项目六 其他清洁能源汽车认知（课件） -《新能源汽车概论》同步教学（机工版.第2版）

精韧不怠，日进有功 其他清洁能源汽车的认知 新能源汽车入门课程—— 《新能源汽车概论》 1 项目六 其他清洁能源汽车的认知 【学习目标】 理解天然气汽车的基本概念； 熟悉不同类型天然气汽车的结构与运行原理。 了解太阳能汽车、空气动力汽车等。 【学习任务】 作为有效的替代燃料，天然气作为汽车燃料，可以有效地减少排放，提高整车运行效率。通过学习，重点认知天然气汽车，熟悉CNG、LPG汽车的结构与运行原理。 学习课题一 一. 天然气汽车的基础知识 二. 其他清洁能源汽车 引导问题1：什么是天然气汽车？天然气汽车类型有哪些？ 天然气汽车是以天然气作为燃料的汽车。 按照天然气的化学成分和形态，可分为压缩天然气（CNG）汽车、液化天然气（LNG）汽车和液化石油气（LPG）汽车三种。 目前推广应用的比较广泛的是CNG汽车与LPG汽车，比如应用在出租车和公交车上。 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、两用燃料天然气汽车。 引导问题2：天然气汽车的优缺点？ 1 优势分析 1）天然气汽车是清洁燃料汽车 2）天然气资源丰富 3）天然气汽车有显著的经济效益 4）比汽油汽车更安全 2 缺点分析 1）续驶里程有限 2）有效控件减少，自重增加 3）天然气是气态燃料，不容易储存和携带 4）将现有的汽车改用天然气作燃料时，需增加发动机燃料系统的部件，如储气瓶、减压阀、混合器等，需要一定的改装投入。 引导问题3：汽车用天然气有哪些？ 压缩天然气（Compressed Natural Gas，CNG）是指压缩到 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。 液化天然气（Liquid Natural Gas，LNG）是指常压下、温度为 的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。液化天然气（LNG）燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。 液化石油气（Liquid Petrol Gas，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。 引导问题4：天然气汽车的结构 当前天然气汽车（CNG、LPG），多是通过对传统汽油或柴油汽车进行动力改造，其与传统汽油或柴油汽车的主要区别在于发动机，采用专用的天然气发动机，同时配备相应的天然气供给系统及控制系统。 1 CNG汽车结构 CNG汽车在结构上采用传统动力结构外，由于采用CNG，还须配备相应的系统实现CNG的储运、供给及整车控制。通常主要由三部分组成：储气系统、供给系统、控制系统。 储气系统是指储存CNG的装置，由天然气储气瓶、气量显示器（压力表）、充气阀、压力传感器、高压管线等组成 引导问题4：天然气汽车的结构 1 CNG汽车结构 控制系统中油气燃料转换开关控制高压电磁阀与汽油电磁阀的流通量，由此调节汽油与天然气的供给比例，从而实现CNG车辆以最佳工况运行。当使用天然气作为燃料时，储气瓶内 的CNG经管道进入过滤器去除杂质后，进入减压器逐步减压到常压后，进入混合器，与来自空气滤清器的空气混合后，再经由化油器通道进入气缸燃料。当使用汽油时，汽油电磁阀打开，汽油通过该阀进入化油器，进而被吸入到汽缸内进行燃烧。 CNG汽车动力系统工作原理图 引导问题4：天然气汽车的结构 CNG动力系统结构图 引导问题4：天然气汽车的结构 工作原理：将转换开关置于LPG档时，燃料开始使用LPG，同时汽油电磁阀将汽油油路截断，停止供应汽油。LPG电磁阀打开后，液态LPG从储气罐中流出，经过过滤后流人蒸发调压器，由液态转变成气体，压力接近大气压；气态的LPG利用发动机真空吸力被吸入混合器；在混合器中LPG气体与空气均匀混合后，进入发动机燃烧。当转换开关置于汽油档时，汽油电磁阀打开，开始使用汽油，同时LPG电磁阀关闭，停止使用LPG。 LPG汽车主要由储气罐、蒸发调压器、汽油电磁阀、LPG电磁阀、功率调节阀、混合器、燃料转换开关、控制电路等组成。 引导问题4：天然气汽车的结构 某LPG动力系统结构图 引导问题5：天然气汽车实例 1、大众途安天然气汽车 引导问题5：天然气汽车实例 红岩杰狮C6 CNG牵引车 2、红岩天然气汽车 引导问题5：天然气汽车实例 2 LPG汽车实例 Polo BiFuel双燃料车 福特公司LPG清洁型能源Falcon车型 学习课题二 一. 天然气汽车的基础知识 二. 其他清洁能源汽车 引导问题1：二甲醚汽车 二甲醚化学式及分子结构图 1 二甲醚概述 二甲醚(Dimethyl-ether)，简称DME，其化学分子式为 ，含氧量为34.8%，二常压下是气态，加压到5-6个大气压可以变为液体，物理性质类似于液化石油气，可以用作民用燃料；理论热值约为汽柴油的64%，应用热值相当于汽柴油的80%左右。 2 二甲醚汽车的发展 燃用二甲醚燃料不但能够保持柴油机热效率高、动力性好等优点，更重要的是能够有效解决传统柴油机上最难解决的碳烟和氮氧化物排放问题。二甲醚在汽车上应用，主要作为替代燃料在汽车上得到使用，它主要适用于压燃式内燃机。 引导问题1：二甲醚汽车 我国第一台二甲醚城市大客车 国内第一个车用二甲醚加注站 总体而言，由于二甲醚汽车的成本过高及汽车专用技术的不成熟，使得这类产品的市场化运营困难重重。要推广二甲醚汽车，必须重点解决二甲醚在生产成本与汽车专用设备的问题上。 引导问题2：太阳能汽车 1 太阳能汽车相关知识 太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。 太阳能汽车（Solar Car）主要是利用太阳能发电系统对太阳能电池进行充电，再经由汽车本身的动力单元为驱动轮提供动力，从而驱动汽车。 依据所用半导体材料不同，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最常用的是硅太阳能电池。 近年来，美国已研制成光电转换率达 的高性能太阳能电池。澳大利亚用激光技术制成的太阳能电池，其光电转换率达 ，而且成本与柴油发电相当。这些都为光电池在汽车上的应用开辟了广阔的前景。 引导问题2：太阳能汽车 2 太阳能汽车的发展 1978年，世界上第一辆太阳能汽车在英国研制成功，时速达到13公里。 1982年，墨西哥研制出三轮太阳能车，速度达到 ，由于这辆汽车每天所获得的电能只能行 ，所以它还不能跑远路。 1999年5月巴西圣保罗大学的科研人员设计出一款新型太阳能汽车。最高车速超过 。 1984年9月，我国首次研制的“太阳号”太阳能汽车试验成功，并开进了北京中南海的勤政殿。该车车顶上安装了2808块单晶硅片，组成 的硅板，装有三个车轮，自重 ，车速 。 引导问题2：太阳能汽车 2 太阳能汽车的发展 Nuna研发团队及Nuna系列太阳能汽车 引导问题2：太阳能汽车 2 太阳能汽车的发展 国内部分太阳能汽车 引导问题2：太阳能汽车 2 太阳能汽车的发展 比亚迪F3DM低碳版车型及其太阳能电池板设计 尽管国内研发了多台太阳能汽车，但在商用方面，由于性能方面与使用上，远不能达到传统燃料汽车的水平，因此，太阳能目前多作为辅助能源在汽车上得到使用，同时随着电动汽车的发展，太阳能也作为电动汽车蓄电池重要的充电方式在汽车上得到应用。 国内比亚迪汽车公司一直致力于新能源汽车的开发，2010年该公司在其混合动力汽车F3DM低碳版上配备了太阳能电池板，通过它，用户可以实现24小时连续为蓄电池充电，从而保证汽车始终拥有充足的能源供应。 引导问题3：风能汽车 风能(wind energy)是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源（包括水能，生物能等）。空气流具有的动能称风能。目前风能发电已经得到了较大的推广，在欧洲，风能发电已经成为某些国家重要的生活能源。 风能的应用 引导问题3：风能汽车 风能汽车，是主要以风能为主要驱动力的新型低碳环保汽车。由于在汽车行驶过程中会产生强大的气流，而风能汽车主要利用这种气流，通过风能发电系统产生电能，对蓄电池进行充电，从而通过电池为汽车提供动力，驱动汽车行驶。 由于风能汽车相关技术尚待完善，目前风能汽车还处在概念车的阶段。 英国Ecotricity风能环保公司推出了一款名为“复仇女神”的纯电动超级跑车 引导问题4：核能汽车 放射性元素“钍”（Thorium，元素符号Th，原子序数为90）或成为未来核能汽车应用的选择。钍可以通过放射光线产生热，并在一个闭合线路中产生蒸汽。蒸汽将带动发电机进行运转。而铝制的箱子可阻挡钍产生的放射性光线。科学家表示，8克的钍便能够驱动一台车行驶48.3万公里。 在核能技术发展的今天，尽管由于安全性的考虑，一直未得到民用推广。但相信随着技术的发展，核能这一既渴望又恐惧的能源，最终能为人类安全、便捷的使用。 凯迪拉克World Thorium Fuel 概念车 引导问题4：气动汽车 这套空气混合动力，主要包括三部分：汽油发动机、液压泵/液压马达和压缩空气罐系统。其中液压泵和液压马达与变速箱是整合到一起(结构布局与油电混合系统相似)。 标致雪铁龙空气混合动力系统（Hybrid Air） 压缩空气动力汽车（Air Powered Vehicle，APV）通常称为气动汽车。它使用高压压缩空气为动力源，空气作为介质，汽车运行时将压缩空气存储的压力能转化为其它形式的机械能（汽车动能）。以液态空气和液氮等吸热膨胀作功为动力的其它气体动力汽车也应属于气动汽车的范畴。 通过资料查阅或现场认知，完成本项任务。 【课中实践】 精韧不怠，日进有功 1.CNG汽车的燃料供给系统主要有哪些元件组成？各有什么作用？ 2.CNG汽车发动机主要有哪些传感器和执行器？ 3.太阳能汽车动力系统有哪些元件组成？各有什么作用？ 4.谈谈你对空气动力汽车的理解。 【课后思考】 精韧不怠，日进有功 欢迎观看 精韧不怠，日进有功 任务名称 LNG与CNG汽车的认识 姓名 班级 学号 填写任务记录 一款LNG发动机汽车: 驱动布置形式 前驱□ 后驱□ 四驱□ 发动机类型及参数 整车主要性能参数 燃料 储气瓶特点 一款CNG发动机汽车 驱动布置形式 前驱□ 后驱□ 四驱□ 发动机类型及参数 整车主要性能参数 燃料 储气瓶特点 辨认其主要部件并分析二者之间的差异 指导教师 成绩 $$