汽车新能源与节能技术

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,汽车新能源与节能技术,主讲：邵毅明 教授,重庆交通大学交通运输学院,第一章 绪论,能源的概念、分类与度量,节能概述,影响汽车能耗的主要因素和节能的主要途径,本章学习重点,掌握汽车节能有关的基本概念,掌握汽车节能评价指标,掌握影响汽车能耗的主要因素和节能的基本途径。,第一节 能源的概念、分类与度量,能源形式在一定条件下可以互相转换。,能源在开采、提炼或加工、使用以及废料处理过程中存在不同程度的污染。,化石燃料类能源如汽油、天然气等在储存过程中存在泄漏和危及安全等问题。,一、能源的概念与特点,能源：是指人类取得能量的来源，是可以直接或通过转换提供人类所需有用能的资源。,能源具有以下的特点：,二、能源的分类,按能源的来源可分为太阳能、地球自身能和天体引力能。,按在自然界中的存在方式可分为一次能源、二次能源。,按被社会利用情况可分为被大规模使用的常规能源、正在积极研究开发、推广的新能源。,按能否自然得到补充可分为再生能源、非再生能源。,按使用中对环境的影响可分为清洁型能源，非清洁型能源。,三、能源的单位与度量,我国能源的单位主要有焦（,J,）、千瓦小时（,kW.h,）。,我国规定以煤当量（又称标准煤）作为能源的统一度量单位。有些国家使用油当量作为能源的统一计量单位。,1kg,标准煤的热当量,=0.7kg,标准油的热当量值。,表,1-1,几种常用的能源热值和折算标准煤系数,能源名称,平均低位发热量（,kJ/kg,）,折算标准煤（,kg,）,原油,41868,1.4286,汽油,43124,1.4714,柴油,42705,1.4571,煤油,43124,1.4714,重油,41868,1.4286,原煤,20934,0.7143,液化石油气,50241,1.8143,天然气,38979,1.3300,氢气,119900,4.0922,甲醇,20260,0.6915,乙醇,27200,0.9285,二甲醚,28400,0.9693,电力（当量）,（等价）,3601,11840,0.1229,0.4040,第二节 节能概述,（一）节能的定义,节能是指在保证能够生产出相同数量和质量的产品，或者获得相同经济效益，或者满足相同需要，达到相同目的的前提下的能源消耗量下降。,根据节能工作或研究涉及的范围，节能有狭义节能和广义节能之分。,（二）节能的实质,根据节能的定义，假定,W,代表生产任务的数量，,Q,代表完成生产任务,W,所投入的能量，则节能就意味着单位任务消耗的能量（,Q,W,）下降，或者是单位能量所完成的任务（,W,Q,）增加。可见,节能的实质就是提高能源的利用效率,。,思考：,1,、是否采用代用能源或者新能源就是节能？,2,、是否节油就是节能？,（三）节能的任务,能源领域面临严重问题：一是储量不足,我国人均能源资源占有量仅为世界平均水平的一半；二是能源利用效率远低于世界先进水平；三是以煤为主的能源结构导致环境污染严重；四是大量进口石油严重威胁国家的经济安全。,节约能源是解决上述矛盾的必然选择。,我国政府,历,历来重视,节,节能工作,1984,年,节能技术,政,政策大纲,1996,年,中国节能,技,技术政策,大,大纲,1998,年,中华人民,共,共和国节,约,约能源法,2004,年,能源中长,期,期发展规,划,划纲要（,2004,2020,）草案,、节能中,长,长期专项,规,规划,2006,年,国家中长,期,期科学和,技,技术发展,规,规划纲要,（,（,2006,2020,年）,1.,我国目前,节,节能工作,存,存在的主,要,要问题,对节能重,要,要性认识,不,不足，节,能,能优先的,方,方针没有,落,落到实处,。,。,节能法律,法,法规不完,善,善。,缺乏有效,的,的节能激,励,励政策。,尚未建立,适,适应市场,经,经济体制,要,要求的节,能,能新机制,。,。,节能技术,开,开发和推,广,广应用不,够,够。,节能监管,和,和服务机,构,构能力建,设,设滞后。,2.,节能目标,宏观节能,指,指标：到,2010,年每万元,GDP,（,1990,年不变价,，,，下同）,能,能耗下降,到,到,2.25,吨标准煤,，,，,2020,年下降到,1.54,吨标准煤,。,。,主要产品,（,（工作量,）,）单位能,耗,耗指标：,2010,年总体达,到,到或接近,20,世纪,90,年代初期,国,国际先进,水,水平，其,中,中大中型,企,企业达到,本,本世纪初,国,国际先进,水,水平；,2020,年达到或,接,接近国际,先,先进水平,。,。,主要耗能,设,设备能效,指,指标：,2010,年新增主,要,要耗能设,备,备能源效,率,率达到或,接,接近国际,先,先进水平,，,，部分汽,车,车、电动,机,机、家用,电,电器达到,国,国际领先,水,水平。,宏观管理目,标,标：,2010,年初步建立,与,与社会主义,市,市场经济体,制,制相适应的,比,比较完善的,节,节能法规标,准,准体系、政,策,策支持体系,、,、监督管理,体,体系、技术,服,服务体系。,二、汽车节,能,能的评价指,标,标与方法,（一）汽车,节,节能的定义,汽车节能是,指,指汽车在完,成,成相同运输,任,任务（运量,或,或周转量）,前,前提下的燃,料,料或储能的,消,消耗量下降,。,。,（二）汽车,节,节能的评价,指,指标,绝对指标：,kg,或,t,相对指标：,、,、,、,、,、,、,.,国家标准,GB/T14951-1994,汽车节油技,术,术评定方法,中对汽车节,油,油产品提出,的,的主要指标,如,如下：,市区运输模,式,式节油量及,节,节油率,城市间运输,模,模式节油量,及,及节油率,快速运输模,式,式节油量节,油,油及节油率,特定工况节,油,油技术运行,节,节油量及节,油,油率,多工况节油,量,量及节油率,汽油车,CO,、,HC,净化率,R,CO,、,R,HC,柴油车烟度,净,净化率,R,Rb,经济效益评,定,定系数,K,c,使用节油技,术,术的投资回,收,收里程,S,三、汽车节,能,能的发展,20,世纪,70,年代的汽车,节,节能工作状,况,况,:,节能在我国,还,还没有得到,真,真正足够的,重,重视。,20,世纪,80,年代的节能,发,发展状况,:,开始从驾驶,操,操作、车辆,保,保养、节油,器,器等方面研,究,究节能。,20,世纪,90,年代至今的,节,节能发展状,况,况,:,我国的节能,工,工作纳入了,法,法制化的轨,道,道，在汽车,节,节能新技术,、,、节能管理,等,等方面得到,很,很大发展，,但,但汽车在动,力,力性与经济,性,性指标上与,国,国外产品尚,有,有一定差距,。,。,近期节能环,保,保汽车的发,展,展趋势 ：,多,多元化发展,、,、多种技术,相,相互融合、,阶,阶段性不均,衡,衡发展、强,强,强联合、政,府,府扶持 。,四、汽车节,能,能的重要性,(,一,),汽车节能的,必,必要性,(,二,),汽车节能的,可,可行性,汽车节能是,我,我国经济和,社,社会发展的,一,一项长远战,略,略方针 。,我国高速公,路,路网形成，,乡,乡村公路，,公,公路客货运,输,输量和汽车,保,保有量均迅,速,速不断地增,长,长，因此，,我,我国汽车运,输,输需求的能,源,源数量将不,断,断激增，而,我,我国的石油,资,资源远远不,能,能满足其需,要,要,我国汽车技,术,术的平均水,平,平低于世界,发,发达国家，,机,机动车燃油,经,经济性水平,比,比欧洲低,25%,，比日本低,20%,，比美国整,体,体水平低,10%,；载货汽车,百,百吨公里油,耗,耗,7.6,升，比国外,先,先进水平高,1,倍以上。,第三节,影,影响汽车能,耗,耗的主要因,素,素与节能的,主,主要途径,一、影响汽,车,车能耗的主,要,要因素,汽车的结构,方,方面,汽车的使用,方,方面,新能源技术,方,方面,二、汽车节,能,能的主要途,径,径,车辆技术方,面,面的主要节,能,能途径与措,施,施,道路辅助设,施,施及汽车维,修,修方面的主,要,要节能途径,与,与措施,汽车运用方,面,面的主要节,能,能途径与措,施,施,一、影响汽,车,车能耗的主,要,要因素,汽车,结,结构,方,方面,发动机,传动系,轮胎,汽车,总质量,汽车,外形,(,二,),汽车的使用,方,方面,行驶车速,挡位选择,挂车的选用,正确的保养,与,与调整,(,三,),新能源技术,方,方面,目前，已经,研,研制出电能,、,、太阳能、,混,混合动力能,源,源等新能源,汽,汽车。由于,受,受技术水平,、,、环境、成,本,本等各方面,的,的因素影响,，,，采用新能,源,源的汽车在,某,某些性能方,面,面与传统的,内,内燃机汽车,相,相比要差一,些,些，所以还,未,未广泛应用,。,。随着汽车,工,工业、科学,技,技术的发展,，,，特别是传,统,统能源的危,机,机、环保要,求,求的提升，,新,新能源取代,传,传统能源是,社,社会发展的,必,必然趋势。,二、汽车节,能,能的主要途,径,径,辅助,设施 及维修,改善道路设施,公路结构最优化,建设合理汽车道路网,高速公路、汽车专用公路,一般道路的修整,合理的养护等,改进检修方式,修理合理化,维护检验合理化,检查修理方式合理化,计算机诊断系统,改良设备、机械,修理机械的自动化、无损检验,提高修理技术,机械培训,维护检验期延长,无维护化,自我诊断系统化,监控系统、燃料计量系统,图,1-6,道路辅助设施及汽车维修节能的途径与措施,统一调配协调运输,信息流通系统,选择与运输环境相应的车种,公共汽车、载货车的最佳配备,运,用,方,法,改良线路结构,公共汽车、载货,车线路的最佳化,有效利用运输能力,回程车的有效利用,物流集散点的整备,车站终点、载货车总站,的整备,改善运输方式,运输的集中管理,集中控制,研制新的运输系统,密封容器运输高架运输,交通流最佳化,交通管理最佳化,改善城市交通管理,信号控制经路引导、车辆装载指示系统,改善高速公路的管理,经路引导、速度限制指示系统,改善交通系统,合乘交通系统的开发,双层公共汽车、特定需要的共用汽车,特殊交通系统开发,城市汽车系统,复合运输系统的开发,复合运输系统,改善驾驶培训,减少培训需要的能量,利用模拟装置,视觉辅助装置,图,1-7,汽车运用方法的节能途径与措施,改善部件负荷特性,可变阀定时器，可变的排气量,车辆技术,提 高,行驶效率,减小行驶阻力,车身轻型化,提高驱动效率,原动机,高性能化,提高发动机性能,开发替代发动机,能源,合理化,能源使用合理化,利用新能源,利用代用燃料,减小滚动阻力,改进轮胎,车身的重量轻型化,轻型材料，轻型设计技术,使构成部件、附属品轻型化,辅机、电器设备轻型化,提高驱动系统的传动效率,轴承、离合器,改进变速装置,直接式自动、无级变速,提高热效率,高温化、改善燃烧、减少冷却损失,提高机械效率,降低运转部件的摩擦损失和驱动辅助损失,采用电子控制实现最优化,微机控制,研制高效率发动机循环,斯特林发动机、兰金循环,利用化学能,浓度差发电机、燃料电池,利用氢能,氢气发动机燃料电池,利用电能,改良蓄电池、电动车,回收废能,涡轮增压,回收制动能,储能装置,提高辅机效率,空调机、电器装备等,低质燃油的利用技术,外燃发动机,液化器的利用技术,液化天然气、液化石油气等,合成燃料的利用技术,液化石油气、乙醇、煤的液化燃料,氢能的利用,氢气混合燃烧法、氢气储存法,太阳能的利用,太阳能电池、利用太阳能,图,1-5,车辆技术方面的节能途径与措施,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH IMEANA VISIONOF GOOD ONE CHERISHES ANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHES ONE TOSEEKITS FULFILLMENTREGARDLESS OFOBSTACLES.BY FAITHI BYFAITH,