第2章新能源汽车

新能源汽车技术第2章新能源汽车July,2014

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page2第2章新能源汽车1.纯电动汽车；2.混合动力电动汽车；3.太阳能电动汽车；4.燃料电池电动汽车；5.气体燃料汽车；6.生物燃料汽车。

Page3第2章新能源汽车2.1纯电动汽车2.1.1纯电动汽车的定义和优点1.无污染、噪声小2.结构简单、维修方便3.能量转换效率高4.平抑电网的谷峰差

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page4第2章新能源汽车2.1纯电动汽车1）车身2）动力源3）底盘左图为纯电动汽车底盘基本结构2.1.2纯电动汽车的基本构造

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014下图为几款纯电动汽车的车身造型第2章新能源汽车2.1纯电动汽车Page5

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page6第2章新能源汽车2.1纯电动汽车2.1.3纯电动汽车的驱动典型的电动机动力特性

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page7第2章新能源汽车2.1纯电动汽车2.1.3纯电动汽车的驱动纯电动汽车常见的几种驱动方式

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page8第2章新能源汽车2.1纯电动汽车2.1.3纯电动汽车的驱动纯电动汽车常见的几种驱动方式

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page9第2章新能源汽车2.1纯电动汽车2.1.4纯电动汽车的储能装置——蓄电池（1）铅酸蓄电池（2）镍镉蓄电池（3）镍氢蓄电池（4）锂离子电池

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page10第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.1混合动力电动汽车的定义和优点定义：能量与功率传送路线具有以下4个特点的车辆称为混合动力车辆：（1）传送到车轮推动车辆运动的能量，至少来自不同的能量转换装置（2）这些能量转换装置至少要从两种不同的能量存储装置中吸取能量（3）从储能装置流向车轮的这些能量通道，至少有一条是可逆的并至少有一条是不可逆的。（4）如果可逆的储能装置供应的是电能，则这种混合动力车辆称为混合动力电动汽车。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page11第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.1混合动力电动汽车的定义和优点优点：1）节能2）环保缺点：1）整车重量重2）结构复杂、成本高3）在某些场合存在着行驶性能下降的问题

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page12第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.2混合动力电动汽车的分类1．按照两种能量搭配比例分类1）轻混合2）中混合3）全混合4）插电式

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page13第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.2混合动力电动汽车的分类2．按照两种能量流配置的路径分类1）串联式混合动力驱动系统2）并联式混合动力驱动系统3）混联式混合动力驱动系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page14第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.3串联式混合动力驱动系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page15第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.3串联式混合动力驱动系统能量管理的三种基本控制模式：1）恒温器式控制模式2）负荷跟随控制模式3）综合控制模式

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page16第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.3串联式混合动力驱动系统串联式混合动力驱动系统的优点：1）发动机具有良好的经济性和低排放性2）整车结构布置自由度大3）提高能量利用率串联式混合动力驱动系统的缺点：1）发动机输出的能量利用率低2）整车重量较大

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page17第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.4并联式混合动力驱动系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page18第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.4并联式混合动力驱动系统1．并联式混合动力驱动系统典型工作模式的功率流

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page19第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.4并联式混合动力驱动系统2．并联式混合动力驱动系统的控制策略能量管理的两种基本模式：1）发动机辅助混合动力模式2）电动机辅助混合动力模式

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page20第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.4并联式混合动力驱动系统3．并联式混合动力驱动系统的特点1）发动机输出能量的利用率高2）电动机起调峰作用时，功率可减小3）低速行驶时可以纯电动方式运行4）传动机构复杂5）适合中、高速工况下稳定行驶

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page21第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.4并联式混合动力驱动系统4．单轴式并联混合动力系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page22第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车两款典型的单轴式并联混合动力汽车车型（1）奥迪DUOⅢ

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page23第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车两款典型的单轴式并联混合动力汽车车型图2.11本田混合动力驱动系统IMA的结构简图（2）本田Insight

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page24第2二章新能源汽车2.2混合动力电动汽车两款典型的单轴式并联混合动力汽车车型（2）本田Insight图2.12本田混合动力驱动系统IMA的实物图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page25第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车两款典型的单轴式并联混合动力汽车车型（2）本田Insight图2.13IMA电动机与IPU的实物图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page26第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车两款典型的单轴式并联混合动力汽车车型（2）本田Insight图2.14本田混合动力驱动系统IMA的转矩与功率特性曲线

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page27第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.4并联式混合动力驱动系统5．双轴式并联混合动力系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page28第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.4并联式混合动力驱动系统5．双轴式并联混合动力系统图2.16前后轮分别驱动的双轴式并联混合动力系统的结构示意图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page29第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.5混联式混合动力驱动系统在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联模式工作；当汽车高速稳定行驶时，则以并联模式工作为主。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page30第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.5混联式混合动力驱动系统图2.18丰田Prius混联式混合动力系统的结构示意图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page31第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车图2.19几种工况下混联式混合动力系统功率流的传送路径

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page32第2章新能源汽车2.2混合动力电动汽车2.2.6插电式混合动力驱动系统图2.20丰田汽车的插电式混合动力系统的结构示意图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page33第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车车体的基本构造包括：车身外罩、车架、车轮、转向系统、制动系统、悬架系统等；太阳能电池和电动机是太阳能电动汽车的动力源；蓄电池是它的储能装置。2.3.1太阳能电动汽车的基本构造

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page34第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page35第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page36第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page37第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车1.车身结构的特点1）车身外形宽且多为扁平状；2）车身结构一般是采用轻量化、刚性强度高的单壳式车身结构，也称为罩式车身；3）汽车车身的曲度不能很大。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page38第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车2.车架结构车架必须满足三个要求：①拥有在行驶过程中不被破坏的强度；②轻量化以获得良好的行驶性能；③足够的刚性以提高行驶稳定性。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page39第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车2、车架结构1）空间架车架（桁架结构）

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014第二章新能源汽车，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page40第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车2.车架结构2）整体式车架

整体式车架形状的自由度高、重量轻且能够抵受冲击，制作材料一般选用环氧树脂系胶水加固的CFRP（碳纤维增强复合塑料），虽然材料费有点高，但是在制作上，因为用剪刀、钳子和胶水之类的工具和材料就可以制作，与需要用到焊接器件和焊接技巧的金属管式空间架车架相比，比较容易制作。Page41第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车3.车轮及其布局（1）太阳能电动汽车大都采用前两轮、后一轮的三轮车结构布局，而且前面两车轮要作为转向轮应用，后面一个车轮作为驱动轮应用。这种布局在弯道前减速时，转弯的稳定性容易得到保证，是最标准的布局。（2）前一轮、后两轮的三轮车布局与上述的布局相反，制动与转弯性能较差，特别是在减速同时需要转弯的时候，侧翻的危险性高，一般不被采用。但是，因为转向轮只有一个，全部轮胎的转弯中心都一致，这种结构布局能有效减小转弯阻力。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page42第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车图2.22太阳能电池的输出特性曲线2.3.2太阳能电池光伏发电原理及特性

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page43第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车图2.23单体太阳能电池的等效电路2.3.2太阳能电池光伏发电原理及特性

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page44第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车图2.24辐照度S=1000W/m2，电池温度不同时

太阳能电池的伏安特性2.3.2太阳能电池光伏发电原理及特性

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page45第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车图2.25电池温度T=10℃，太阳辐照度不同时

太阳能电池的伏安特性2.3.2太阳能电池光伏发电原理及特性

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page46第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车

最大功率点跟踪（MaximumPowerPointTracking，MPPT）系统，是一种高效率的DC-DC变换系统。作为太阳能电动汽车MPPT系统，它相当于太阳能电池输出端的阻抗变换器，其作用是使太阳能电池阵列始终工作在最大输出功率点上。2.3.3太阳能电动汽车太阳能电池最大功率点跟踪系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page47第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车1．最大功率点跟踪技术的概念2.3.3太阳能电动汽车太阳能电池最大功率点跟踪系统图2.26T=25℃时，不同辐照度的伏—瓦（电压—功率）特性曲线

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page48第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车1.最大功率点跟踪技术的概念2.3.3太阳能电动汽车太阳能电池最大功率点跟踪系统图2.27辐照度S=1000W/m2时，不同温度的伏—瓦特性曲线

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page49第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车2.最大功率点跟踪器的工作原理2.3.3太阳能电动汽车太阳能电池最大功率点跟踪系统图2.28简单线性电路负荷上的功率为：将Vi、Ri看做常数，对式2-2求导可得：

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page50第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车2.最大功率点跟踪器的工作原理2.3.3太阳能电动汽车太阳能电池最大功率点跟踪系统图2.29调节负荷两端电压实现太阳能电池MPPT的原理图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page51第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车3．最大功率点跟踪器的结构2.3.3太阳能电动汽车太阳能电池最大功率点跟踪系统图2.30太阳能电池MPPT系统框图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page52第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车4.几种常见的最大功率点跟踪算法2.3.3太阳能电动汽车太阳能电池最大功率点跟踪系统

MPPT算法大概可以归纳为7种方法：1）恒定电压控制法2）电流回授法3）功率回授法4）直线近似法5）实际测量法6）扰动观察法7）增量电导法

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page53第2章新能源汽车2.3太阳能电动汽车

太阳能电动汽车的能量管理系统主要是用来控制太阳能电池工作在MPP，管理光伏发电的能量在充电控制器和电动机之间的分配，使得太阳能能量得以合理使用，并对太阳能电动汽车蓄电池的充放电进行管理和保护，控制蓄电池的充放电和管理电动机的用电。2.3.4太阳能电动汽车的能量管理系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page54第2章新能源汽车2.4燃料电池电动汽车定义：燃料电池电动汽车（FuelCellElectronicVehicle，FCEV）是指以氢气作为燃料，用燃料电池（FuelCell）作为能源转换装置，以电动机作为动力装置的电动汽车。2.4.1燃料电池电动汽车的定义和优势

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page55第2章新能源汽车2.4燃料电池电动汽车优势：1）能量转换效率高2）绿色环保3）运行噪声低4）续驶里程长5）设计灵活方便2.4.1燃料电池电动汽车的定义和优势

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page56第2章新能源汽车2.4燃料电池电动汽车需要解决的问题：1）燃料电池价格过高2）燃料电池用氢的制备、储存困难3）加氢站基础设施不完善、建设成本昂贵2.4.1燃料电池电动汽车的定义和优势

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page57第2章新能源汽车2.4燃料电池电动汽车图2.32“F+B”燃料电池汽车混合动力系统结构

2.4.2燃料电池电动汽车的基本构造

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page58第2章新能源汽车2.4燃料电池电动汽车图2.33“F+B+C”混合驱动形式的燃料电池汽车动力系统结构2.4.2燃料电池电动汽车的基本构造

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page59第2章新能源汽车2.4燃料电池电动汽车图2.34燃料电池工作原理图2.4.3燃料电池的工作原理

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page60第2章新能源汽车2.4燃料电池电动汽车

燃料电池汽车能量管理系统的主要任务就是控制燃料电池汽车动力系统的能量转换和传输过程，从而达到期望的车辆响应。

目标：在不损害车辆性能和部件寿命的前提下，均衡各部件的工作负荷、降低能量损失、提高燃料经济性。

能量管理系统主要包括功率分配管理、速比控制管理和制动能量回馈管理这三个部分，核心管理部分为功率分配管理。2.4.4燃料电池能量管理系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page61第2章新能源汽车2.4燃料电池电动汽车

能量管理的主要过程如下：系统根据燃料电池混合动力汽车的转矩需求和系统的限制条件来确定车轮转矩命令；然后根据转矩命令和燃料电池系统运行状态确定最大的燃料经济性；最后在特定的功率输出情况下，确定动力系统的驱动模式，以及各模式之间的转换机制，从而确定传动系速比。2.4.4燃料电池能量管理系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page62第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车1.车用天然气

天然气主要成分是甲烷，随产地不同，甲烷的含量也不同。一般为85%～95%。甲烷的沸点为-161.5℃，与常温下处于液态的汽油、柴油的搬运和储存方法有很大差异。天然气的体积低热值（低热值是指单位体积燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量）和质量低热值略高于汽油、柴油，但理论混合气的热值比汽油、柴油低。天然气只能点燃而不能压燃，而且具有很强的抗爆性能。2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page63

表2.1天然气与汽油的理化特性值的比较特性值天然气汽

油密度0.7185.093低热值49.5444.52理论空燃比17.214.7理论混合气热值3.363.82沸点-162100气化潜热510297自燃温度650500点火界限燃料体积比5.3～151.2～6点火界限当量比0.65～1.60.7～3.5第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page64

表2.2车用压缩天然气的技术要求项

目技术指标试验方法高位发热量（MJ/m3）>31.4GB/T11062总硫（以硫计）（mg/m3）≤200GB/T11060.4硫化氢（mg/m3）≤15GB/T11060.1二氧化碳（%）≤3GB/T13610氧气（%）≤0.5GB/T13610水露点（℃）在汽车驾驶的特定区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-13℃；最低气温低于-8℃，水露点应比最低气温低5℃GB/T17283第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014第二章新能源汽车，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page65

表2.3压缩天然气的燃气类型类

型华白数W/（MJ/m3）标称值范围10T40.738.3～44.012T49.744.7～53.713T52.550.5～54.7第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车Page66第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车2.天然气汽车的类型1）按燃料状态分类（1）单燃料CNG汽车（2）CNG—汽油两用燃料汽车（3）CNG—柴油双燃料汽车2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page67第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车2）按燃料供给系统特征分类（1）压缩天然气汽车（CNGV）（2）液化天然气汽车（LNGV）（3）吸附天然气汽车（ANGV）2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page68第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车3.天然气汽车总体布置

天然气汽车与燃油汽车总体布置的差异，主要在于燃气系统的专业装置元件的安装位置上。一般燃气供给系统元件（减压调节器、混合器等）均安装在发动机舱内，不同车型的总体布置方案的主要差异在于气瓶数量和安装位置的不同，或加气口、主控阀、手动截止阀等元件安装位置有所不同。2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page69第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车4.天然气汽车燃料供给系统（1）CNG—汽油两用燃料汽车燃料供给系统2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page70第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车4.天然气汽车燃料供给系统（2）CNG—柴油双燃料汽车燃料供给系统2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page71第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page72第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车5.电控CNG—汽油两用燃料发动机燃料供给系统（1）开环控制系统2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page73第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page74第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page75第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车5．电控CNG—汽油两用燃料发动机燃料供给系统（2）闭环控制系统2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page76第二章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page77第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page78第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车6.电控CNG—柴油双燃料发动机供气系统2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page79

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page80第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车7.电控燃气直接喷射系统

电控燃气直接喷射系统利用燃气喷射器直接向气缸内供气，并由燃气ECU控制喷气量和喷气正时。按燃气直接喷射压力不同，直接喷射系统可分为高压喷射和低压喷射两种类型，高压喷射系统用在压缩的混合燃料发动机上，低压喷射用在点燃式的单燃料或两用燃料发动机上。2.5.1天然气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page81第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车1.液化石油气

液化石油气的主要成分是丙烷C3H8，此外还含有少量的丁烷C4H10、丙烯C3H6和丁烷C4H8。2.5.2液化石油气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page82

项

目汽

油柴

油天然气液化石油气物理状态液态液态气态气态汽车上的储存状态液态液态气态或液态液态在常压下的沸点/℃30～220180～370-161.5-0.5低热值/（MJ/kg）44.524349.5445.31气化潜热（kJ/kg）297—510丙烷：-41丁烷：0～2辛烷值（ROM）91-12094十六烷值2740-60——自燃点/℃260—700丙烷：358.2丁烷：373.2最低点火能量/MJ0.25～0.3———相对分子质量100～11522616丙烷：41丁烷：58在空气中的可燃范围比（%）1.3～7.6—5～15—表2.4液化石油气与汽油、柴油，以及天然气的理化特性的比较

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page83

表2.5车用液化石油气技术要求项目质量指标1号2号3号蒸汽压（，表压）/kPa≤1430890～1430660～1340组分的质量分数（%）丙烷>8565～8540～65丁烷及以上组分≤2.5——戊烷级以上组分—≤2.0≤2.0总烯烃≤10≤10≤10丁二烯（1,3丁二烯）≤0.5≤0.5≤0.5残留物蒸发残留物/（ml/100ml）≤0.05≤0.05≤0.05油渍观察通过通过通过密度（20）/（kg/m3）实测实测实测铜片腐蚀/级≤1≤1≤1总硫含量/（mg/m3）＜270＜270＜270硫化氢无无无游离水无无无

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page84第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车2.液化石油气汽车的类型1）按燃料供给系统特征分类（1）单燃料LPG汽车（2）LPG—汽油两用燃料汽车（3）LPG—柴油双燃料汽车2）按液化石油气的供给方式分类（1）真空进气式液化石油气汽车（2）喷气式液化石油气汽车2.5.2液化石油气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page85第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车3.液化石油气汽车的布置2.5.2液化石油气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page86第二章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page87第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车4.液化石油气汽车燃料供给系统的结构和工作原理1）单燃料液化石油气汽车燃料供给系统2.5.2液化石油气汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page88第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page89第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

2）LPG—汽油两用燃料汽车燃料供给系统

（1）开环控制系统图2.44为开环控制系统的LPG—汽油两用燃料汽车的供气系统示意图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page90第二章新能源汽车2.5气体燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page91第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

（2）闭环控制系统图2.45为国产CYTZ—100型LPG比例调节器混合器电控闭环系统原理图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page92第二章新能源汽车2.5气体燃料汽车4．液化石油气汽车燃料供给系统的结构和工作原理2.5.2液化石油气汽车

2）LPG—汽油两用燃料汽车燃料供给系统

（2）闭环控制系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page93第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

（3）电控LPG喷射系统图2.46为气态LPG喷射系统ECU原理图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page94第二章新能源汽车2.5气体燃料汽车4．液化石油气汽车燃料供给系统的结构和工作原理2.5.2液化石油气汽车

2）LPG—汽油两用燃料汽车燃料供给系统

（3）电控LPG喷射系统图2.46为气态LPG喷射系统ECU原理图

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page95第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

3）LPG—柴油双燃料汽车燃料供给系统

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page96第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

以氢气作为内燃机的燃料使用，通过氢气的燃烧做功，产生动力的汽车。2.5.3氢气燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page97第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车1.氢气的理化性质

氢气的理化性能与汽油、柴油的比较见表5-3。2.5.3氢气燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page98

项

目氢

气汽

油柴

油分子式H2C4-C12烃化合物类C16-C23烃化合物类相对分子质量M2.02100～115226物理状态气态液态液态车上的储存状态—液态液态液态的相对密度/（g/cm3）0.07080.72～0.750.82—0.88沸点（常压）下/℃-252.830～22018—370低热值/（MJ/kg）119.944.5243混合气热值/（kJ/m3）318037503750汽化潜热/（kJ/kg）447297270最低点火能量/（MJ）0.0180.25～0.3040—60着火温度（常压下）/℃400260～370250火焰传播速度/（m/s）2.910.35～0.47—理论空燃比34.514.914.5着火极限（%）4～75（a=0.14～9.85）1.～7.61～8.25气/液体积比（℃）845150150表2.6氢气与汽油、柴油的理化性能比较

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page99第二章新能源汽车2.5气体燃料汽车1．氢气的理化性质氢气的具体特点：（1）氢气在常温、常压下是无色、无味、无毒的气体。（2）最轻。（3）沸点最低。（4）理论混合比最大。（5）质量低热值最大。（6）以容积计的理论混合气热值最小。（7）分子变更系数最小。（8）氢气是不含碳的燃料，对空气污染。（9）容积系数最小。（10）自燃点高。（11）火焰传播速度为4.85m/s，比汽油的0.83m/s高很多。（12）容积系数太小，加上沸点低，决定了氢气比其他燃料的储带难度都要大。2.5.3氢气燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page100第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

2.氢气的携带方式及氢气汽车类型（1）压缩氢气汽车。（2）液化氢气汽车（3）吸附氢气汽车。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page101第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车

3.氢气燃料汽车的应用1）氢气燃料汽车的发展现状2）动力性3）排放性4）氢气汽车的使用安全

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page102第2章新能源汽车2.5气体燃料汽车氢燃料在安全性方面的优点：（1）氢气的自燃温度高。（2）氢气的密度小，扩散系数大。（3）氢气燃烧时火焰为无色，且辐射十分微弱氢燃料在安全性方面的缺点：（1）氢气点燃所需的点火能量很低，因此能被高温炽热点燃。（2）氢气的着火界限很宽广，即使是极为稀薄的氢气与空气的混合气，也能被点燃着火。（3）氢气能从很窄的缝隙中泄漏出来。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page103第2章新能源汽车2.6生物燃料汽车2.6.1醇类燃料汽车1.醇类燃料的来源及分类1）醇类燃料的来源

甲醇（木醇或木酒精）可以由一氧化碳和氢气合成，为无色透明的液体，高挥发性，易燃，主要由天然气（占78%）、重油（占10%）、液化石油气（占3%）、煤炭（占2%）、油页岩、木材和垃圾等物质提炼而成。乙醇俗称酒精，其工业生产方法主要有发酵法、乙烯水合法等方法，我国一直以发酵法为主。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page104第2章新能源汽车2.6生物燃料汽车1.醇类燃料的来源及分类2）醇类燃料的分类

醇类燃料汽车是指以甲醇汽油、乙醇汽油、甲醇、乙醇为燃料的汽车。

按醇类燃料在汽车上应用分类：主要有三种类型：掺烧、纯烧和改质。

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表2.7醇类燃料与汽油、柴油的理化性能比较项

目汽

油柴

油甲

醇乙

醇分子式C4～C12烃化合物类C16～c23烃化合物类CH3OHC2H5OH相对分子质量100—1152263246物理状态液态液态液态液态车上的储存状态液态液态液态液态液态的相对密度（℃）/（g/cm3）0.72～0.750.82～0.880.79140.7843沸点（常压）/℃30～22018～37064.878.3饱和蒸汽压/kPa62.0～82.7—30.99717.332低热值/（MJ/kg）44.524320.2627.20混合气热值/（kJ/M3）3750375035573660汽化潜热/（kJ/kg）297—1101862研究法辛烷值（RON）90～106—112111马达法辛烷值（MON）81～89—9280十六烷值2740—6038闪点/℃-43601121自燃点/℃260—470420理论空气量（kg/kg）14.914.56.529.05

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page106第2章新能源汽车2.6生物燃料汽车3.掺烧式车用醇类燃料发动机的结构改进1）采用混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构改进（1）在点燃式发动机中掺烧甲醇。（2）在压燃式发动机中掺烧甲醇。（3）车用掺烧乙醇汽油发动机结构改进。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page107第2章新能源汽车2.6生物燃料汽车3.掺烧式车用醇类燃料发动机的结构改进2）采用熏蒸法的醇类燃料汽车发动机结构改进（1）采用低压喷嘴法的醇类燃料汽车发动机结构改进。（2）采用甲醇蒸汽法的醇类燃料汽车发动机结构改进。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page108第2章新能源汽车2.6生物燃料汽车3.掺烧式车用醇类燃料发动机的结构改进2）采用熏蒸法的醇类燃料汽车发动机结构改进

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page109第2章新能源汽车2.6生物燃料汽车3.掺烧式车用醇类燃料发动机的结构改进3）双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构改进（1）两套喷油泵及喷油器。（2）双燃料汽车用新型供油系统。

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page110第2章新能源汽车2.6生物燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page111第二章新能源汽车2.6生物燃料汽车

新能源汽车技术，FacultyofNewEnergyVehicles，July,2014Page112第2章新能源汽车2.6生