《新能源汽车概论》学生手册 任务2-1 替代燃料汽车技术与结构原理 学生手册.docx

《新能源汽车概论》学生手册项目五其它新能源汽车

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任务2替代燃料汽车技术与结构原理

提出任务

提出任务

替代燃料汽车技术作为当前新能源汽车的另一个发展方向，虽然现在市场上很少有此类新能源汽车，但是在未来燃料提炼技术的进一步发展，替代燃料汽车也作为一个其中的发展方向。

你作为一名新能源汽车的学生，你能向其他同学叙述当前有哪些类型的替代燃料汽车吗？

任务要求

任务要求

一知识要求

一

1.能够描述燃气类汽车的常见类型；

2.能够描述生物燃料汽车的燃料类型；

3.能够描述氢气汽车的组成结构与工作原理；

4.能够描述典型的替代燃料汽车的特点。

二能力要求

二

1.能够查询和分析典型燃气类汽车的特点；

2.能够查询和分析典型生物燃料类汽车的特点；

3.能够查询和分析典型氢气汽车的结构特点。

相关知识

相关知识

1.燃气汽车

以可燃气体为燃料的汽车称为燃气汽车。目前常用的燃气汽车有压缩天然气汽车CNGV、液化天燃气汽车LNGV、液化石油气汽车LPGV。它们分别以压缩天然气、液化天然气和液化石油气为燃料。也有与传统汽油、柴油配合使用的，称为双燃料汽车。其中，氢气汽车HICEV则是正在研发的最有前景的燃气汽车。

（1）压缩天然气汽车CNGV

压缩天然气汽车CNGV（CompressedNaturalGasVehicle）使用的燃料是压缩的天然气，是天然气压缩到20MPa并以气态储存在容器中。它的主要成分是甲烷（CH4），气体密度约0.8kg/m3，热值约38MJ/m3，燃点约450℃，无色、无味、无毒、无腐蚀性、易燃易爆、燃烧充分、不留炭黑和杂质，被誉为“绿色燃料”。

天然气汽车结构如图5-2-1所示，天然气和汽油加注口如图5-2-2所示。

图5-2-1压缩天燃气汽车CNGV主要结构

（2）液化天然气汽车（LNGV）

液化天然气汽车LNGV（LiquefiedNaturalGasVehicle）使用的燃料是液化的天然气（图5-2-3），是天然气经过超低温深冷到-162℃形成的，成分与压缩天然气相同，其体积约为同量气态天然气体积的1/600。液体密度约450kg/m3。

图5-2-2途安压缩天燃气汽车（左下）和汽油加注口图5-2-3LNG目前更多的是运用于商用车

（3）液化石油气汽车LPGV

液化石油气汽车LPGV（LiquefiedPetroleumGas）使用的燃料是液化的石油气，是从石油中提炼出来的，主要成分是丙烷。LPG的加注状态和加注口位置如图5-2-4所示。

图5-2-4LPG的加注状态和上面的加注口

使用压缩天然气CNG和液化石油气LPG汽车的优点：

1）有害气体排放低。天然气和液化石油气在常温下为气态，容易与空气混合形成均匀的可燃混合气，燃烧完全，可以大幅度减少CO、HC和微粒的排放。另外，天然气和液化石油气的火焰温度低，因此，NO的排放量也相应减少。

2）热效率高。天然气辛烷值高达130，因此可提高发动机的压缩比，从而获得较高的发动机热效率。

3）冷起动性和低温运转性能良好。在暖机期间无需加浓混合气。

4）可以燃用稀混合气。其燃烧界限宽，稀燃特性优越，可以减少NO的生成和改善燃料经的经济性。

5）延长润滑油更换周期。因其不稀释润滑油，可以延长润滑油更换周期和发动机使用寿命。

存在的不足：

1）燃气的储运性能差。因为天然气在常温、常压下是气体，所以体积大，储运性能差。目前，广泛采用将天然气压缩到20MPa高压或将石油气压缩到1.6MPa，充入车用气瓶内储运的办法，这些气瓶既增加了汽车自重，又减少了载货空间。

2）一次充气的续驶里程短。动力性能有所下降。CNG（压缩天然气）或LPG（液化石油气）均呈气态进入气缸，使发动机充气系数降低；另外，与汽油或柴油相比，CNG或LPG的理论混合气热值小，因此，CNG或LPG将使发动机功率下降。

3）LNG的制取比CNG要更复杂，而且在常温下只有保持在-162℃以下才能呈现为液态，故LNG的气瓶和传输管路需要具有良好的绝热性能，其设计制造相当复杂，成本较高。

2.生物燃料汽车

生物燃料（bio-fuel）就是由生物原料生产的燃料，这些生物原料包括农林产品或其副产品、工业废弃物、生活垃圾等。农业和林业生产的碳水化合物是目前的主要生物原料，目前我们所说的生物燃料一般是指生物液体燃料，最广泛使用的是醇类燃料和生物柴油。

（1）醇类燃料

使用醇类燃料（甲醇、乙醇等）的汽车统称为醇燃料汽车。使用甲醇燃料的汽车也称甲醇汽车，使用乙醇（酒精）燃料的汽车也称乙醇汽车，同时使用甲醇或乙醇与汽油的汽车也称为灵活燃料汽车FFV（Flex