新能源汽车技术 第1章 绪论.ppt

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1、规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院第第1章章 绪论绪论 1 1.1 1 新能源汽车的定义和分类新能源汽车的定义和分类1 1.2 2 发展新能源汽车的必要性发展新能源汽车的必要性 1 1.3 3 汽车新能源概述汽车新能源概述 1 1.4 4 新能源汽车发展概述新能源汽车发展概述 新能源汽车技术 第 1页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEE

2、RING汽车工程学院汽车工程学院1.1 1.1 新能源汽车的定义和分类新能源汽车的定义和分类新能源汽车的定义和分类新能源汽车的定义和分类1.1.1 新能源汽车的定义新能源汽车的定义 根据我国汽车产业发展政策的有关规定，2007年，国家发展和改革委员会制定了新能源汽车生产准入管理规则，规则对新能源汽车做出了明确的定义：新能源汽车系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。新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其它新能源汽车等。规格严格 功

3、夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.1.21.1.2 新能源汽车的分类新能源汽车的分类新能源汽车的分类新能源汽车的分类 新能源汽车包括的范围较广，大致可分为电动汽车、气体燃料汽车、两用燃料汽车和双燃料汽车等。1.电动汽车 电动汽车包括纯电动汽车、混合动力(电动)汽车和燃料电池电动汽车。2.气体燃料汽车 气体燃料汽车是指以液化石油气、天然气或煤气等气体为燃料的发动机的汽车。新能源汽车技术 第 3页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUT

4、E OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.1.21.1.2 新能源汽车的分类新能源汽车的分类新能源汽车的分类新能源汽车的分类3两用燃料汽车 两用燃料汽车是指具有两套相对独立的供给统系，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给天然气或液化石油气之外的料燃，两套燃料供给系统可分别但不可共同向气缸供给燃料的汽车，如汽油/压缩天然气两用燃料汽车、汽油/液化石油气两用燃料汽车等。4双燃料汽车 双燃料汽车是指具有两套燃料供给系统，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料，两套燃料供给系统按预定的配比向气

5、缸供给燃料，在气缸混合燃烧的汽车，如柴油压缩天然气双燃料汽车、柴油液化石油气双燃料汽车等。新能源汽车技术 第 4页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.1.21.1.2 新能源汽车的分类新能源汽车的分类新能源汽车的分类新能源汽车的分类另外，还有利用太阳能、原子能等其它能量形式驱动的汽车。按照燃料的来源划分，新能源汽车可分为五类：（1）基于传统石油燃料的节能环保汽车，如先进柴油汽车和混合动力汽车；（2）基于天然气和石油伴生品的燃气汽车；（3）基于石化

6、燃料化工的替代燃料汽车，如煤制油；（4）生物燃料汽车，包括燃料乙醇和生物柴油汽车；（5）燃料电池汽车和纯电动汽车。新能源汽车技术 第 5页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2 发展新能源汽车的必要性发展新能源汽车的必要性 1.2.1 能源短缺能源短缺 世界能源主要包括石油、天然气、煤炭和核能等。据预测，目前全球已探明石油储量为12000.7亿桶，可开采40.6年；天然气已探明储量179.83万亿m3，可开采65.1年。全球2006年底已探明可开

7、采煤炭储量为9090.64亿吨，可开采155年，而随着可探明技术的发展，可开采煤炭储量将增加到200年以上。在世界能源消耗总量中，2007年，石油占35%，煤占29%，天然气占24%，核能和水利发电各占6%，如图1.1所示。随着时间的推移，能量消耗结构会发生变化。新能源汽车技术 第 6页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.1 1.2.1 能源短缺能源短缺能源短缺能源短缺图1.12007年世界能源消费结构新能源汽车技术 第 7页规格严格 功夫到

8、家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.1 1.2.1 能源短缺能源短缺能源短缺能源短缺 我国是一个能源短缺的国家，但却是一个能源消费大国。按照当前的能源资源开采速度，各种一次能源可供应的年限，石油为11.3年；天然气为27.2年；煤炭为45年。表1-1为中国的能源资源状况。表1-1 中国的能源资源状况 新能源汽车技术 第 8页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE

9、ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.1 1.2.1 能源短缺能源短缺能源短缺能源短缺 目前世界汽车保有量约8亿辆，预计到2030年全球汽车保有量将突破20亿辆，主要增量来自发展中国家。图1.2为世界汽车保有量增长的预测。图1.2 世界汽车保有量增长预测新能源汽车技术 第 9页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.1 1.2.1 能源短缺能源短缺能源短缺能源短缺 石油在交通领域的消费逐年增长。国际能源机构（IEA）的统计数据表明

10、，2001年全球57%的石油消费在交通领域（其中美国达到67%）。预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。图1.3为IEA对20052030年间各地区及国家在世界交通运输石油需求增长量中所占比例的预测。新能源汽车技术 第 10页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.1 1.2.1 能源短缺能源短

11、缺能源短缺能源短缺图1.3 世界交通占石油消耗比例的预测新能源汽车技术 第 11页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.1 1.2.1 能源短缺能源短缺能源短缺能源短缺 中国的石油消耗量仅次于美国，位居世界第二位，原油消费年均增长率为6%以上，与国际通行的石油消费强度比较，我国石油消费强度为0.19，大体相当于日本的4倍，欧洲的3倍，美国的2倍。据预测，未来几年，中国原油进口量的增长比例将达到10%以上，成品油的进口量增长比例在8%左右，总的石

12、油进口量增长比例将达到年均6%。国际能源机构（IEA）预测，随着越来越多中国消费者购买汽车，到2030年，中国石油消耗量的80%需要依靠进口。新能源汽车技术 第 12页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.1 1.2.1 能源短缺能源短缺能源短缺能源短缺 我国汽车保有量迅速增加。截止2008年底，全国汽车保有量为6467万辆，与2007年相比，增加770万辆，增长13.52%。中国成为仅次于美国的世界第二大新车销售市场。预计到2015年，全国汽

13、车保有量将超过1亿辆。表1-2为20052008年全国汽车保有量及增长率。表1-2 20052008年全国汽车保有量及增长率新能源汽车技术 第 13页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.1 能源短缺能源短缺 汽车消费的快速增长导致能源消耗加速增长。中国机动车燃油消耗量约占全国总油耗的1/3，这也使得中国石油对外依存度每年都在不断攀升。从我国单车耗油量来看，我国平均单车所耗油的实际值约2.5吨，比美国高1025%，比日本高1倍以上。表1-3 汽

14、车占全国汽车和柴油消耗的比例新能源汽车技术 第 14页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.2 环境污染环境污染 燃油汽车在运行过程中会产生大量的有害气体，不但污染环境，还大大地影响人类健康。污染物主要包括：（1）碳氢化合物（HC）汽车尾气中的碳氢化合物中含苯、甲苯和二甲苯等有害物质。其中以苯的危害最大，它是一种致癌物质，可引发人体血癌、贫血、血小板减少、粘膜出血以及头痛、失眠、呕吐等疾病。（2）氮氧化合物（NOx）氮氧化物是一种强烈的腐蚀剂，

15、对人的呼吸器官有刺激作用，会引起气管炎、肺炎、和肺气肿，削弱血液输氧功能，燃油汽车加速行驶时，各种有害气体排放量激增，其中又以NOx排放量为最大。新能源汽车技术 第 15页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.2 环境污染环境污染 （3）一氧化碳（CO）一氧化碳是一种无色、无臭的有毒气体，它通过呼吸道进入人体后，与血液中的血红蛋白相结合，削弱血液的输氧功能，从而造成人体内部缺氧，危害中枢神经系统，轻则头晕、头痛、四肢无力、视力受损，重则中毒身亡

16、。（4）二氧化硫（SO2）二氧化硫是一种无色无味的气体，能损害人的肝、肾和心脏，对眼、鼻、咽喉和呼吸都有强烈的刺激作用，会引发和加重人的呼吸系统和心血管疾病，严重时导致死亡。新能源汽车技术 第 16页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.2 环境污染环境污染（5）臭氧（O3）臭氧对人体的器官和肺部均有损害作用，对心脏，肝等器官也有不良影响，臭氧浓度达到0.17 mg/m3时，就能危害人体健康。（6）铅 铅以化合物的形式，通过呼吸道或皮肤，进入人

17、体内，危害人体健康。人体摄入过量的铅，有引发癌症的危险，损害人体造血系统、心脏和肾脏，使消化系统中毒，还会引起神经中枢中毒，导致乔迷、痉孪以致死亡。铅中毒的症状是精神呆滞，智力下降，头痛失眠，记忆力减退，视力受损，嗅觉不灵，举止异常，身体虚弱。新能源汽车技术 第 17页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.2 环境污染环境污染（7）可吸入颗粒物 直径小于0.0lmm的微粒，能漂浮在空气中，轻而易举地进入人体内部，在人体内刺激肺壁，造成肺炎、哮喘

18、和心脏病。燃油汽车，尤其是柴油汽车，除排出一氧化碳等有害物质外，还会排出大量有害微粒，污染环境，危害人体健康。（8）汽油 汽油是燃油汽车的主要燃料，汽油主要以蒸气形式，从运油车、储油罐，加油设备、汽油油桶、化油器、油泵、油嘴等的缝隙和孔道中逸出，直接污染大气，危害人的身体健康。新能源汽车技术 第 18页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.2 环境污染环境污染 燃油汽车的尾气除了上述的直接污染外，同时还产生间接污染。（1）排出的CO2将产生全球

19、性的温室效应，使大气气候异常，气候异常又将引发飓风等自然灾害。如果大气中的CO2浓度增加一倍，温室效应气温将上升约1.54.5度，飓风的能量可增加5%，必然带来严重的环境问题。（2）排出的氨氧化物和硫化物也是酸雨中的主要有害成分，是形成烟雾、酸雾、酸雨的直接原因，对森林植被、农作物及建筑物都有腐蚀毁坏作用。新能源汽车技术 第 19页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.2 环境污染环境污染表1-4 我国部分城市汽车排放污染物CO和NOx的分担率

20、新能源汽车技术 第 20页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.2 环境污染环境污染 由上表可知，机动车排放污染已对城市大气污染构成了严重威胁。因此，必须研究改善城市机动车排放污染的对策和措施。降低和控制机动车排放污染物的主要措施有：（1）控制机动车排放污染源水平。（2）提高燃油品质，发展代用燃料。（3）推广使用电动汽车。（4）加强城市道路交通综合整治，改善城市道路行驶环境。新能源汽车技术 第 21页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBI

21、N INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.2 环境污染环境污染 欧洲制订了旨在限制汽车污染物排放的欧和欧标准。根据新标准，未来欧盟国家对本地生产及进口汽车的污染物排放量，特别是氮氧化物和颗粒物排放量的控制将日益严格。欧标准已于2009年9月1日开始实施。柴油SUV执行欧标准的时间是2012年9月。相对于欧标准，将于2014年9月实施的欧标准更加严格。根据欧标准，柴油轿车的氮氧化物排放量不应超过80 mg/100km，比目前标准规定的排放量减少68%。欧盟官员称，与欧标准相比，欧标准对人体健康

22、的益处将增加60%至90%。新能源汽车技术 第 22页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.2 环境污染环境污染 目前欧盟采用的欧标准是2005年1月开始实施的。该标准要求柴油轿车的氮氧化物排放量不得超过250 mg/100km；面包车和SUV的氮氧化物排放量不得超过390 mg/100km。北京于2008年在国内率先对新车实行“国四”排放标准，2010年国内新车销售将全面实施该标准。预计到2010年，中国生产汽车的排放控制技术水平与国外先进水

23、平差距有望由2000年的8年缩短到5年。新能源汽车技术 第 23页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.3 气候变暖气候变暖 能源的大量消耗带来温室气体排放问题。二氧化碳是全球最重要的温室气体，是造成气候变化的主要原因，而它主要来自化石燃料的燃烧。中国的二氧化碳年排放量仅次于美国列世界第二位。图1.4为世界主要国家排放二氧化碳的比例。据世界上许多科学家预测，未来50至100年人类将完全进入一个变暖的世界。由于人类活动的影响，温室气体和硫化物气溶

24、胶的浓度增加过快，未来100年全球平均地表温度将上升1.45.8，到2050年我国平均气温将上升2.2。新能源汽车技术 第 24页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.3 气候变暖气候变暖图1.4 世界主要国家排放二氧化碳的比例 新能源汽车技术 第 25页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.3

25、 气候变暖气候变暖 为了减少汽车对全球气候变暖的影响，削减温室气体二氧化碳的排放，汽车应尽量采用小排量发动机和稀薄燃烧发动机，最大限度地提高能源利用效率，从而减少汽车对全球气候变暖的影响。汽车二氧化碳排放法规开始实施。2008年，欧盟要求轿车二氧化碳排放达到140g/km，对于汽油车，对应油耗6L/100km以下；2012年，达到120g/km；2020年，达到100g/km。如果中国采用一系列先进技术，包括电动汽车、天然气汽车和以天然气为燃料的内燃机技术，到2030年，中国汽车二氧化碳的排放总量有可能降低45%。新能源汽车技术 第 26页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INS

26、TITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.2.3 气候变暖气候变暖 在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。据专家预计，如果新能源汽车得到快速发展，结合中国的能源资源状况和国际汽车技术的发展趋势，预计到2025年后，中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占50%左右，而先进柴油车、燃气汽车、生物燃料汽车等新能源汽车将迅猛发展。新能源汽车技术 第 27页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE E

27、NGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3 汽车新能源概述汽车新能源概述 1.3.1能源的定义与分类能源的定义与分类 能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。关于能源的定义，目前约有20种。我国的能源百科全书说：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。”可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。通常凡是能被人类加以利用以获得有用能量的各种来源都可以称为能源。新能源汽车技术 第

28、28页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.1能源的定义与分类能源的定义与分类1按能源的来源分类（1）来自地球外部天体的能源 主要是太阳能，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。（2）地球本身蕴藏的能量 地球本身蕴藏的能量，通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。如原子核能、地热能等。（3）地球和其他天体相互作用而产生的能量 如潮汐能。新能源汽车技术 第 29页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTI

29、TUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.1能源的定义与分类能源的定义与分类 2.按能源的产生方式分类按能源的产生方式分类 按能源的产生方式可分为一次能源和二次能源。（1）一次能源 一次能源即天然能源，是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，一次能源包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气资源，其中水、石油和天然气是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础；除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。新能源汽车技术 第 30页规格

30、严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.1能源的定义与分类能源的定义与分类（2）二次能源 二次能源即人工能源，指由一次能源直接或间接转换成其它种类和形式的能量资源，如电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。新能源汽车技术 第 31页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.1

31、能源的定义与分类能源的定义与分类3.按能源的性质分类按能源性质分为有燃料型能源和非燃料型能源。（1）有燃料型能源 如煤炭、石油、天然气、泥炭、木材等是有燃料型能源。（2）非燃料型能源 如水能、风能、地热能、海洋能等是非燃料型能源。新能源汽车技术 第 32页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.1能源的定义与分类能源的定义与分类4.按能源消耗后是否造成环境污染分类 根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源。（1）污染型能源 污染

32、型能源是指能源利用以后会对环境造成污染，如煤炭、石油等。（2）清洁型能源 清洁型能源是指能源利用以后不会对环境造成污染，如水力、电力、太阳能、风能以及核能等。新能源汽车技术 第 33页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.1能源的定义与分类能源的定义与分类 5.根据能源使用的类型分类根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源。（1）常规能源 常规能源包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。（2）新型能源 新型能源

33、是相对于常规能源而言的，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及用于核能发电的核燃料等能源。新能源汽车技术 第 34页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.1能源的定义与分类能源的定义与分类 6.按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类 世界能源委员会推荐的能源类型分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三个类型统称化石燃料或化

34、石能源。7.商品能源和非商品能源商品能源和非商品能源 凡进入能源市场作为商品销售的如煤、石油、天然气和电等均为商品能源。国际上的统计数字均限于商品能源。非商品能源主要指薪柴和农作物残余（秸秆等）。新能源汽车技术 第 35页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.1能源的定义与分类能源的定义与分类 8.再生能源和非再生能源再生能源和非再生能源 人们对一次能源又进一步加以分类。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源，反之称为非再

35、生能源。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源；煤、石油和天然气等是非再生能源。新能源汽车技术 第 36页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.2 汽车新能源种类及来源汽车新能源种类及来源 汽车用能源的发展方向是从石油、天然气/煤层气、煤基燃料向生物质燃料和化石能、核能及可再生能源制氢和发电过渡。从资源来源看，中长期汽车用石油替代燃料的主体将来自三方面：煤基燃料、生物燃料、天然气燃料。到2020年，总量将可达到3000万吨以

36、上，占汽车用燃料总消费的15%20%。新能源汽车技术 第 37页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.2 汽车新能源种类及来源汽车新能源种类及来源 从汽车应用角度看，汽车代用燃料主要有含氧燃料、合成油及气体燃料三类。（1）含氧燃料 含氧燃料包括醇类燃料、醚类燃料和酯类燃料，技术成熟，一般以掺混使用为宜。（2）合成油 合成油包括生物质制合成油（BTL）、煤制合成油（CTL）和天然气制合成油（GTL）等，它们与现有汽车技术体系和基础设施安全兼容，而

37、且是一种优质的环保燃料，从中长期看，将成为一种主体代用燃料。（3）气体燃料 气体燃料包括甲烷气、合成气和氢气等。新能源汽车技术 第 38页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.2 1.3.2 汽车新能源种类及来源汽车新能源种类及来源汽车新能源种类及来源汽车新能源种类及来源 依据能源的来源，汽车新能源可以分为化石燃料和非化石燃料两类。（1）化石燃料 以“煤变油”技术和“天然气变油技术”产生的可燃性液体为燃料，或者直接燃烧天然气的CNG汽车等。（2

38、）非化石燃料 如氢能、太阳能、风能、水能、生物能、地热能等属于非化石燃料。新能源汽车技术 第 39页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.3 天然气天然气1天然气的来源及用途 天然气是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。天然气主要有以下用途：（1）发电（2）天然气车辆 能源（3）家用（5）制作肥料（6）其它新能源汽车技术 第 40页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE O

39、F TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.3 天然气天然气 2天然气的理化性质 天然气的主要成分是甲烷（CH4），这是最短和最轻的碳氢化合物分子。它也可能包括有较重的气态碳氢化合物，例如乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10），也有一些不定量的含气硫磺，有机硫磺化合物和硫化氢（H2S）是常见的污染物，在大多数使用之前都必须将其去除。天然气的物理参数见表1-5。新能源汽车技术 第 41页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUT

40、OMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.3 天然气天然气表1-5 天然气的物理参数新能源汽车技术 第 42页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.3 天然气天然气3天然气的特点（1）天然气压力为0.002kg，比重小于空气，如泄漏易挥发；（2）可百分之百燃烧；（3）热值为9650kcal/Nm3，热销率92%；（4）天然气的压力为瓶装液化石油气的1/300，另外由于天然气的比重小于空气的比重，所以即使有轻微泄漏也会

41、随空气流动而扩散，不会有任何安全隐患；（5）天然气主要靠管道输送，方便快捷；（6）根据天然气燃烧特点，燃烧后主要产生二氧化碳和水，不含二氧化硫等有害气体。新能源汽车技术 第 43页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.4 液化石油气液化石油气 1液化石油气的来源与用途 液化石油气一般是从油气田、炼油厂或乙烯厂石油气中获得。随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视，在各行各业得到广泛应用。（1）用于

42、有色金属冶炼（2）窑炉焙烧（3）作汽车燃料（4）居民生活燃用 新能源汽车技术 第 44页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.4 液化石油气液化石油气2液化石油气的理化性质 液化石油气是无色气体或黄棕色油状液体，有特殊臭味。液化石油气（LPG）分为石油炼制过程中的副产品炼油厂气和油田伴生气。LPG的主要成分为丙烷、丁烷，另外含有少量的丙烯、丁烯及其它的烃类物质。丙烷和丁烷决定了LPG的理化性质。表1-6为液化石油气和汽油性质的比较。新能源汽车技

43、术 第 45页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.4 液化石油气液化石油气表1-6 液化石油气和汽油性质的比较新能源汽车技术 第 46页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.4 液化石油气液化石油气3液化石油气的特点（1）污染少（2）发热量高（3）易于运输（4）常温易气化（5）受热易膨胀（6）

44、遇火易燃爆（7）含硫易腐蚀 新能源汽车技术 第 47页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.5 甲醇甲醇1甲醇的来源及用途 甲醇的生产主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）、液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。催化剂不同，选用工艺条件也不同。单产甲醇或与合成氨联产甲醇。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚

45、，精馏而得成品甲醇。新能源汽车技术 第 48页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.5 甲醇甲醇 甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。新能源汽车技术 第 49页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHO

46、OL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.5 甲醇甲醇2甲醇的理化特性表1-7 甲醇燃料的理化特性新能源汽车技术 第 50页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.5 甲醇甲醇3甲醇燃料的特点 甲醇可单独作为汽车燃料也可与汽油混合作为混合燃料。其特点：（1）甲醇是液体燃料，储存、保管、充加、携带都很方便，可以利用现有的汽油的储存、保管、充加网络，而且还可以利用地方性的小型甲醇生产体系来供应甲醇，甲醇有

47、比氢气更高的比能量。（2）甲醇可以用天然气和有机物生产，摆脱了对石油的依赖。甲醇不易燃烧，不会发生燃烧与爆炸的危险，安全性好。新能源汽车技术 第 51页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.5 甲醇甲醇（3）甲醇的重整技术较成熟，重整时温度较低（300），目前一些燃料电池发动机系统的专业公司，已有商品化的燃料电池发动机系统，适合装配各种不同的车型。（4）以甲醇为燃料的燃料电池发动机系统，因为增加了重整器、净化器和管道等，因此降低了其比能量，同时

48、使系统结构变得更复杂，对结构件的密封和耐振动的要求也更高。（5）甲醇在重整过程中会产生CO2、CO/HC等有害气体，需要装置净化器使氢气纯化，防止CO对催化剂的“毒害”。在反应过程中有300的高温，需要有热管理系统进行管理并利用其热量。新能源汽车技术 第 52页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.6 乙醇乙醇1 1乙醇的来源与用途乙醇的来源与用途 燃料乙醇是一种绿色可再生资源，随着科学技术的发展，粮食和各种植物纤维都可以加工生产出燃料乙醇，燃

49、料乙醇的原料来源相当丰富，而且可以循环再生。乙醇的用途很广，主要有：（1）消毒剂 （2）饮料 （3）基本有机化工原料 （4）汽车燃料 新能源汽车技术 第 53页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院1.3.6 乙醇乙醇2乙醇的理化性质乙醇的理化性质表1-8 乙醇燃料的理化特性新能源汽车技术 第 54页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERI

50、NG汽车工程学院汽车工程学院3乙醇的特点乙醇的特点乙醇可单独作为汽车燃料也可与汽油混合作为混合燃料。其特点：（1）乙醇的热值比汽油低，约为汽油的61.5，但含氧量高，存在自供氧效应，减少CO生存的条件，使CO较多转变成CO2，CO和HC排放量明显小于汽油，但NOx排放与汽油相当。（2）乙醇辛烷值远高于汽油，当汽油中加入一定量的乙醇后可提高混合燃料的辛烷值。（3）乙醇的着火性差，十六烷值只有8，在压燃式发动机中采用乙醇燃料要困难得多。（4）乙醇的沸点比汽油低，对形成燃油与空气的混合气有利，但缺少高挥发性成份，对发动机冷起动不利。（5）乙醇的汽化潜热是汽油的3倍，高的汽化潜热和低蒸气压对发动机冷起