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 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 新能源汽车概论新能源汽车概论 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 1 页 1 课程特点课程特点 2 基本要求基本要求 3 相关课程相关课程 4 主要内容主要内容 5 授课方式
2、授课方式 6考核方法考核方法 7 参考书目参考书目 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 2 页 返回 本课程系统地讲述新能源汽车结构、特点、工作 原理及其最新发展技术. 结构 原理 特点 新技术 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 3 页 传统 汽车 污染环境 燃料有限 生命期短 常规 能源 新能源 汽车 环保 节能 前景广阔 新型 能源 新能源汽车与传统汽车对比 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 4 页 返回 了解新能源汽车发展现状及趋势； 掌握常用电池
3、类型的原理、性能指标及充放电特性； 掌握常用电动机数学模型、工作原理及控制策略； 掌握电动汽车充电技术与制动能量回收原理与方法 掌握纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电 动汽车的结构、工作原理及特点 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 5 页 返回 汽车构造 汽车理论 电工电子学 自动控制原理 Matlab仿真 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 6 页 返回 第第1章章 绪论绪论 2学时学时 第第2章章 新能源汽类型新能源汽类型 2学时学时 第第3章章 电动汽车储能装置电动汽车储能装置 4学时学时
4、 第第4章章 电动汽车电机驱动系统电动汽车电机驱动系统 2学时学时 第第5章章 电动汽车的能量管理与回收系统电动汽车的能量管理与回收系统 4学时学时 第第6章章 电动汽车充电技术电动汽车充电技术 2学时学时 第第7章章 新材料和新技术应用新材料和新技术应用 2学时学时 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 7 页 教师讲课教师讲课 随堂提问随堂提问 课堂讨论课堂讨论 课后作业课后作业 返回 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 8 页 总成绩为总成绩为 平时成绩平时成绩20 + 期末考试成绩期末考试成绩80
5、 平时成绩包括平时成绩包括 出勤情况、课堂表现、作业质量出勤情况、课堂表现、作业质量 期末考试为闭卷考试期末考试为闭卷考试 返回 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 9 页 崔胜民：崔胜民： 新能源汽车技术新能源汽车技术 北京大学出版社北京大学出版社 2009.9 新能源汽车概论新能源汽车概论 北京大学出版社北京大学出版社 2011.7 陈全世：先进电动汽车技术陈全世：先进电动汽车技术 化学工业出版社化学工业出版社 2007.8 李兴虎：混合动力汽车结构与原理李兴虎：混合动力汽车结构与原理 人民交通出版社人民交通出版社 2009.1 吴基安：新能源
6、汽车知识读本吴基安：新能源汽车知识读本 人民邮电出版社人民邮电出版社 2009.9返回 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 10 页 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 新能源汽车发展概述新能源汽车发展概述 补充材料补充材料 汽车新能源概述汽车新能源概述 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 11 页 1.1.1 新能源汽车的定义新能源汽车的定义 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
7、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。 新能源汽车生产企业及产品准入管理规则新能源汽车生产企业及产品准入管理规则 （工信部制定 2009年7月1日起施行） New energy vehicles HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 12 页 1.电动汽车 纯电动汽车纯电动汽车 以电池为储能单元，电动机为驱动系统以电池为储能单元，电动机为驱动系统 混合动力电动汽车混合动力电动汽车 装备两种动力源装备两种动力源热动力源与电动力源；热动力源与电动力源； 燃料电池电动
8、汽车燃料电池电动汽车 采用燃料电池作电源的电动汽车采用燃料电池作电源的电动汽车 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 13 页 长春54路有轨电车 有轨电车 1941年11月1日开通 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 14 页 无轨 有轨 无轨电车 双线单线 北京124路无轨电车 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 15 页 最高时速为120公里/小时 0到60公里/小时加速26秒 108组锰酸锂电池 充满77度电 每公里行驶只需0.68度 北京首批电动公交
9、车（2006 06 11） 续驶里程220公里 接触电网装载电池 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 16 页 2.气体燃料汽车 以液化石油气、天然气或煤气等气体为燃料的汽车。 CNG（Compressed Natural Gas） 主要成分为甲烷；主要成分为甲烷； LNG（Liquefied Natural Gas） 甲烷冷冻液化甲烷冷冻液化 LPG（Liquefied Petroleum Gas），）， 主要成分是丙烷和丁烷的混合物主要成分是丙烷和丁烷的混合物 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 1
10、7 页 气体燃料车类型 l纯气体燃料汽车 l两用燃料汽车 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。 l双燃料汽车 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缸供给燃料，在气缸混合燃烧。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 18 页 3生物燃料汽车生物燃料汽车 燃用生物燃料或燃用掺有生物燃料之燃油的汽车。燃用生物燃料或燃用掺有生物燃料之燃油的汽车。 l与传统汽车
11、相比，结构上无重大改动与传统汽车相比，结构上无重大改动; l排放总体上较低排放总体上较低; l包括乙醇燃料汽车和生物柴油汽车等。包括乙醇燃料汽车和生物柴油汽车等。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 19 页 4氢燃料汽车氢燃料汽车 氢燃料汽车是以氢为主要能量驱动的汽车。氢燃料汽车是以氢为主要能量驱动的汽车。 l纯氢内燃机纯氢内燃机 l氢氢/汽油双燃料内燃机汽油双燃料内燃机 l氢氢-汽油混合燃料内燃机汽油混合燃料内燃机 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 20 页 按照燃料来源，新能源汽车可分为五类：
12、（1）基于传统石油燃料的节能环保汽车； （2）基于天然气和石油伴生品的燃气汽车； （3）基于石化燃料化工的替代燃料汽车； （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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 21 页 1.2.1 能源短缺能源短缺 全球已探明石油储量为全球已探明石油储量为13331亿桶，以亿桶，以2009年的开年的开 采速度，可开采采速度，可开采45.7年。年。 以同样的方式计算，现有天然气储量能满足以同样的方式计算，现有天然气储量能满足62.8年年 的开采，而煤炭储量可开采的开采，而煤炭储量可开采
13、119年。年。 2010年年BP世界能源统计世界能源统计 新能源汽车概论 第 22 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 23 页 2007年世界能源消费结构 核能 水利发电 天然气 煤 石油 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 24 页 我国是一个能源短缺的国家，是一个能源消费大 国。按照2008年能源资源开采速度，各种一次能 源可开采年限 石油为11.3年 天然气为27.2年 煤炭为45年 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 25 页 l 2013全国
14、汽车保有量1.37亿辆 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 26 页 世世 界界 汽汽 车车 保保 有有 量量 增增 长长 预预 测测 2030年 20亿辆 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 27 页 燃油消耗量不断攀升 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 28 页 中国的石油消耗量仅次于美国 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 总的石油进口量增长比例将达到年均6% 国际能源机构（IEA）预测 l 2030年，中国石
15、油消耗量的80%需要依靠进口。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 29 页 省委书记步行25分钟上班 体验能源短缺 2008年6月16日，济南经十路上，山东省委书记姜异康正步行上班 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 30 页 省长骑自行车体验能源短缺 2008年6月16日，山东省省长姜大明骑自行车上班 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 31 页 燃油汽车在运行过程中产生大量有害气体 l （1）碳氢化合物（HC） l （2）氮氧化合物（NOx） l （3
16、）一氧化碳（CO） l （4）二氧化硫（SO2） l （5）臭氧 l （6）铅 l (7）可吸入颗粒物 l (8）汽油 污染环境 影响健康 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 32 页 燃油汽车尾气间接污染 （1）CO2产生全球性温室效应，使大气气候异常，引 发飓风等自然灾害。如大气中CO2浓度增加一倍， 温室效应气温将上升约1.54.5度，飓风能量增加 5%，必然带来严重环境问题。 （2）氨氧化物和硫化物是酸雨中主要有害成分，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。 HARBIN INSTITUTE OF
17、 TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 33 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 34 页 环保部:全国1/5城市大气污染严重 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 35 页 机动车排放污染已对大气构成严重威胁, 必须研究改善机动车排放污染的对策和措施。 l（1）控制机动车排放污染源水平。 l（2）提高燃油品质，发展代用燃料。 l（3）推广使用电动汽车。 l（4）加强道路交通综合整治，改善道路行驶环境。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 36 页 国
18、家贫富/环境状况Kuznets曲线 库兹涅茨曲线 是通过人均收 入与环境污染 指标之间的演 变模拟，说明 经济发展对环 境污染程度的 影响。 Kuznets曲线 新能源汽车概论 第 37 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 38 页 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。 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胶的浓度增加过快，未来1
19、00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 。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 39 页 冰山正在融化 北极熊将何以立足？ 冰山融化 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 40 页 全球气候变暖 马尔代夫可能消失 2009年9月8日在马尔代夫 上空拍摄到的一个旅游岛 旅游岛一角 印度洋中的南亚岛国马 尔代夫，1200个岛屿平 均海拔只有1.5米 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 41 页 干旱袭击 船陷沙地 200
20、5，巴西，亚马逊 2009，美国加利福尼亚州 谷地受灾 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 42 页 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。 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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 43 页 能源的定义能源的定义 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。 我国的能源百科全书说：“能源是可以
21、 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。” 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 。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 44 页 新能源能源能 来源非传统 新能源概念新能源概念 新能源又称非常规能源。是指传统能源之外新能源又称非常规能源。是指传统能源之外 的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极 研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风 能、海洋能、生物质能和核聚变能等。能、海洋能、生物质能和核聚变能等
22、。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 45 页 柴草时期（从火的发现18世纪中叶） 煤炭时期（18世纪中叶20世纪中叶） 石油时期（20世纪中叶至21世纪） 新能源时期（21世纪-） 柴草煤煤石油石油核能或多种形式能源核能或多种形式能源(新能源新能源) HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 46 页 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
23、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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 47 页 按能源的产生方式分类按能源的产生方式分类 （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。 （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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 48 页 按能源的性质分类按能源的性质分类 （1）有燃料型能源 如: 煤炭、石油、天然气、泥炭、木材
24、 （2）非燃料型能源 如: 水能、风能、地热能、海洋能 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 49 页 按能源消耗后是否造成环境污染分类按能源消耗后是否造成环境污染分类 （1）污染型能源 污染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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 50 页 根据能源使用的类型分类根据能源使用的类型分类 （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
25、不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。 （2）新型能源 新型能源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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 51 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 52 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 53 页 原子弹爆炸后形成的蘑菇云 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 54 页 n + U Sr + Xe + 2 n+能
26、量 1 0 235 92 93 38 93 54 1 0 中子铀锶 氙 中子 铀235 裂变 辐射 中子 铀235不稳定 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 55 页 n nH He eH HH H 0 0 1 1 2 2 4 4 1 1 3 3 1 1 2 2 +能量 氘氚氦中子 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 56 页 n nH He eH HH H 0 0 1 1 2 2 4 4 1 1 3 3 1 1 2 2 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第
27、57 页 所用的原料 是氘、氚混 合液体，重 62吨 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 58 页 1952年11月1 日，在太平洋 马绍尔群岛的 埃卢盖拉布小 岛，美国爆炸 了世界上第一 颗氢弹。 这颗氢弹的威力 相当于500万吨当 量，是广岛型原 子弹的250倍。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 59 页 1967年6月17日8时20分 新疆罗布泊 我国第一颗氢弹模型 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 60 页 核反应堆是可控的核反应堆是可控的 链
28、式反应装置，它能使链式反应装置，它能使 核能平稳释放。核能平稳释放。 核反应堆主要由核燃核反应堆主要由核燃 料、减速剂、控制调节料、减速剂、控制调节 系统、冷却系统和防护系统、冷却系统和防护 层组成。层组成。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 61 页 核燃料：天然铀或浓缩铀制成的铀棒 减速剂：使快中子变成慢中子， 通常用石墨、重水或普通水 控制棒：调节中子的数量，从 而控制反应速度，通常用镉棒 冷却剂：保证反应堆在一定 温度下运行，通常用水、液 态金属钠、空气等流体 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论
29、第 62 页 1954年，前苏联建成世界上第一座核电站； 现在世界上有30多个国家的400多座核电站在 运行，占世界总电力的20%左右； 中国核电建设已有20年的历史，截至目前中国 共有核电站8座，共有15台机组，其中已建成 运行的9台，正在建造的两台，已报送国务院 并得到批准近期将开工的4台。 新能源汽车概论 第 63 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 64 页 年发电能力近 300亿千瓦时 广东省深圳市 龙岗区 1994年5月6日 投入运行 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 65 页 30万
30、千瓦万千瓦; 1991年年12月月15日并日并 网发电网发电 秦山核电站秦山核电站 坐落于浙江坐落于浙江 海盐县秦山海盐县秦山 双龙岗双龙岗; ; HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 66 页 秦山核电站秦山核电站 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 67 页 一般来说，如果防范措施得当，核电站是很 安全的。主要核事故： l一次是1979年3月18日，美国三里岛核电站 堆芯熔毁； l另一次是1986年4月26日，前苏联切尔诺贝 利核电站4号反应堆发生爆炸； l2011年3月14日，日本福岛核电站爆炸。
31、日本：20302050年实现“全球安全水平最高的核能利用” HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 68 页 日本福岛核电站 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 69 页 核电站最先使用铀-235，以后扩展到铀-238、 钍-232，它们在地壳中蕴藏量巨大，如全部利 用可供人类用上几千年。 海水中含有大量氘，因此科学家正在研究解决 从海水中提取氘作为核动力，使海水中的全部 核能释放出来，足够人类用上百亿年。 所以说核能是一种理想的新能源。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源
32、汽车概论 第 70 页 地球上可以直接接受并利用的太阳辐射能。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 71 页 太阳能取之不尽，用之不竭； 太阳能在转换过程中不会产生危及环境的污染； 太阳能资源遍及全球，可以分散地、区域性地开采。 我国约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源； 太阳能能流密度低、其强度受各种因素（季节、地 点、气候等）的影响不能维持常量。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 72 页 光热转换 光电转换 光化学转换 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概
33、论 第 73 页 太阳炉的焦点 利用新型太阳炉的高温 熔化15mm的钢板 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 74 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 75 页 四川集热科 技有限公司 采用特殊膜 技术在常压 和40-60温 度下将水分 子与盐溶液 分离，得到 近似纯净水。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 76 页 太阳光照在半导体p-n结上， 形成新的空穴-电子对。接 通电路后就形成电流。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOG
34、Y 新能源汽车概论 第 77 页 太阳能光伏电站 深圳园博园太阳能光伏并网电站 哈工大(威海)高倍聚光光伏系统 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 78 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 79 页 现在我们来算一算：把每年射到一亩地上的太阳光能的 30%作这植物可以利用的局部，而植物利用这些太阳光能 把空气里的二氧化碳和水分制造成自己的养料，供给自己 发育，生长结实，再把其中的五分之一算是可吃的粮食， 那么稻麦每年的产量就不仅仅是现在的两千多斤，而两千 多斤的二十多倍！这并不是空谈。举一个例：今年
35、河南省 有些特别丰产试验田要在一亩地里收一百六十万斤蔬菜。 虽说蔬菜不是粮食，但到底是亩产一百六十万斤。所以， 只要我们有必需的水利、肥料等等条件，加上人们的不断 创造，产量的不断提高是没有问题的。今天条件不具备， 明天就会创造出来；今天还没有，明天一定会有！” 钱学森文章粮食亩产会有多少？ 1958年6月16日发表在中国青年报 光化学转换 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 80 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 81 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车
36、概论 第 82 页 西藏的羊八井地热西藏的羊八井地热 电站的供电量已占拉萨电站的供电量已占拉萨 市电网供电量的市电网供电量的4040; ; 利用热发电的排放利用热发电的排放 水还建立了水还建立了50000M50000M2 2的的 农业温室，成为拉萨市农业温室，成为拉萨市 的主要蔬菜生产基地。的主要蔬菜生产基地。 西藏的羊八井地热电站西藏的羊八井地热电站 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 83 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 84 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
37、 新能源汽车概论 第 85 页 海洋能海洋能(ocean energy) (ocean energy) 包括：潮汐能、波浪能、海包括：潮汐能、波浪能、海 洋温差能、海流能等，更广洋温差能、海流能等，更广 义的海洋能源还包括海洋上义的海洋能源还包括海洋上 空的风能、海洋表面的太阳空的风能、海洋表面的太阳 能以及海洋生物质能等。能以及海洋生物质能等。 海洋能理论上可再生的总海洋能理论上可再生的总 量为量为766766亿千瓦。亿千瓦。 利用方式主要是发电，其利用方式主要是发电，其 中潮汐发电和小型波浪发电中潮汐发电和小型波浪发电 技术已经实用化。技术已经实用化。 HARBIN INSTITUTE O
38、F TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 86 页 波浪能波浪能 加拿大安娜波利斯潮汐能电站 海流能发电示意图 潮差6.4m 功率17.8 MW 1984年8月运行 新能源汽车概论 第 87 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 88 页 以生物质为载体的能量。一切有生命的有机物质，包括动以生物质为载体的能量。一切有生命的有机物质，包括动 植物和微生物植物和微生物, ,都有一定的能量，而作为能源利用的主要是农都有一定的能量，而作为能源利用的主要是农 林业的副产品及其加工残余物，也包括人畜粪便和有机废弃物。林业的副产品及其加工残余物，也包括人畜
39、粪便和有机废弃物。 生物质能为人类提供了基本燃料。生物质能为人类提供了基本燃料。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 89 页 氢是宇宙中最丰富的元氢是宇宙中最丰富的元 素之一，但是在地球上单质素之一，但是在地球上单质 氢的含量微乎其微。氢能属氢的含量微乎其微。氢能属 于二次能源，只能由其他能于二次能源，只能由其他能 源进行转化而得到。源进行转化而得到。 燃烧热值燃烧热值1.43108J/kg， 约为汽油的约为汽油的3 3倍，酒精的倍，酒精的3.93.9 倍，焦炭的倍，焦炭的4.54.5倍。倍。 燃烧产物是水，是世界燃烧产物是水，是世界 上最干净的
40、能源。上最干净的能源。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 90 页 （1）氢构成了宇宙质量的75，存储量大。 （2）氢的发热值高。 （3）氢燃烧性好，点燃快，397范围内可燃。 （4）氢循环使用性好，燃烧反应生成的水可用来制 备氢，循环使用。 （5）氢利用形式多，可以产生热能，可用于燃料电 池，或转换成固态氢作结构材料。 氢的特点 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 91 页 充灌气球 焊接或切割 冶炼金属 化工原料 新能源汽车概论 第 92 页 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOL
41、OGY 新能源汽车概论 第 93 页 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。 燃料能源 非燃料能源 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3000万吨以上， 占汽车用燃料总消费的15%20%。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 94 页 汽车应用角度 （1）含氧燃料 包括醇类燃料、醚类燃料和酯类燃料。 （2）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）
42、等，将成为一 种主体代用燃料。 （3）气体燃料 包括甲烷气、合成气和氢气等。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 95 页 能源的来源 （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）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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 96 页 1天然气的来源及用途 主要由甲烷组成的气态化石燃料。 存在于油田和天然 气田，少量出于煤层。 用途： （1）发电 （2）天然气车
43、辆 能源 （3）家用 （5）制作肥料 （6）其它 农民小伙车载一个“重磅炸弹” HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 97 页 2天然气的理化性质 主要成分 甲烷（CH4），最小碳氢化合物分子。 其它成分 较重的气态碳氢化合物，乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）和丁 烷（C4H10）；有机硫磺化合物和硫化氢（H2S） 作为车用天然气燃料，液化天然气(LNG)的条件最 好。因为LNG是天然气在低温深冷(常压下-162) 下液化生成的，可以说是纯甲烷。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 98 页 3天然气的
44、特点 （1）天然气压力为0.002kg，易挥发； （2）可百分之百燃烧； （3）热值为 8650 k cal/m3，热效率92%； （4）天然气的压力为瓶装液化石油气的1/300，轻微 泄漏也会随空气流动而扩散； （5）燃烧后主要产生二氧化碳和水； （6）主要靠管道输送，方便快捷； HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 99 页 1液化石油气LPG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。是炼油厂在进行原油催化裂解与热 裂解时所得到的副产品。 （1）用于有色金属冶炼 （2）窑炉焙烧 （3）作汽车燃料 （4）居民生活燃用 H
45、ARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 100 页 2液化石油气LPG的理化性质 无色气体或黄棕色油状液体，有特殊臭味。 石油炼制过程副产品炼油厂气和油田伴生气。 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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 101 页 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）遇火易燃爆， （7）含硫易腐蚀 石油气涨价 15公斤装零售125元 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOG
46、Y 新能源汽车概论 第 102 页 1甲醇的来源及用途 又称“木醇”或“木精”。是无色有酒精气味易挥发 的液体。有毒，误饮510毫升能双目失明，大量饮用会 导致死亡。 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。 甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。 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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 103 页 甲醇甲醇 2甲醇燃料的特点 （1）储存、保管、充加、携带都很方便。 （2）可以用天然气和有机物生产，摆脱对石油依赖。 （3）甲醇的重整技术较成熟，重整时温度较低。 （4）以
47、甲醇为燃料的燃料电池发动机系统，结构复 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。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 104 页 甲醇汽车双燃料控制器 M3、M5、M15、M20、M50、M85、M100 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 105 页 1 1乙醇的来源与用途乙醇的来源与用途 粮食和各种植物纤维都可以加工生产出燃料乙 醇，燃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
48、）消毒剂 （2）饮料 （3）基本有机化工原料 （4）汽车燃料 CH3CH2OH HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 106 页 2乙醇的特点乙醇的特点 （1）乙醇的热值比汽油低，约为汽油的61.5%。 （2）乙醇辛烷值远高于汽油。 （3）乙醇的着火性差。 （4）乙醇的沸点比汽油低，对形成燃油与空气的混 合气有利，但对发动机冷起动不利。 （5）乙醇的汽化潜热是汽油的3倍，对发动机冷起 动不利，但可提高充气效率。 （6）着火极限比汽油宽，能在较稀混合气状况下工作。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 107
49、 页 9L发动机 ，270马力，扭矩1200牛.米 斯堪尼亚生产的乙醇巴士 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 108 页 1二甲醚的来源与用途 二甲醚（DEM）是一种无毒含氧燃料，可以从 煤、煤层气、天然气、生物质等多种资源中制取， 含氢量高且容易液化，是公认的超清洁燃料。 （1）气雾剂 （2）化学利用 （3）环保制冷剂 （4）民用洁净燃料 （5）柴油替代燃料 （6）用作燃料电池的燃料 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 109 页 2二甲醚的特点 二甲醚作为燃料的优点： （1）性能优良 二甲醚具有优
50、良的燃料性能，方便、清洁、十六烷 值高、动力性能好、污染少、稍加压即为液体易贮 存，作为车用的替代燃料，被期望成为21世纪的新 能源之一。 （2）资源丰富 二甲醚为一种可再生燃料，可以从石油、天然气、 煤、植物和生活垃圾中提取合成。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第 110 页 （3）安全性好 无毒、无腐蚀性，不损害臭氧层，储存、运输和使 用安全可靠。 二甲醚作为燃料的缺点： （1）价格高 生产成本高，燃料加注站等基础设施的建设投资大。 （2）有些应用技术还不成熟。 HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 新能源汽车概论 第
