學習情境五其他新能源汽車

學習情境五_其他新能源汽車2024/3/28學習情境五其他新能源汽車什么是天然氣汽車？天然氣汽車有哪些優(yōu)點和缺點？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？什么是太陽能汽車？有何特點？什么是風能汽車？有何特點？什么是核能汽車？有何特點？5-1其他新能源汽車的基礎(chǔ)知識

學習情境五其他新能源汽車一、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85％～95％。甲烷的沸點為-161.5℃，與常溫下處于液態(tài)的汽、柴油的搬運和存儲方法有很大差異。

學習情境五其他新能源汽車優(yōu)點：天然氣發(fā)動機有害排放減少天然氣與空氣混合均勻，燃燒較完全，很寬的著火界限實現(xiàn)稀燃，CO和HC排放降低；天然氣燃燒火焰溫度低，NOX排放量減少；CO2比汽油及柴油降低20%以上，對減小“溫室效應(yīng)”有好處。學習情境五其他新能源汽車資料表明，天然氣汽車的排放CO可降低80%以上，NOx和非甲烷類可降低80%，CO2可降低30%，HC可降低80%、SO2降低70%，SO低99%，Pb減少到零，顆粒物減少41%，噪聲降低40%。因此與汽油柴油比較是一種非常清潔的車用燃料。學習情境五其他新能源汽車抗爆性好天然氣辛烷值高,約為130，有較好的抗爆性。可增大發(fā)動機壓縮比和點火提前角，提高發(fā)動機性能。學習情境五其他新能源汽車安全性好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行，不會泄露。即使有泄漏，天然氣比空氣輕，不易積聚，加上天然氣燃點高（537℃以上），不易產(chǎn)生火災(zāi)事故。天然氣使用特性好冷起動性能好，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；不對機油產(chǎn)生稀釋，因此發(fā)動機壽命長。學習情境五其他新能源汽車缺點：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。密度低、天然氣混合氣熱值低，天然氣發(fā)動機動力性下降（針對兩用燃料車）。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。學習情境五其他新能源汽車二、天然氣汽車1、天然氣汽車定義天然氣汽車是以天然氣作為燃料的汽車。學習情境五其他新能源汽車（1）按照天然氣的化學成分和形態(tài)，可分為壓縮天然氣（CNG）汽車、液化天然氣（LNG）汽車、液化石油氣（LPG）和吸附天然氣汽車（ANGV）汽車四種。目前推廣應(yīng)用的比較廣泛的是CNG汽車與LPG汽車，比如應(yīng)用在出租車和公交車上。2、天然氣汽車分類學習情境五其他新能源汽車壓縮天然氣（CompressedNaturalGas，CNG）是指壓縮到的天然氣，儲存在車載高壓氣瓶中。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。液化天然氣（LiquidNaturalGas，LNG）是指常壓下、溫度為的液體天然氣，儲存于車載絕熱氣瓶中。液化天然氣（LNG）燃點高、安全性能強，適于長途運輸和儲存。液化石油氣（LiquidPetrolGas，LPG）是一種在常溫常壓下為氣態(tài)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、不稀釋潤滑油等優(yōu)點，能夠延長發(fā)動機使用壽命，而且一次載氣量大、行駛里程長。吸附天然氣汽車（ANGV）儲氣瓶內(nèi)的天然氣以吸附方式（壓力通常為3.5～6MPa）儲存，工作時經(jīng)降壓、計量和混合后進入氣缸，也可以直接噴入氣缸或進氣管。學習情境五其他新能源汽車（2）按燃料供給系統(tǒng)特征分類

單燃料（CNG）汽車

僅使用CNG作為發(fā)動機的燃料，車輛的發(fā)動機在燃料供應(yīng)系統(tǒng)、工作循環(huán)參數(shù)、配氣機構(gòu)參數(shù)等方面一般都針對CNG的物化特性進行了專門設(shè)計，因此燃燒熱效率較高、經(jīng)濟性好。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)可分別但不可同時向氣缸供給燃料的汽車。使用中可以在兩種燃料之間進行靈活切換。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)動機結(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)動機結(jié)構(gòu)參數(shù)也幾乎不作改動，可以在單純?nèi)紵裼秃虲NG與柴油同時混燒兩種工況靈活切換。學習情境五其他新能源汽車（3）按燃料供給的控制方式分類

機械控制式天然氣汽車是指以機械方式為主控制天然氣供給的天然氣汽車。機電聯(lián)合控制式天然氣汽車是指以機電聯(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。學習情境五其他新能源汽車3、天然氣汽車的優(yōu)缺點優(yōu)點1）有害氣體排放低2）熱效率高3）天然氣資源豐富4）天然氣汽車有顯著的經(jīng)濟效益5）比汽油汽車更安全缺點1）一次充氣的續(xù)駛里程短2）有效控件減少，自重增加3）天然氣是氣態(tài)燃料，不容易儲存和攜帶4）將現(xiàn)有的汽車改用天然氣作燃料時，需增加發(fā)動機燃料系統(tǒng)的部件，如儲氣瓶、減壓閥、混合器等，需要一定的改裝投入。學習情境五其他新能源汽車4、天然氣汽車的結(jié)構(gòu)當前天然氣汽車（CNG、LPG），多是通過對傳統(tǒng)汽油或柴油汽車進行動力改造，其與傳統(tǒng)汽油或柴油汽車的主要區(qū)別在于發(fā)動機，采用專用的天然氣發(fā)動機，同時配備相應(yīng)的天然氣供給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。學習情境五其他新能源汽車（1）CNG汽車結(jié)構(gòu)CNG汽車在結(jié)構(gòu)上采用傳統(tǒng)動力結(jié)構(gòu)外，由于采用CNG，還須配備相應(yīng)的系統(tǒng)實現(xiàn)CNG的儲運、供給及整車控制。通常主要由三部分組成：儲氣系統(tǒng)、供給系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。儲氣系統(tǒng)是指儲存CNG的裝置，由天然氣儲氣瓶、氣量顯示器（壓力表）、充氣閥、壓力傳感器、高壓管線等組成學習情境五其他新能源汽車（1）CNG汽車工作原理控制系統(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，從而實現(xiàn)CNG車輛以最佳工況運行。當使用天然氣作為燃料時，儲氣瓶內(nèi)的CNG經(jīng)管道進入過濾器去除雜質(zhì)后，進入減壓器逐步減壓到常壓后，進入混合器，與來自空氣濾清器的空氣混合后，再經(jīng)由化油器通道進入氣缸燃料。當使用汽油時，汽油電磁閥打開，汽油通過該閥進入化油器，進而被吸入到汽缸內(nèi)進行燃燒。CNG汽車動力系統(tǒng)工作原理圖學習情境五其他新能源汽車CNG動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖學習情境五其他新能源汽車（2）LPG汽車結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于LPG檔時，燃料開始使用LPG，同時汽油電磁閥將汽油油路截斷，停止供應(yīng)汽油。LPG電磁閥打開后，液態(tài)LPG從儲氣罐中流出，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)的LPG利用發(fā)動機真空吸力被吸入混合器；在混合器中LPG氣體與空氣均勻混合后，進入發(fā)動機燃燒。當轉(zhuǎn)換開關(guān)置于汽油檔時，汽油電磁閥打開，開始使用汽油，同時LPG電磁閥關(guān)閉，停止使用LPG。LPG汽車主要由儲氣罐、蒸發(fā)調(diào)壓器、汽油電磁閥、LPG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。學習情境五其他新能源汽車某LPG動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖學習情境五其他新能源汽車5、CNG發(fā)動機基本原理學習情境五其他新能源汽車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氣瓶、高壓管線、管路接頭、氣壓表、顯示器、手動截止閥、高壓電磁閥、過濾器、過流保護閥、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)動機控制系統(tǒng)等。學習情境五其他新能源汽車按功能可劃分為三類：（1）儲氣系統(tǒng)部件：儲氣瓶、充氣閥、高壓線及高壓接頭、手動截止閥、氣壓顯示裝置。（2）燃氣供給部件：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）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。學習情境五其他新能源汽車1)壓縮天然氣儲氣瓶CNG汽車儲氣瓶（以下簡稱“氣瓶”）是天然氣汽車重要的專用部件。其成本約占CNG汽車改裝成本的30％～70％。車用氣瓶的儲氣壓力為20MPa，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行成本所確定的優(yōu)化結(jié)果。過高的儲氣壓力反而會導(dǎo)致氣瓶容積效率比的下降及加氣站運行費用的升高。學習情境五其他新能源汽車壓縮天然氣儲氣瓶分為四類：第一類是鋼或鋁合金金屬瓶（NGV2—1）；第二類是鋼或鋁內(nèi)襯加筒身“環(huán)箍纏繞”樹脂浸漬長纖維加固的復(fù)合材料氣瓶（NGV2—2）；第三類是鋼或鋁內(nèi)襯加“整體纏繞”樹脂浸漬長纖維加固的復(fù)合材料氣瓶（NGV2—3）；第四類是塑料內(nèi)襯加“縱向整體纏繞”樹脂浸漬長纖維加固的復(fù)合材料氣瓶。

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我國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)點是重容比小、重量輕，但生產(chǎn)成本高，價格貴，容積效率低。學習情境五其他新能源汽車2）高壓燃料切斷閥學習情境五其他新能源汽車3）高壓減壓器學習情境五其他新能源汽車

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：負壓輸出的減壓調(diào)節(jié)器正壓輸出的減壓調(diào)節(jié)器

學習情境五其他新能源汽車4）低壓電磁閥學習情境五其他新能源汽車5）電控調(diào)壓器（EPR閥）學習情境五其他新能源汽車6）混合器部件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)動機轉(zhuǎn)速和負荷的變化，增減混合氣的供應(yīng)量，以適應(yīng)發(fā)動在起動、怠速、加速等不同運行工況下正常運行的需要。學習情境五其他新能源汽車7）防喘振閥

學習情境五其他新能源汽車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，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。

學習情境五其他新能源汽車學習情境五其他新能源汽車9)高壓管線及高壓接頭高壓管線采用不銹無縫鋼管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。安裝：高壓鋼管在不同功能件之間連接時，必須作抗震彎或者“U”型圈，其彎曲半徑須大于5倍高壓鋼管直徑。學習情境五其他新能源汽車10手動截止閥

儲氣瓶到減壓調(diào)節(jié)器之間應(yīng)設(shè)置手動截止閥，用于當CNG汽車因加氣、修理、入庫停車時用來截止儲氣瓶到減壓調(diào)節(jié)器之間的氣路連接。學習情境五其他新能源汽車11)天然氣濾清器功能：用于對天然氣中的雜質(zhì)（氣瓶中的鐵銹，壓縮機中的雜質(zhì)等）進行過濾，過濾精度10us-50us；過濾器在使用過程中根據(jù)需要對濾芯進行清洗，每100,000公里需要進行更換，或根據(jù)當?shù)貧怏w的潔凈度進行更換。學習情境五其他新能源汽車（1）LPG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)的組成原理學習情境五其他新能源汽車（2）LPG汽車燃料供給系統(tǒng)基本原理學習情境五其他新能源汽車8、天然氣汽車實例（1）CNG汽車實例東風雪鐵龍愛麗舍CNG雙燃料車（C-Elysee），是國內(nèi)第一家燃氣供給系統(tǒng)采用原廠流水線一體化設(shè)計制造非線外改裝的CNG雙燃料車。愛麗舍CNG雙燃料車動力系統(tǒng)布置學習情境五其他新能源汽車愛麗舍CNG雙燃料車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實例圖愛麗舍CNG雙燃料車采用了組合儀表盤，嵌入油氣轉(zhuǎn)換開關(guān)，能夠方便實現(xiàn)油氣切換。組合儀表依照國家標準，為駕駛員提供汽車車速、汽油、CNG等信息。學習情境五其他新能源汽車（2）LPG汽車實例PoloBiFuel雙燃料車福特公司LPG清潔型能源Falcon車型學習情境五其他新能源汽車二、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。學習情境五其他新能源汽車2、氫燃料的特點優(yōu)點（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）點火能量低（9）稀燃能力強缺點（1）難以儲存（2）制取成本高（3）易燃學習情境五其他新能源汽車3、氫氣汽車總體組成學習情境五其他新能源汽車4、儲氫罐學習情境五其他新能源汽車三、醇燃料汽車使用醇基燃料（甲醇、乙醇等）的汽車。學習情境五其他新能源汽車(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.醇類燃料的來源及分類學習情境五其他新能源汽車(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。學習情境五其他新能源汽車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)燃機燃用甲醇時能有良好的效果，可采用不同的摻燒方式，調(diào)整混合燃料的性質(zhì)，改進內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)及設(shè)計良好的摻燒及控制裝置。摻燒主要是指醇類燃料（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上，又可用于汽油機上，而雙供油系統(tǒng)法僅用于柴油機上。醇類燃料易于自然吸水且相對密度小于柴油，故與柴油的互溶性較差，一般情況主要針對醇類燃料與汽油的摻燒。學習情境五其他新能源汽車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)。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上，其他方法既可用于柴油機上，又可用于汽油機上。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)動機的余熱將甲醇生成為H2和CO，然后輸送到發(fā)動機內(nèi)燃燒。采用甲醇改質(zhì)需要對發(fā)動機進行較大的改造，最好重新設(shè)計發(fā)動機。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。學習情境五其他新能源汽車（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)動機的動力性能不降低。（2）辛烷值比汽油高，是點燃發(fā)動機好的代用燃料，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、高速時的抗爆性不如低速時好。（3）常溫下為液體，操作容易，儲帶方便。（4）可燃界限寬，汽油的著火極限為1.4～7.6；甲醇的著火極限為6.7～36，燃燒速度快，火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕涂?，可以實現(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)動機技術(shù)有繼承性，特別是使用汽油－醇類混合燃料時，發(fā)動機結(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，在壓燃式發(fā)動機中采用醇類燃料要困難得多，在點燃式發(fā)動機應(yīng)用較廣。2、醇類燃料主要特性學習情境五其他新能源汽車（7）蒸發(fā)潛熱大，使得醇類燃料低溫起動和低溫運行性能惡化。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，這一特點可成為提高發(fā)動機熱效率和冷卻發(fā)動機的有利因素。（8）熱值低，甲醇的熱值只有汽油的48%，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)濟性低。（9）沸點低，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，混合燃料進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，會刺激眼結(jié)膜，也會通過呼吸道、消化道和皮膚進入人體，刺激神經(jīng)，造成頭暈、乏力、氣短等癥狀。2、醇類燃料主要特性學習情境五其他新能源汽車3、醇燃料汽車的發(fā)展與現(xiàn)狀1987年，美國開始發(fā)展靈活燃料汽車。2007年,全球燃料乙醇產(chǎn)量4100萬噸，相當于全球汽油消費量的近3%。2012年，凱迪拉克SRX可兼容E85乙醇汽油。目前世界上已有40多個國家不同程度應(yīng)用乙醇汽車，巴西強制在汽油中添加燃料乙醇的比例提高到25%；美國能源部規(guī)劃，到2030年，燃料乙醇產(chǎn)量達1.8億噸，替代30%的汽油需求。我國上世紀60年代開始實驗推廣甲醇燃料。2006年，我國發(fā)布了《生物燃料乙醇及車用乙醇汽油“十一五”發(fā)展專項規(guī)劃》。2009年7月2日，國家

GB/T23799-2009《車用甲醇汽油（M85）》標準正式批準頒布。我國已在東北、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項目；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項目。學習情境五其他新能源汽車4、醇燃料汽車的基本結(jié)構(gòu)與工作原理學習情境五其他新能源汽車5、醇燃料汽車的使用維護（1）首次使用前要對車輛內(nèi)部進行清洗（2）防止醇燃料吸水（3）夏季使用需注意（4）醇燃料對橡膠有影響（5）按壓縮比選擇醇燃料學習情境五其他新能源汽車四、二甲醚汽車二甲醚化學式及分子結(jié)構(gòu)圖1二甲醚概述二甲醚(Dimethyl-ether)，簡稱DME，其化學分子式為，含氧量為34.8%，二常壓下是氣態(tài)，加壓到5-6個大氣壓可以變?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的64%，應(yīng)用熱值相當于汽柴油的80%左右。學習情境五其他新能源汽車2二甲醚汽車的發(fā)展1995年，丹麥技術(shù)大學和Tops-be公司首先將二甲醚用做柴油機燃料。2000年，VOLVO汽車公司研制出了二甲醚大客車示范樣車。2004年，國外二甲醚產(chǎn)量在20萬t左右，以甲醇氣相脫水法生產(chǎn)為主。生產(chǎn)主要集中在美國、德國、日本、澳大利亞。1995年，丹麥技術(shù)大學和Tops-be公司首先將二甲醚用做柴油機燃料。2000年，VOLVO汽車公司研制出了二甲醚大客車示范樣車。2004年，國外二甲醚產(chǎn)量在20萬t左右，以甲醇氣相脫水法生產(chǎn)為主。生產(chǎn)主要集中在美國、德國、日本、澳大利亞。學習情境五其他新能源汽車2二甲醚汽車的發(fā)展1997年，上海交通大學承擔了我國首項有關(guān)二甲醚燃的國家項目；2005年，研制成功首臺二甲醚城市客車。2007年，上海市首批投放了l0輛二甲醚公交車，并建設(shè)了首個二甲醚加注站。2012年，全國二甲醚總產(chǎn)能超過1500萬噸，二甲醚的用量約600萬噸。學習情境五其他新能源汽車我國第一臺二甲醚城市大客車國內(nèi)第一個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)的不成熟，使得這類產(chǎn)品的市場化運營困難重重。要推廣二甲醚汽車，必須重點解決二甲醚在生產(chǎn)成本與汽車專用設(shè)備的問題上。學習情境五其他新能源汽車3、二甲醚燃料汽車特點（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；（6）資源豐富；（7）熱值低，動力不如柴油；（8）儲氣瓶占用空間大，潤滑性較差。學習情境五其他新能源汽車4、二甲醚燃料汽車燃料供給系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理學習情境五其他新能源汽車五、太陽能汽車1太陽能汽車相關(guān)知識太陽能是太陽內(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。太陽能汽車（SolarCar）主要是利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)對太陽能電池進行充電，再經(jīng)由汽車本身的動力單元為驅(qū)動輪提供動力，從而驅(qū)動汽車。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，其中最常用的是硅太陽能電池。近年來，美國已研制成光電轉(zhuǎn)換率達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，而且成本與柴油發(fā)電相當。這些都為光電池在汽車上的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。學習情境五其他新能源汽車2太陽能汽車的發(fā)展1978年，世界上第一輛太陽能汽車在英國研制成功，時速達到13公里。1982年，墨西哥研制出三輪太陽能車，速度達到，由于這輛汽車每天所獲得的電能只能行，所以它還不能跑遠路。1999年5月巴西圣保羅大學的科研人員設(shè)計出一款新型太陽能汽車。最高車速超過。1984年9月，我國首次研制的“太陽號”太陽能汽車試驗成功，并開進了北京中南海的勤政殿。該車車頂上安裝了2808塊單晶硅片，組成的硅板，裝有三個車輪，自重，車速。學習情境五其他新能源汽車Nuna研發(fā)團隊及Nuna系列太陽能汽車學習情境五其他新能源汽車國內(nèi)部分太陽能汽車學習情境五其他新能源汽車比亞迪F3DM低碳版車型及其太陽能電池板設(shè)計盡管國內(nèi)研發(fā)了多臺太陽能汽車，但在商用方面，由于性能方面與使用上，遠不能達到傳統(tǒng)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，同時隨著電動汽車的發(fā)展，太陽能也作為電動汽車蓄電池重要的充電方式在汽車上得到應(yīng)用。國內(nèi)比亞迪汽車公司一直致力于新能源汽車的開發(fā)，2010年該公司在其混合動力汽車F3DM低碳版上配備了太陽能電池板，通過它，用戶可以實現(xiàn)24小時連續(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)。學習情境五其他新能源汽車3太陽能汽車的特點（1）汽車能量來自于太陽，物廉價美，取之不盡、用之不竭。（2）沒有任何排放，零污染；（3）結(jié)構(gòu)簡單，沒有復(fù)雜的內(nèi)燃機、離合器、變速箱、傳動軸、散熱器、排氣管等零部件。（4）缺點是依賴太陽，續(xù)行里程較短。學習情境五其他新能源汽車太陽能電池的發(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型硅放在陽光下照射，光的能量通過電子從化學鍵中被釋放，由此產(chǎn)生電子空穴對，但在很短的時間內(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)電原理學習情境五其他新能源汽車對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)靜電場作用下，N區(qū)的空穴向P區(qū)運動，而P區(qū)的電子向N區(qū)運動，最后造成在太陽能電池受光面（上表面）有大量負電荷（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)線連接負載，在負載上就有電流通過。只要太陽光照不斷，負載上就一直有電流通過。學習情境五其他新能源汽車在N型半導(dǎo)體的表面形成P型半導(dǎo)體，構(gòu)成P-N結(jié)，即形成太陽能電池，形成的P區(qū)僅僅有1～3μm，太陽光照射到它的表面，透過P區(qū)達到P-N結(jié)處就能夠產(chǎn)生電動勢，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)學習情境五其他新能源汽車（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)一的標準，每一輛太陽能汽車都各具特色。除了車子長度強制性要求的限制外，當我們設(shè)計太陽能汽車的主體時要讓阻力達到最小值，而使太陽能與陽光的接觸比達到最大值，且質(zhì)量要盡量小，但安全系數(shù)盡量達到最高。學習情境五其他新能源汽車（2）底盤最初的挑戰(zhàn)是如何制造出一個高效的太陽能汽車底盤，從而使其強度和安全度達到最佳，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，這就意味著要力求使車子的質(zhì)量減到最小，而這個關(guān)鍵部位就是汽車的底盤。然而，安全是一項基本的要求，底盤必須具有嚴格的強度和安全系數(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，使用一個焊接或保護管結(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到支撐裝載的能力，而整合就不能支撐裝載并承受一個整體的腹部底盤。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。學習情境五其他新能源汽車（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度材料（相當于鋼的強度），且是非常輕質(zhì)的材料。學習情境五其他新能源汽車（4）駕駛控制系統(tǒng)1）發(fā)動機控制器發(fā)動機控制器控制發(fā)動機的啟動，而發(fā)動機啟動信號來自駕駛員的加速裝置。對發(fā)動機控制器的電力管理是通過程序來完成的。發(fā)動機的啟動需要配備不同型號的發(fā)動機控制器。很多太陽能汽車使用精確數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)來管理整個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)動機控制器和發(fā)動機。學習情境五其他新能源汽車2）其他控制大多數(shù)太陽能汽車是單座，這對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，主要有護腕和頭盔。另外，駕駛汽車時，駕駛員更為重要的職責是注意汽車的系統(tǒng)安全和觀察儀表是否出現(xiàn)異常問題。學習情境五其他新能源汽車（5）電力、驅(qū)動及機械系統(tǒng)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。在太陽能汽車里最高級的組件部分就是電力系統(tǒng)，它們包括峰值電力監(jiān)控儀、發(fā)動機控制器和數(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系統(tǒng)中的電力。學習情境五其他新能源汽車1）電力系統(tǒng)蓄電池。蓄電池是一種最輕便的電力資源，蓄電池組就相當于普通汽車的油箱。一個太陽能汽車使用蓄電池組來儲存電能，以便在必要時使用。太陽能汽車啟動裝置控制著蓄電池組，但是當太陽能汽車開動后，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，通過蓄電池的儲存，可獲得最大的能量。由一個及多個太陽能光伏電板串聯(lián)起來，即可將電能轉(zhuǎn)變成化學能儲存電力，按照同樣的方式可將所有光伏電池板連起來。學習情境五其他新能源汽車2）驅(qū)動器系統(tǒng)在太陽能汽車里使用什么類型的發(fā)動機沒有限制，一般額定的是2～5HP（1HP=0.75kW）。大多數(shù)太陽能汽車使用的發(fā)動機是雙線圈交流無刷機，這種交流無刷機是相當輕質(zhì)材料的機器，在額定轉(zhuǎn)速（r/min）下達到98%的使用效率。太陽能汽車有3種基本驅(qū)動類型：單減引導(dǎo)式驅(qū)動、變頻履帶式驅(qū)動、軸式驅(qū)動。學習情境五其他新能源汽車3）機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)在太陽能汽車概念里是很簡單的，但是我們在設(shè)計中，應(yīng)盡量減少摩擦力和質(zhì)量，根據(jù)不同的路況來設(shè)計需要的強度。輕質(zhì)金屬如鋁合金和合成金屬是最常用的，可使質(zhì)量和強度達到最優(yōu)。一般針對質(zhì)量和強度的比例制造高效率的組件。機械系統(tǒng)包括制動、轉(zhuǎn)向盤和輪胎等。學習情境五其他新能源汽車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、太空級硅電池和砷化錫電池等。由于太陽能汽車對能量的采集是有限的，必須嚴格控制能量的損失，所以在選擇太陽能電池時應(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)學習情境五其他新能源汽車2）蓄電池由俄羅斯里姆施塔特高等技術(shù)學校研制的太陽能汽車，蓄電池組采用10個串聯(lián)的12V鉛酸蓄電池，容量為40A·h，能量儲備為4.8kW·h，質(zhì)量為12