新能源汽車的基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材

1、 什么是天然氣汽車？天然氣汽車有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 天然氣汽車結(jié)構(gòu)是什么樣的？ 什么是二甲醚汽車？有何特點(diǎn)？ 什么是太陽能汽車？有何特點(diǎn)？ 什么是風(fēng)能汽車？有何特點(diǎn)？ 什么是核能汽車？有何特點(diǎn)？5-1 其他新能源汽車的基礎(chǔ)知識(shí) 一、車用天然氣 天然氣主要成分是甲烷，隨產(chǎn)地不同，甲烷的含量也不同，一般為85859595。甲烷的沸點(diǎn)為-161.5-161.5，與常溫下處于液態(tài)的汽、柴油的搬運(yùn)和存儲(chǔ)方法有很大差異。 優(yōu)點(diǎn)：l天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放減少 天然氣與空氣混合均勻，燃燒較完全，很寬的著火界限實(shí)現(xiàn)稀燃， COCO和HCHC排放降低； 天然氣燃燒火焰溫度低，NONOX X排放量減少； COCO2 2

2、比汽油及柴油降低20%20%以上，對(duì)減小 “溫室效應(yīng)” 有好處。 資料表明，天然氣汽車的排放 COCO可降低80%80%以上， NOxNOx和非甲烷類可降低80%80%， COCO2 2可降低30%30%， HCHC可降低80%80%、 SOSO2 2降低70%70%，SOSO低99%99%， PbPb減少到零， 顆粒物減少41%41%， 噪聲降低40%40%。因此與汽油柴油比較是一種非常清潔的車用燃料。抗爆性好l 天然氣辛烷值高, ,約為130130，有較好的抗爆性?？稍龃蟀l(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比和點(diǎn)火提前角，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。l安全性好l天然氣有較好的安全性。天然氣傳輸和加注均在封閉管道進(jìn)行，不會(huì)泄露。

3、即使有泄漏，天然氣比空氣輕，不易積聚，加上天然氣燃點(diǎn)高（537537以上），不易產(chǎn)生火災(zāi)事故。l天然氣使用特性好 冷起動(dòng)性能好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)； 不對(duì)機(jī)油產(chǎn)生稀釋，因此發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn) ：l天然氣的攜帶性差。限制了汽車的有效載荷、有效空間及續(xù)駛里程。l密度低、天然氣混合氣熱值低，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性下降（針對(duì)兩用燃料車） 。l天然氣汽車相較與汽油和柴油車的制造成本較高； 天然氣輸氣管路和天然氣加氣站尚未形成象加油站那樣的網(wǎng)絡(luò)，這一因素是制約天然氣汽車發(fā)展的最大瓶頸。二、天然氣汽車u1、天然氣汽車定義、天然氣汽車定義u天然氣汽車是以天然氣作為燃料的汽車。天然氣汽車是以天然氣作為燃料的汽車。u（1）按照

4、天然氣的化學(xué)成分和形態(tài)，可分為按照天然氣的化學(xué)成分和形態(tài)，可分為壓縮天然氣（壓縮天然氣（CNG）汽車、液化）汽車、液化天然氣（天然氣（LNG）汽車）汽車、液化石油氣（液化石油氣（LPG）和吸附天然氣汽車（和吸附天然氣汽車（ANGV）汽車汽車四四種。種。u目前推廣應(yīng)用的比較廣泛的是目前推廣應(yīng)用的比較廣泛的是CNG汽車與汽車與LPG汽車，比如應(yīng)用在出租車和公交汽車，比如應(yīng)用在出租車和公交車上。車上。2 2、天然氣汽車天然氣汽車分類分類u 壓縮天然氣壓縮天然氣（Compressed Natural Gas，CNG）是指壓縮到）是指壓縮到 的天然氣，儲(chǔ)存在車載高壓氣瓶的天然氣，儲(chǔ)存在車載高壓氣瓶中。壓

5、縮天然氣（中。壓縮天然氣（CNG）是一種無色透明、無味、高熱量、比空氣輕的氣體，主要成分是甲烷）是一種無色透明、無味、高熱量、比空氣輕的氣體，主要成分是甲烷。u 液化天然氣液化天然氣（Liquid Natural Gas，LNG）是指常壓下、溫度為）是指常壓下、溫度為 的液體天然氣，儲(chǔ)存于車載絕的液體天然氣，儲(chǔ)存于車載絕熱氣瓶中。熱氣瓶中。液化天然氣（液化天然氣（LNG）燃點(diǎn)高、安全性能強(qiáng)，適于長(zhǎng)途運(yùn)輸和儲(chǔ)存。）燃點(diǎn)高、安全性能強(qiáng)，適于長(zhǎng)途運(yùn)輸和儲(chǔ)存。u 液化石油氣液化石油氣（Liquid Petrol Gas，LPG）是一種在常溫常壓下為氣態(tài)的烴類混合物，比空氣重，）是一種在常溫常壓下為氣態(tài)

6、的烴類混合物，比空氣重，有較高的辛烷值，具有混合均勻、燃燒充分、不積碳、不稀釋潤(rùn)滑油等優(yōu)點(diǎn)，能夠延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)有較高的辛烷值，具有混合均勻、燃燒充分、不積碳、不稀釋潤(rùn)滑油等優(yōu)點(diǎn)，能夠延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，而且一次載氣量大、行駛里程長(zhǎng)。使用壽命，而且一次載氣量大、行駛里程長(zhǎng)。u 吸附天然氣汽車吸附天然氣汽車（ANGV）儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的天然氣以吸附方式（壓力通常為）儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的天然氣以吸附方式（壓力通常為3.56MPa）儲(chǔ)存，工）儲(chǔ)存，工作時(shí)經(jīng)降壓、計(jì)量和混合后進(jìn)作時(shí)經(jīng)降壓、計(jì)量和混合后進(jìn) 入氣缸，也可以直接噴入氣缸或進(jìn)氣管入氣缸，也可以直接噴入氣缸或進(jìn)氣管。（2 2）按燃料供給系統(tǒng)特征分類 單燃料（CNG）汽

7、車 僅使用CNG作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)在燃料供應(yīng)系統(tǒng)、工作循環(huán)參數(shù)、配氣機(jī)構(gòu)參數(shù)等方面一般都針對(duì)CNG的物化特性進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，因此燃燒熱效率較高、經(jīng)濟(jì)性好。 CNG/汽油兩用燃料汽車（多用） 一般是指具有兩套燃料供應(yīng)系統(tǒng)，一套供給天然氣，另一套供給天然氣之外的燃料，兩套燃料供給系統(tǒng)可分別但不可同時(shí)向氣缸供給燃料的汽車。使用中可以在兩種燃料之間進(jìn)行靈活切換。此類汽車與單一燃料汽車相比，由于要兼顧兩種燃料的物化特性，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)幾乎不作改造，因此燃燒熱效率不高、經(jīng)濟(jì)性一般。 CNG/柴油雙燃料汽車 一般是指具有兩套燃料供應(yīng)系統(tǒng)，一套供給天然氣，另一套供給天然氣之外的燃料，兩套燃料供給系

8、統(tǒng)按預(yù)定的配比向氣缸供給燃料，在缸內(nèi)混合燃燒的汽車。CNG為主燃料，柴油起引燃作用。此類發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)也幾乎不作改動(dòng)，可以在單純?nèi)紵裼秃虲NG與柴油同時(shí)混燒兩種工況靈活切換。（3 3）按燃料供給的控制方式分類 機(jī)械控制式天然氣汽車 是指以機(jī)械方式為主控制天然氣供給的天然氣汽車。 機(jī)電聯(lián)合控制式天然氣汽車 是指以機(jī)電聯(lián)合控制方式控制天然氣供給的天然氣汽車。 電控式天然氣汽車 是指利用微機(jī)來控制不同工況天然氣供給的天然氣汽車。電控式又有開環(huán)和閉環(huán)之分。3 3、天然氣汽車的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1）有害氣體排放低）有害氣體排放低2）熱效率高）熱效率高3）天然氣資源豐富天然氣資源豐富4）天然氣汽車有顯著的經(jīng)

9、濟(jì)效益）天然氣汽車有顯著的經(jīng)濟(jì)效益5）比汽油汽車更安全）比汽油汽車更安全缺點(diǎn)缺點(diǎn)1）一次充氣的續(xù)駛里程短）一次充氣的續(xù)駛里程短2）有效控件減少，自重增加）有效控件減少，自重增加3）天然氣是氣態(tài)燃料，不容易儲(chǔ)存和攜帶天然氣是氣態(tài)燃料，不容易儲(chǔ)存和攜帶4）將現(xiàn)有的汽車改用天然氣作燃料時(shí)，需增加發(fā)動(dòng)機(jī)燃料系統(tǒng)的部件，如儲(chǔ)氣瓶、減壓閥、混合將現(xiàn)有的汽車改用天然氣作燃料時(shí)，需增加發(fā)動(dòng)機(jī)燃料系統(tǒng)的部件，如儲(chǔ)氣瓶、減壓閥、混合器等，需要一定的改裝投入。器等，需要一定的改裝投入。4 4、天然氣汽車的結(jié)構(gòu)u當(dāng)前天然氣汽車（當(dāng)前天然氣汽車（CNG、LPG），多是通過對(duì)傳統(tǒng)汽油或柴油汽），多是通過對(duì)傳統(tǒng)汽油或柴油汽

10、車進(jìn)行動(dòng)力改造，其與傳統(tǒng)汽油或柴油汽車的主要區(qū)別在于發(fā)動(dòng)機(jī)，車進(jìn)行動(dòng)力改造，其與傳統(tǒng)汽油或柴油汽車的主要區(qū)別在于發(fā)動(dòng)機(jī)，采用專用的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)配備相應(yīng)的天然氣供給系統(tǒng)及控制采用專用的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)配備相應(yīng)的天然氣供給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。（1）CNG汽車結(jié)構(gòu)汽車結(jié)構(gòu)u CNG汽車在結(jié)構(gòu)上采用傳統(tǒng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)外，由于采用汽車在結(jié)構(gòu)上采用傳統(tǒng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)外，由于采用CNG，還須配備相應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)還須配備相應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CNG的儲(chǔ)運(yùn)、供給及整車控制。的儲(chǔ)運(yùn)、供給及整車控制。通常主要由三部分組成：通常主要由三部分組成：儲(chǔ)氣系統(tǒng)、供給系統(tǒng)、控制系儲(chǔ)氣系統(tǒng)、供給系統(tǒng)、控制系統(tǒng)統(tǒng)。u 儲(chǔ)氣系統(tǒng)是指儲(chǔ)存儲(chǔ)氣系

11、統(tǒng)是指儲(chǔ)存CNG的裝置的裝置，由天然氣儲(chǔ)氣瓶、氣量，由天然氣儲(chǔ)氣瓶、氣量顯示器（壓力表）、充氣閥、壓力傳感器、高壓管線等顯示器（壓力表）、充氣閥、壓力傳感器、高壓管線等組成組成（1）CNG汽車汽車工作原理工作原理控制系統(tǒng)中油氣燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)控制高壓電控制系統(tǒng)中油氣燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)控制高壓電磁閥與汽油電磁閥的流通量，由此調(diào)節(jié)汽磁閥與汽油電磁閥的流通量，由此調(diào)節(jié)汽油與天然氣的供給比例，從而實(shí)現(xiàn)油與天然氣的供給比例，從而實(shí)現(xiàn)CNG車車輛以最佳工況運(yùn)行。當(dāng)使用天然氣作為燃輛以最佳工況運(yùn)行。當(dāng)使用天然氣作為燃料時(shí)，儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)料時(shí)，儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi) 的的CNG經(jīng)管道進(jìn)入過濾經(jīng)管道進(jìn)入過濾器去除雜質(zhì)后，進(jìn)入減壓器逐步減壓到

12、常器去除雜質(zhì)后，進(jìn)入減壓器逐步減壓到常壓后，進(jìn)入混合器，與來自空氣濾清器的壓后，進(jìn)入混合器，與來自空氣濾清器的空氣混合后，再經(jīng)由化油器通道進(jìn)入氣缸空氣混合后，再經(jīng)由化油器通道進(jìn)入氣缸燃料。當(dāng)使用汽油時(shí)，汽油電磁閥打開，燃料。當(dāng)使用汽油時(shí)，汽油電磁閥打開，汽油通過該閥進(jìn)入化油器，進(jìn)而被吸入到汽油通過該閥進(jìn)入化油器，進(jìn)而被吸入到汽缸內(nèi)進(jìn)行燃燒。汽缸內(nèi)進(jìn)行燃燒。CNG汽車動(dòng)力系統(tǒng)工作原理圖汽車動(dòng)力系統(tǒng)工作原理圖CNG動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（2） LPG汽車結(jié)構(gòu)汽車結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于LPG檔時(shí)，燃料開始檔時(shí)，燃料開始使用使用LPG，同時(shí)汽油電磁閥將汽油油，同時(shí)汽油電磁閥將汽油油路截

13、斷，停止供應(yīng)汽油。路截?cái)?，停止供?yīng)汽油。LPG電磁閥電磁閥打開后，液態(tài)打開后，液態(tài)LPG從儲(chǔ)氣罐中流出，從儲(chǔ)氣罐中流出，經(jīng)過過濾后流人蒸發(fā)調(diào)壓器，由液態(tài)經(jīng)過過濾后流人蒸發(fā)調(diào)壓器，由液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣體，壓力接近大氣壓；氣態(tài)轉(zhuǎn)變成氣體，壓力接近大氣壓；氣態(tài)的的LPG利用發(fā)動(dòng)機(jī)真空吸力被吸入混利用發(fā)動(dòng)機(jī)真空吸力被吸入混合器；在混合器中合器；在混合器中LPG氣體與空氣均氣體與空氣均勻混合后，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒。當(dāng)轉(zhuǎn)換勻混合后，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于汽油檔時(shí)，汽油電磁閥打開，開關(guān)置于汽油檔時(shí)，汽油電磁閥打開，開始使用汽油，同時(shí)開始使用汽油，同時(shí)LPG電磁閥關(guān)閉，電磁閥關(guān)閉，停止使用停止使用LPG。LPG

14、汽車主要由儲(chǔ)氣罐、蒸發(fā)調(diào)壓器、汽油電磁閥、汽車主要由儲(chǔ)氣罐、蒸發(fā)調(diào)壓器、汽油電磁閥、LPG電磁閥、電磁閥、功率調(diào)節(jié)閥、混合器、燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制電路等組成。功率調(diào)節(jié)閥、混合器、燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制電路等組成。某某LPG動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖6 6、壓縮天然氣汽車專用裝置 天然氣汽車應(yīng)具有的基本專用裝置儲(chǔ)氣瓶、高壓管線、管路接頭、氣壓表、 顯示器、手動(dòng)截止閥、高壓電磁閥、過濾器、過流保護(hù)閥、減壓調(diào)節(jié)器、低壓軟管、循環(huán)水管、空氣燃料混合器（燃料噴射器）、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)等。 按功能可劃分為三類： （1 1）儲(chǔ)氣系統(tǒng)部件：儲(chǔ)氣瓶、充氣閥、高壓線及高壓接頭、手動(dòng)截止閥、氣壓顯示裝置。 （2 2）燃?xì)?/p>

15、供給部件：天然氣過濾器、減壓調(diào)節(jié)器、混合器、低壓氣軟管及循環(huán)水軟管。 （3 3）控制系統(tǒng)部件：燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)、模擬器、天然氣電磁閥、汽油電磁閥、空燃比調(diào)節(jié)器、電控單元。1)1)壓縮天然氣儲(chǔ)氣瓶 CNGCNG汽車儲(chǔ)氣瓶（以下簡(jiǎn)稱“氣瓶”）是天然氣汽車重要的專用部件。其成本約占CNGCNG汽車改裝成本的30307070。車用氣瓶的儲(chǔ)氣壓力為20 MPa20 MPa，這是綜合考慮到車用氣瓶的容積/ /重量比以及降低加氣站運(yùn)行成本所確定的優(yōu)化結(jié)果。過高的儲(chǔ)氣壓力反而會(huì)導(dǎo)致氣瓶容積效率比的下降及加氣站運(yùn)行費(fèi)用的升高。 壓縮天然氣儲(chǔ)氣瓶分為四類： 第一類是鋼或鋁合金金屬瓶（NGV21NGV21）； 第二類是

16、鋼或鋁內(nèi)襯加筒身“環(huán)箍纏繞”樹脂浸漬 長(zhǎng)纖維加固的復(fù)合材料氣瓶（NGV22NGV22）； 第三類是鋼或鋁內(nèi)襯加“整體纏繞”樹脂浸漬長(zhǎng)纖 維加固的復(fù)合材料氣瓶（NGV23NGV23）； 第四類是塑料內(nèi)襯加“縱向整體纏繞”樹脂浸漬長(zhǎng) 纖維加固的復(fù)合材料氣瓶。 我國(guó)目前主要使用的是鋼質(zhì)氣瓶，該類瓶生產(chǎn)成本較低，安全耐用，容積率高，但重容比大、重量大。復(fù)合材料瓶最大的優(yōu)點(diǎn)是重容比小、重量輕，但生產(chǎn)成本高，價(jià)格貴，容積效率低。2）高壓燃料切斷閥）高壓燃料切斷閥 根據(jù)減壓后的輸出壓力的大小可以把減壓調(diào)節(jié)器分為： 負(fù)壓輸出的減壓調(diào)節(jié)器 正壓輸出的減壓調(diào)節(jié)器 混合器的作用是將空氣和天然氣按一定比例混合，形成一

17、定濃度的可燃混合氣，并能根據(jù)混合器的作用是將空氣和天然氣按一定比例混合，形成一定濃度的可燃混合氣，并能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，增減混合氣的供應(yīng)量，以適應(yīng)發(fā)動(dòng)在起動(dòng)、怠速、加速等不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，增減混合氣的供應(yīng)量，以適應(yīng)發(fā)動(dòng)在起動(dòng)、怠速、加速等不同運(yùn)行工況下正常運(yùn)行的需要。運(yùn)行工況下正常運(yùn)行的需要。8)8)加氣口 組成：接口、單向閥、防塵蓋（塞）、輸氣接頭和安裝件。 加氣時(shí)，先拔出防塵塞，將高壓加氣軟管上的插頭插入充氣孔，打開手動(dòng)截止閥，即可充氣。充氣完成后將截止閥關(guān)閉，方可拔出高壓加氣軟管上的插頭，插回防塵塞，旋緊排氣螺塞。 9)9)高壓管線及高壓接頭 高壓管線采用不銹無縫鋼管

18、或其他車用高壓天然氣專用管線。 功能：用于輸送高壓天然氣，其工作壓力為20MPa 20MPa 。 安裝：高壓鋼管在不同功能件之間連接時(shí)，必須作抗震彎或者“U”U”型圈，其彎曲半徑須大于5 5倍高壓鋼管直徑。1010手動(dòng)截止閥 儲(chǔ)氣瓶到減壓調(diào)節(jié)器之間應(yīng)設(shè)置手動(dòng)截止閥，用于當(dāng)CNGCNG汽車因加氣、修理、入庫停車時(shí)用來截止儲(chǔ)氣瓶到減壓調(diào)節(jié)器之間的氣路連接。11) 11) 天然氣濾清器 功能：用于對(duì)天然氣中的雜質(zhì)（氣瓶中的鐵銹，壓縮機(jī)中的雜質(zhì)等）進(jìn)行過濾，過濾精度10us-50us10us-50us；過濾器在使用過程中根據(jù)需要對(duì)濾芯進(jìn)行清洗，每100,000100,000公里需要進(jìn)行更換，或根據(jù)當(dāng)?shù)?/p>

19、氣體的潔凈度進(jìn)行更換。（1）LPG汽車燃料供給系統(tǒng)的總體組成汽車燃料供給系統(tǒng)的總體組成7.LPG汽車燃料供給系統(tǒng)的組成汽車燃料供給系統(tǒng)的組成原理原理8 8、天然氣汽車實(shí)例（1）CNG汽車實(shí)例汽車實(shí)例東風(fēng)雪鐵龍愛麗舍東風(fēng)雪鐵龍愛麗舍CNG雙燃料車（雙燃料車（C-Elysee），是國(guó)內(nèi)第一家燃?xì)夤┙o系統(tǒng)采用原廠流水線一體），是國(guó)內(nèi)第一家燃?xì)夤┙o系統(tǒng)采用原廠流水線一體化設(shè)計(jì)制造非線外改裝的化設(shè)計(jì)制造非線外改裝的CNG雙燃料車。雙燃料車。愛麗舍愛麗舍CNG雙燃料車動(dòng)力系統(tǒng)布置雙燃料車動(dòng)力系統(tǒng)布置愛麗舍愛麗舍CNG雙燃料車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)例圖雙燃料車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)例圖n 愛麗舍愛麗舍CNG雙燃料車采用了組

20、合儀表盤，嵌入油氣轉(zhuǎn)換開關(guān)，能夠方便實(shí)現(xiàn)油氣切換。組合儀表依照國(guó)家雙燃料車采用了組合儀表盤，嵌入油氣轉(zhuǎn)換開關(guān)，能夠方便實(shí)現(xiàn)油氣切換。組合儀表依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為駕駛員提供汽車車速、汽油、標(biāo)準(zhǔn)，為駕駛員提供汽車車速、汽油、CNG等信息。等信息。（2）LPG汽車實(shí)例汽車實(shí)例Polo BiFuel雙燃料車雙燃料車福特福特公司公司LPG清潔型能源清潔型能源Falcon車型車型二、氫氣汽車 1、氫氣汽車的定義 直接使用氫氣燃燒做功的汽車。優(yōu)點(diǎn)（1）資源豐富（2）環(huán)保（3）燃燒熱值高 （4）熱效率（5）燃燒穩(wěn)定充（6）燃料混合比的濃度調(diào)節(jié)方便（7）辛烷值（8）點(diǎn)火能量低（9）稀燃能力強(qiáng)缺點(diǎn)（1）難以儲(chǔ)存 （2

21、）制取成本高（3）易燃?xì)錃馄嚳傮w組成三、醇燃料汽車使用醇基燃料（甲醇、乙醇等）的汽車。 (1)(1)醇類燃料的來源 甲醇（木醇或木酒精）可以由一氧化碳和氫氣合成，為無色透明的液體，高揮發(fā)性，易燃。主要由天然氣（占78%）、重油（占10%）、石腦油（占7%）、液化石油氣（占3%）、煤炭（占2%）、油頁巖、木材和垃圾等物質(zhì)中提煉。 乙醇俗稱酒精，其工業(yè)生產(chǎn)方法主要有發(fā)酵法、乙烯水合法等方法，我國(guó)一直以發(fā)酵法為主，其生產(chǎn)原料有三類：第一類是含糖作物與副產(chǎn)物，如甘蔗、甜菜、甜高梁和糖蜜等；第二類是淀粉質(zhì)作物，如玉米、高梁、小麥、紅薯和馬鈴薯等；第三類是纖維素原料，如木材、木屑和谷物秸桿等。1.醇類燃

22、料的來源及分類 (2)(2)醇類燃料的分類 1）按醇類燃料的組成成份和性質(zhì)來分，主要是指甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH），它們都是相對(duì)分子質(zhì)量較小的單質(zhì)，燃燒產(chǎn)物中基本沒有碳煙，NOx的排放濃度也很低，是一種低污染性燃料。醇類燃料汽車是指以甲醇汽油、乙醇汽油、甲醇、乙醇為燃料的汽車，以甲醇為燃料的汽車稱為甲醇汽車，以乙醇為燃料的汽車稱為乙醇汽車。 2）按醇類燃料在汽車上應(yīng)用分類，主要有三種類型：摻燒、純燒和改質(zhì)。 摻燒是醇類燃料在汽車上的主要應(yīng)用方式。為使內(nèi)燃機(jī)燃用甲醇時(shí)能有良好的效果，可采用不同的摻燒方式，調(diào)整混合燃料的性質(zhì)，改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)良好的摻燒及控制裝置。摻燒主要是指醇類

23、燃料（甲醇或乙醇）以不同的體積比例摻入汽油（柴油）中。 摻燒的主要方法有三種：混合燃料法、薰蒸法、雙供油系統(tǒng)法，前兩種方法既可用于柴油機(jī)上，又可用于汽油機(jī)上，而雙供油系統(tǒng)法僅用于柴油機(jī)上。醇類燃料易于自然吸水且相對(duì)密度小于柴油，故與柴油的互溶性較差，一般情況主要針對(duì)醇類燃料與汽油的摻燒。 2）按醇類燃料在汽車上應(yīng)用分類，主要有三種類型：摻燒、純燒和改質(zhì)。 純燒類型是指單純?nèi)紵状蓟蛞掖既剂希饕绞接杏辛N：裂解法、蒸氣法、火花塞法、電熱塞法、熾熱表面法、加入著火改善劑法。其中后三種方法僅用于柴油機(jī)上，其他方法既可用于柴油機(jī)上，又可用于汽油機(jī)上。 改質(zhì)類型現(xiàn)在主要是指醇類燃料的改質(zhì)。甲醇利用發(fā)

24、動(dòng)機(jī)的余熱將甲醇生成為H2和CO，然后輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒。采用甲醇改質(zhì)需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行較大的改造，最好重新設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)。變性燃料乙醇指乙醇脫水后再添加變性劑而生成的以乙醇為主的燃料。 （1）醇類燃料中含氧量大熱值低，所需要理論空氣量比汽油或柴油少，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能不降低。 （2）辛烷值比汽油高，是點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)好的代用燃料，作為提高汽油辛烷值的優(yōu)良添加劑，采用高壓縮比提高熱效率。普通汽油與15%20%的醇類燃料混合，辛烷值可以達(dá)到優(yōu)質(zhì)汽油的水平，但是醇燃料的抗爆性敏感度大，中、高速時(shí)的抗爆性不如低速時(shí)好。 （3）常溫下為液體，操作容易，儲(chǔ)帶方便。 （4）可燃界限寬，汽油的著火極限為1.47.

25、6；甲醇的著火極限為6.736，燃燒速度快，火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕涂?，可以?shí)現(xiàn)稀薄燃燒，利于排氣凈化和空燃比控制。 （5）與傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)有繼承性，特別是使用汽油醇類混合燃料時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)變化不太大，減少燃燒室表面的燃燒沉積物和改善排放性能。 （6）由于十六烷值低，著火性差，著火延遲期長(zhǎng)，在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中采用醇類燃料要困難得多，在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用較廣。2、醇類燃料主要特性、醇類燃料主要特性 （7）蒸發(fā)潛熱大，使得醇類燃料低溫起動(dòng)和低溫運(yùn)行性能惡化。但在汽油中混合低比例的醇，由燃燒室壁面給液體醇以蒸發(fā)熱，這一特點(diǎn)可成為提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率和冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的有利因素。 （8）熱值低，甲醇的熱值只有汽油的48

26、%，乙醇的熱值只有汽油的64%。因此，與燃用汽油相比，在同等的熱效率下，醇的燃料經(jīng)濟(jì)性低。 （9）沸點(diǎn)低，蒸汽壓高，容易產(chǎn)生氣阻。 （10）腐蝕性大。 （11）醇混合燃料容易發(fā)生分層。醇的吸水性強(qiáng)，混合燃料進(jìn)入水分后易分離為兩相。因此，醇混合燃料要加助溶劑。 （12）甲醇有毒，會(huì)刺激眼結(jié)膜，也會(huì)通過呼吸道、消化道和皮膚進(jìn)入人體，刺激神經(jīng)，造成頭暈、乏力、氣短等癥狀。2、醇類燃料主要特性、醇類燃料主要特性醇燃料汽車的發(fā)展與現(xiàn)狀l1987年，美國(guó)開始發(fā)展靈活燃料汽車。l2007年,全球燃料乙醇產(chǎn)量4100萬噸，相當(dāng)于全球汽油消費(fèi)量的近3%。l2012年，凱迪拉克SRX可兼容E85乙醇汽油。 l目前

27、世界上已有40多個(gè)國(guó)家不同程度應(yīng)用乙醇汽車，巴西強(qiáng)制在汽油中添加燃料乙醇的比例提高到25%；美國(guó)能源部規(guī)劃，到2030年，燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)1.8億噸，替代30%的汽油需求。l我國(guó)上世紀(jì)60年代開始實(shí)驗(yàn)推廣甲醇燃料。l2006年，我國(guó)發(fā)布了生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃。l2009年7月2日，國(guó)家 GB/T 23799-2009車用甲醇汽油（M85）標(biāo)準(zhǔn)正式批準(zhǔn)頒布。l我國(guó)已在東北、山東等地，建設(shè)以甜高粱莖稈為主要原料的燃料乙醇試點(diǎn)項(xiàng)目；在廣西、重慶、四川等地建設(shè)以薯類作物為原料的燃料乙醇試點(diǎn)項(xiàng)目。醇燃料汽車的基本結(jié)構(gòu)與工作原理醇燃料汽車的使用維護(hù)（1）首次使用前要對(duì)車輛內(nèi)部進(jìn)行

28、清洗（2）防止醇燃料吸水（3）夏季使用需注意（4）醇燃料對(duì)橡膠有影響（5）按壓縮比選擇醇燃料四、二甲醚汽車二甲醚化學(xué)式及分子結(jié)構(gòu)圖二甲醚化學(xué)式及分子結(jié)構(gòu)圖1 二甲醚概述二甲醚概述二甲醚二甲醚(Dimethyl-ether)，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱DME，其化學(xué)分子，其化學(xué)分子式為式為 ，含氧量為，含氧量為34.8%，二常壓下是氣態(tài)，加壓到，二常壓下是氣態(tài)，加壓到5-6個(gè)大氣壓可以變?yōu)橐后w，物理性質(zhì)類似于液化個(gè)大氣壓可以變?yōu)橐后w，物理性質(zhì)類似于液化石油氣，可以用作民用燃料；理論熱值約為汽柴油石油氣，可以用作民用燃料；理論熱值約為汽柴油的的64%，應(yīng)用熱值相當(dāng)于汽柴油的，應(yīng)用熱值相當(dāng)于汽柴油的80%左右。左右

29、。2 2 二甲醚汽車的發(fā)展l1995年，丹麥技術(shù)大學(xué)和年，丹麥技術(shù)大學(xué)和Tops-be公司首先將二甲醚用做柴油機(jī)燃料。公司首先將二甲醚用做柴油機(jī)燃料。l2000年，年，VOLVO汽車公司研制出了二甲醚大客車示范樣車。汽車公司研制出了二甲醚大客車示范樣車。l2004年，國(guó)外二甲醚產(chǎn)量在年，國(guó)外二甲醚產(chǎn)量在20萬萬t左右，以甲醇?xì)庀嗝撍ㄉa(chǎn)為主。生產(chǎn)主要集左右，以甲醇?xì)庀嗝撍ㄉa(chǎn)為主。生產(chǎn)主要集中在美國(guó)、德國(guó)、日本、澳大利亞。中在美國(guó)、德國(guó)、日本、澳大利亞。l1995年，丹麥技術(shù)大學(xué)和年，丹麥技術(shù)大學(xué)和Tops-be公司首先將二甲醚用做柴油機(jī)燃料。公司首先將二甲醚用做柴油機(jī)燃料。l2000年，

30、年，VOLVO汽車公司研制出了二甲醚大客車示范樣車。汽車公司研制出了二甲醚大客車示范樣車。l2004年，國(guó)外二甲醚產(chǎn)量在年，國(guó)外二甲醚產(chǎn)量在20萬萬t左右，以甲醇?xì)庀嗝撍ㄉa(chǎn)為主。生產(chǎn)主要集左右，以甲醇?xì)庀嗝撍ㄉa(chǎn)為主。生產(chǎn)主要集中在美國(guó)、德國(guó)、日本、澳大利亞。中在美國(guó)、德國(guó)、日本、澳大利亞。2 2 二甲醚汽車的發(fā)展l1997年年，上海交通大學(xué)承擔(dān)了我國(guó)首項(xiàng)有關(guān)二甲醚燃的國(guó)家項(xiàng)目上海交通大學(xué)承擔(dān)了我國(guó)首項(xiàng)有關(guān)二甲醚燃的國(guó)家項(xiàng)目；l2005年，研制成功首臺(tái)二甲醚城市客車年，研制成功首臺(tái)二甲醚城市客車。l2007年，上海市首批投放了年，上海市首批投放了l0輛二甲醚公交車，并建設(shè)了首個(gè)二甲醚加注

31、站輛二甲醚公交車，并建設(shè)了首個(gè)二甲醚加注站。l2012年，全國(guó)二甲醚總產(chǎn)能超過年，全國(guó)二甲醚總產(chǎn)能超過1500萬噸，二甲醚的用量約萬噸，二甲醚的用量約600萬噸。萬噸。我國(guó)第一臺(tái)二甲醚城市大客車我國(guó)第一臺(tái)二甲醚城市大客車國(guó)內(nèi)第一個(gè)車用二甲醚加注站國(guó)內(nèi)第一個(gè)車用二甲醚加注站總體而言，由于二甲醚汽車的成本過高及汽車專用技術(shù)總體而言，由于二甲醚汽車的成本過高及汽車專用技術(shù)的不成熟，使得這類產(chǎn)品的市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)困難重重。要推的不成熟，使得這類產(chǎn)品的市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)困難重重。要推廣二甲醚汽車，必須重點(diǎn)解決二甲醚在生產(chǎn)成本與汽車廣二甲醚汽車，必須重點(diǎn)解決二甲醚在生產(chǎn)成本與汽車專用設(shè)備的問題上。專用設(shè)備的問題上。3、

32、二甲醚燃料汽車特點(diǎn) （1）十六烷值大，自燃溫度低； （2）污染少； （3）熱值高； （4）降低最高燃燒溫度，減少NOx排放量； （5）低沸點(diǎn)； （6）資源豐富； （7）熱值低，動(dòng)力不如柴油； （8）儲(chǔ)氣瓶占用空間大，潤(rùn)滑性較差。4、二甲醚燃料汽車燃料供給系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理五、太陽能汽車1 太陽能汽車相關(guān)知識(shí)太陽能汽車相關(guān)知識(shí)l 太陽能是太陽內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。太陽能既是一次太陽能是太陽內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。太陽能既是一次能源，又是可再生能源。能源，又是可再生能源。l 太陽能汽車（太陽能汽車（Solar Car）主要是利用太

33、陽能發(fā)電系統(tǒng)對(duì)太陽能電池進(jìn)行充電，再經(jīng)由汽車本）主要是利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)對(duì)太陽能電池進(jìn)行充電，再經(jīng)由汽車本身的動(dòng)力單元為驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力，從而驅(qū)動(dòng)汽車。身的動(dòng)力單元為驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力，從而驅(qū)動(dòng)汽車。l 依據(jù)所用半導(dǎo)體材料不同，通常分為硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等，其中依據(jù)所用半導(dǎo)體材料不同，通常分為硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等，其中最常用的是最常用的是硅太陽能電池硅太陽能電池。l 近年來，美國(guó)已研制成光電轉(zhuǎn)換率達(dá)近年來，美國(guó)已研制成光電轉(zhuǎn)換率達(dá) 的高性能太陽能電池。澳大利亞用激光技術(shù)制成的太陽的高性能太陽能電池。澳大利亞用激光技術(shù)制成的太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換率達(dá)能電池，其光電轉(zhuǎn)換率達(dá) ，而

34、且成本與柴油發(fā)電相當(dāng)。這些都為光電池在汽車上的應(yīng)用開辟，而且成本與柴油發(fā)電相當(dāng)。這些都為光電池在汽車上的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。了廣闊的前景。2 太陽能汽車的發(fā)展太陽能汽車的發(fā)展l 1978年，世界上第一輛太陽能汽車在英國(guó)研制成功，時(shí)速達(dá)到年，世界上第一輛太陽能汽車在英國(guó)研制成功，時(shí)速達(dá)到13公里。公里。l 1982年，墨西哥研制出三輪太陽能車，速度達(dá)到年，墨西哥研制出三輪太陽能車，速度達(dá)到 ，由于這輛汽車每天所獲得的電能只，由于這輛汽車每天所獲得的電能只能行能行 ，所以它還不能跑遠(yuǎn)路。，所以它還不能跑遠(yuǎn)路。l 1999年年5月巴西圣保羅大學(xué)的科研人員設(shè)計(jì)出一款新型太陽能汽車。最高車速超過月巴西

35、圣保羅大學(xué)的科研人員設(shè)計(jì)出一款新型太陽能汽車。最高車速超過 。l 1984年年9月，我國(guó)首次研制的月，我國(guó)首次研制的“太陽號(hào)太陽號(hào)”太陽能汽車試驗(yàn)成功，并開進(jìn)了北京中南海的太陽能汽車試驗(yàn)成功，并開進(jìn)了北京中南海的勤政殿。該車車頂上安裝了勤政殿。該車車頂上安裝了2808塊單晶硅片，組成塊單晶硅片，組成 的硅板，裝有三個(gè)車輪，自重的硅板，裝有三個(gè)車輪，自重 ，車，車速速 。Nuna研發(fā)團(tuán)隊(duì)及研發(fā)團(tuán)隊(duì)及Nuna系列太陽能汽車系列太陽能汽車國(guó)內(nèi)部分太陽能汽車國(guó)內(nèi)部分太陽能汽車比亞迪比亞迪F3DM低碳版車型及其太陽能電池板設(shè)計(jì)低碳版車型及其太陽能電池板設(shè)計(jì)p 盡管國(guó)內(nèi)研發(fā)了多臺(tái)太陽能汽車，但在商用方盡管

36、國(guó)內(nèi)研發(fā)了多臺(tái)太陽能汽車，但在商用方面，由于性能方面與使用上，遠(yuǎn)不能達(dá)到傳統(tǒng)面，由于性能方面與使用上，遠(yuǎn)不能達(dá)到傳統(tǒng)燃料汽車的水平，因此，太陽能目前多作為輔燃料汽車的水平，因此，太陽能目前多作為輔助能源在汽車上得到使用，同時(shí)隨著電動(dòng)汽車助能源在汽車上得到使用，同時(shí)隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，太陽能也作為電動(dòng)汽車蓄電池重要的的發(fā)展，太陽能也作為電動(dòng)汽車蓄電池重要的充電方式在汽車上得到應(yīng)用。充電方式在汽車上得到應(yīng)用。p 國(guó)內(nèi)比亞迪汽車公司一直致力于新能源汽車的國(guó)內(nèi)比亞迪汽車公司一直致力于新能源汽車的開發(fā)，開發(fā)，2010年該公司在其混合動(dòng)力汽車年該公司在其混合動(dòng)力汽車F3DM低碳版上配備了太陽能電池板，通過

37、它，用戶低碳版上配備了太陽能電池板，通過它，用戶可以實(shí)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)為蓄電池充電，從而保證小時(shí)連續(xù)為蓄電池充電，從而保證汽車始終擁有充足的能源供應(yīng)。汽車始終擁有充足的能源供應(yīng)。3 太陽能汽車的太陽能汽車的特點(diǎn)特點(diǎn)（1）汽車能量來自于太陽，物廉價(jià)美，取之不盡、用之不竭。（2）沒有任何排放，零污染；（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的內(nèi)燃機(jī)、離合器、變速箱、傳動(dòng)軸、散熱器、排氣管等零部件。（4）缺點(diǎn)是依賴太陽，續(xù)行里程較短。 太陽能電池的發(fā)電原理是基于半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能。在晶體中電子的數(shù)目總是與核電荷數(shù)相一致，所以P型硅和N型硅是電中性的。如果將P型硅或N型硅放在陽光下照

38、射，光的能量通過電子從化學(xué)鍵中被釋放，由此產(chǎn)生電子空穴對(duì)，但在很短的時(shí)間內(nèi)（在微秒范圍內(nèi)）電子又被捕獲，即電子和空穴“復(fù)合”。4、太陽能電池發(fā)電原理、太陽能電池發(fā)電原理 對(duì)不同材料的太陽能電池，盡管光譜響應(yīng)的范圍是不同的，但光電轉(zhuǎn)換的原理是一致的。如圖所示，在P-N結(jié)的內(nèi)靜電場(chǎng)作用下，N區(qū)的空穴向P區(qū)運(yùn)動(dòng)，而P區(qū)的電子向N區(qū)運(yùn)動(dòng)，最后造成在太陽能電池受光面（上表面）有大量負(fù)電荷（電子）積累，而在電池背光面（下表面）有大量正電荷（空穴）積累。如在電池上、下表面引出金屬電極，并用導(dǎo)線連接負(fù)載，在負(fù)載上就有電流通過。只要太陽光照不斷，負(fù)載上就一直有電流通過。 在N型半導(dǎo)體的表面形成P型半導(dǎo)體，構(gòu)成P

39、-N結(jié)，即形成太陽能電池，形成的P區(qū)僅僅有13m，太陽光照射到它的表面，透過P區(qū)達(dá)到P-N結(jié)處就能夠產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生的電壓約為0.5V。太陽能電池電流的大小與太陽光照射強(qiáng)度的大小，和太陽能電池面積的大小成正比。5、太陽能電池的結(jié)構(gòu) （1 1）車身 太陽能汽車最具魅力的部分就是車身，光滑而又具有異域風(fēng)情的外觀是吸引人們眼球的重要部分。太陽能汽車是由若干主體部件組成的，由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，每一輛太陽能汽車都各具特色。除了車子長(zhǎng)度強(qiáng)制性要求的限制外，當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)太陽能汽車的主體時(shí)要讓阻力達(dá)到最小值，而使太陽能與陽光的接觸比達(dá)到最大值，且質(zhì)量要盡量小，但安全系數(shù)盡量達(dá)到最高。 （2 2）底盤 最初的挑戰(zhàn)

40、是如何制造出一個(gè)高效的太陽能汽車底盤，從而使其強(qiáng)度和安全度達(dá)到最佳，并且質(zhì)量最小。每千克的質(zhì)量都需要足夠大的能量使其在路面上移動(dòng)，這就意味著要力求使車子的質(zhì)量減到最小，而這個(gè)關(guān)鍵部位就是汽車的底盤。然而，安全是一項(xiàng)基本的要求，底盤必須具有嚴(yán)格的強(qiáng)度和安全系數(shù)要求。 太陽能汽車的底盤通常有3種類型：空間框架結(jié)構(gòu)、半單體橫造或碳纖維和單體橫造。 1）空間框架太陽能汽車的底盤，使用一個(gè)焊接或保護(hù)管結(jié)構(gòu)用于支撐裝載或車體。這種車體質(zhì)量小，但不能裝載，合成的外殼可以將分離的底盤組裝起來。 2）半單體橫造或碳纖維太陽能汽車的底盤，使用合成橫梁和空間隔開達(dá)到支撐裝載的能力，而整合就不能支撐裝載并承受一個(gè)整體

41、的腹部底盤。 3）單體橫造太陽能汽車的底盤，使用軀體結(jié)構(gòu)并用來支撐裝載。 （3 3）所用材料 太陽能汽車中的復(fù)合材料得到廣泛的應(yīng)用。這種復(fù)合材料是由像三明治夾層一樣的結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成。碳纖維、凱夫拉(KEVLAR) 纖維和玻璃是普通的合成建筑材料，蜂窩狀和泡沫塑料是常用的合成填充材料，這些材料用環(huán)氧基樹脂保護(hù)起來，組合在具有KEVLAR和碳纖維的材料里，能夠獲得人們需要的強(qiáng)度材料（相當(dāng)于鋼的強(qiáng)度），且是非常輕質(zhì)的材料。（4 4）駕駛控制系統(tǒng) 1 1）發(fā)動(dòng)機(jī)控制器 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，而發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)來自駕駛員的加速裝置。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的電力管理是通過程序來完成的。發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)需要配備不同

42、型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。很多太陽能汽車使用精確數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)來管理整個(gè)太陽能汽車的電力系統(tǒng)，其中包括太陽能光伏陣列、蓄電池組、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)。 2 2）其他控制 大多數(shù)太陽能汽車是單座，這對(duì)駕駛員來說沒有多少樂趣可言，但有的太陽能汽車也可搭乘一位乘客。駕駛員和乘客必須有安全裝備，主要有護(hù)腕和頭盔。另外，駕駛汽車時(shí)，駕駛員更為重要的職責(zé)是注意汽車的系統(tǒng)安全和觀察儀表是否出現(xiàn)異常問題。 （5 5）電力、驅(qū)動(dòng)及機(jī)械系統(tǒng) 1 1）電力系統(tǒng) 太陽能汽車的心臟部位是電力系統(tǒng)，它由蓄電池和太陽電能組成。電力系統(tǒng)控制器管理全部電力的供應(yīng)和收集工作。 在太陽能汽車?yán)镒罡呒?jí)的組件部分就是電力系統(tǒng)，它們包括峰值電力

43、監(jiān)控儀、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。電力系統(tǒng)最基本的功能是控制和管理整個(gè)系統(tǒng)中的電力。 1 1）電力系統(tǒng) 蓄電池。蓄電池是一種最輕便的電力資源，蓄電池組就相當(dāng)于普通汽車的油箱。一個(gè)太陽能汽車使用蓄電池組來儲(chǔ)存電能，以便在必要時(shí)使用。太陽能汽車啟動(dòng)裝置控制著蓄電池組，但是當(dāng)太陽能汽車開動(dòng)后，是通過太陽能陣列提供能量，再充到蓄電池組內(nèi)的。由于各種原因，大量的蓄電池作為能量被使用是有限的。 太陽電能。人們生活中對(duì)電力的需求是有限的，但電力卻是生活的必需品。太陽能汽車通過太陽能光伏組件給蓄電池充電。高效的電力經(jīng)太陽能汽車陣列，通過蓄電池的儲(chǔ)存，可獲得最大的能量。由一個(gè)及多個(gè)太陽能光伏電板串聯(lián)起來，即可

44、將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存電力，按照同樣的方式可將所有光伏電池板連起來。 2 2）驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng) 在太陽能汽車?yán)锸褂檬裁搭愋偷陌l(fā)動(dòng)機(jī)沒有限制，一般額定的是25HP （1HP=0.75kW）。大多數(shù)太陽能汽車使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是雙線圈交流無刷機(jī)，這種交流無刷機(jī)是相當(dāng)輕質(zhì)材料的機(jī)器，在額定轉(zhuǎn)速（r/min）下達(dá)到98% 的使用效率。太陽能汽車有3種基本驅(qū)動(dòng)類型：?jiǎn)螠p引導(dǎo)式驅(qū)動(dòng)、變頻履帶式驅(qū)動(dòng)、軸式驅(qū)動(dòng)。 3 3）機(jī)械系統(tǒng) 機(jī)械系統(tǒng)在太陽能汽車概念里是很簡(jiǎn)單的，但是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減少摩擦力和質(zhì)量，根據(jù)不同的路況來設(shè)計(jì)需要的強(qiáng)度。輕質(zhì)金屬如鋁合金和合成金屬是最常用的，可使質(zhì)量和強(qiáng)度達(dá)到最優(yōu)。一般針對(duì)質(zhì)量和強(qiáng)度

45、的比例制造高效率的組件。機(jī)械系統(tǒng)包括制動(dòng)、轉(zhuǎn)向盤和輪胎等。 1 1）太陽能采集格板 多選用熱塑料制成的太陽能采集格板，形狀如圖所示，太陽能電池就布置在格子中。目前在太陽能汽車上使用的太陽能電池一般有非晶態(tài)電池、地面硅電池、太空級(jí)硅電池和砷化錫電池等。由于太陽能汽車對(duì)能量的采集是有限的，必須嚴(yán)格控制能量的損失，所以在選擇太陽能電池時(shí)應(yīng)該考慮的是效率最大的那種。 （6）太陽能汽車的關(guān)鍵技術(shù)）太陽能汽車的關(guān)鍵技術(shù) 2 2）蓄電池 由俄羅斯里姆施塔特高等技術(shù)學(xué)校研制的太陽能汽車，蓄電池組采用10個(gè)串聯(lián)的12V鉛酸蓄電池，容量為40Ah，能量?jī)?chǔ)備為4.8kWh，質(zhì)量為125kg。由于比能量大的電池即便是

46、隔熱措施再好，也會(huì)釋放出較多的熱量，所以一般在太陽能汽車上不予采用。 3 3）電動(dòng)機(jī) 為了實(shí)現(xiàn)所需的牽引功率和保證太陽能汽車能夠在25%的坡道上行駛，要求電動(dòng)機(jī)的最大功率不低于2kW。電動(dòng)機(jī)的效率取決于所采用異步牽引電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于3000r/min時(shí)，相應(yīng)的功率低于2kW。在功率范圍為26kW、轉(zhuǎn)速大于3000r/min的情況下，電動(dòng)機(jī)的效率高于80%。在回收制動(dòng)能量的再生工況下，異步電動(dòng)機(jī)是作為發(fā)電機(jī)使用的。 4 4）車身輕量化 減小質(zhì)量對(duì)于太陽能汽車動(dòng)力性的提高是至關(guān)重要的，太陽能汽車車身材料的選擇原則是輕量并能吸收碰撞能量。如Sun runner汽車的車架用鋁合金制成，車身外覆蓋件使用碳纖維玻璃鋼，它的密度為0.93kg/m2，表面覆蓋層是光滑的精細(xì)織物；采用結(jié)實(shí)的織物用作內(nèi)飾；在外覆蓋件和內(nèi)飾之間是厚度為9.512.7mm的蜂窩狀?yuàn)A層，其密度為28.9kg/m2。六、風(fēng)能汽車風(fēng)能風(fēng)能(wind energy)是因是因空氣空氣流流做功做功而提供給人類的一種可利用的而提供給人類的一種可利用的能量能量，屬于，屬于可再生能源可再生能源（包括（包括水能，生物能等）。空氣流具有的水能，生物能等）。空氣流具有的動(dòng)能動(dòng)能稱風(fēng)能。目前風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)得到了較大的推廣，在歐洲，稱風(fēng)能。目前風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)得到了較大的推廣，在歐