体。气态氢能量密度小，储运不方便，液态氢技术害气体。气态氢能量密度小，储运不方便，液态氢技术难度大，成本高。难度大，成本高。2.2.现状与前景现状与前景 氢气作为汽车燃料最大的问题是制取与携带。氢气制氢气作为汽车燃料最大的

24、问题是制取与携带。氢气制取的成本高，氢气汽车还处在研究探索阶段。但随着石取的成本高，氢气汽车还处在研究探索阶段。但随着石油资源的减少和人类科技的不断进步，氢气汽车的前景油资源的减少和人类科技的不断进步，氢气汽车的前景十分光明。十分光明。六、正在研究、开发的其他代用燃料（六、正在研究、开发的其他代用燃料（6 61 1）英国英国水燃料水燃料水燃料发动机水燃料发动机 美国华盛顿大学美国华盛顿大学空气燃料空气燃料空气发动机空气发动机 冰合天然气（甲烷氢氧化物）冰合天然气（甲烷氢氧化物）燃冰燃冰 我国我国纳米汽油纳米汽油一、代用能源汽车状况分析（一、代用能源汽车状况分析（1 11 1）应用案例：应用案例

25、：替代能源在不断的研究、开发和出现，与之相适应替代能源在不断的研究、开发和出现，与之相适应的新型汽车也应运而生。那么，这些代用燃料汽车的的新型汽车也应运而生。那么，这些代用燃料汽车的特点、现状与前景又怎样呢？特点、现状与前景又怎样呢？1.1.案例分析案例分析 目前已经出现或正在研究的代用能源汽车很多，使目前已经出现或正在研究的代用能源汽车很多，使用较为普遍的清洁代用燃料汽车有：天然气、液化石用较为普遍的清洁代用燃料汽车有：天然气、液化石油气、电能、氢、太阳能、醇类、醚类和合成燃料汽油气、电能、氢、太阳能、醇类、醚类和合成燃料汽车等。车等。这些汽车以代用燃料的使用为研发出发点，动力部这些汽车以代

26、用燃料的使用为研发出发点，动力部分的结构也因不同燃料性能特点造型各异，车型的优分的结构也因不同燃料性能特点造型各异，车型的优缺点以及目前的现状和将来的发展前景值得我们关注。缺点以及目前的现状和将来的发展前景值得我们关注。一、一、代用能源汽车状况分析（代用能源汽车状况分析（1 12 2）2.2.替代能源汽车的汽车类型比较替代能源汽车的汽车类型比较一、一、代用能源汽车状况分析（代用能源汽车状况分析（1 13 3）（2 2）替代能源汽车的汽车类型比较）替代能源汽车的汽车类型比较二、代用燃料汽车的设计（二、代用燃料汽车的设计（2 21 1）应用案例：应用案例：天天然然气气汽汽车车在在许许多多省省市市广

27、广泛泛使使用用，但但由由于于其其行行驶驶距距离离最最多多只只有有100100公公里里，并并且且加加气气站站建建设设受受天天然然气气的的管管道道限限制制，目目前前改改装装车车主主要要是是大大城城市市的的出出租租车车、公公交交车车。我我们们应应怎怎样样克克服服这方面的缺点来推广天然气汽车呢？这方面的缺点来推广天然气汽车呢？二、二、代用燃料汽车的设计（代用燃料汽车的设计（2 22 2）1.1.案例分析案例分析 天然气汽车行驶里程短，主要问题是天然气在汽车上天然气汽车行驶里程短，主要问题是天然气在汽车上的储存量太小。将天然气冷冻成液体，这样就有可能改的储存量太小。将天然气冷冻成液体，这样就有可能改变现

28、在的局面。变现在的局面。2.2.天然气汽车燃料储存的设想天然气汽车燃料储存的设想 难以做到完难以做到完全隔热，可能全隔热，可能会引发爆炸会引发爆炸 如果能设计如果能设计出集储存压缩出集储存压缩天然气与液化天然气与液化天然气优点的天然气优点的复式罐，将最复式罐，将最终解决技术难终解决技术难题！题！小结：1汽车代用能源的性能特点汽车代用能源的性能特点2汽车代用能源的现状和前景汽车代用能源的现状和前景3汽车代用能源未来的发展方向汽车代用能源未来的发展方向 一、判断题一、判断题 1 1我国醇类燃料没有国家标准。我国醇类燃料没有国家标准。（）2 2氢气作为汽车燃料最大的问题是制取与携带。氢气作为汽车燃料

29、最大的问题是制取与携带。（）3 3电动汽车的特点是比能低，汽车持续行驶里程短，动力性差，成本高电动汽车的特点是比能低，汽车持续行驶里程短，动力性差，成本高（）。二、填空题二、填空题 1 1 、等将成为我国汽车的新能等将成为我国汽车的新能源。源。2 2车用天然气有车用天然气有 、等特点。等特点。3 3液化石油气的性能特点是液化石油气的性能特点是 、。作业：三、问答题三、问答题 1.1.简述我国研制的纳米汽油与普通汽油相比简述我国研制的纳米汽油与普通汽油相比有哪些优缺点。有哪些优缺点。2.2.醇类汽车燃料有哪些特点？醇类汽车燃料有哪些特点？3.3.正在研究、开发的其他代用燃料有哪些？正在研究、开发的其他代用燃料有哪些？结束结束