汽車新能源與節(jié)能技術(shù)【重慶交通大學(xué)交通運輸學(xué)院邵毅明】-

1、汽車新能源與節(jié)能技術(shù)主講：邵毅明 教授重慶交通大學(xué)交通運輸學(xué)院第一章第一章 緒論緒論 能源的概念、分類與度量 節(jié)能概述 影響汽車能耗的主要因素和節(jié)能的主要途徑 本章學(xué)習(xí)重點 掌握汽車節(jié)能有關(guān)的基本概念 掌握汽車節(jié)能評價指標(biāo) 掌握影響汽車能耗的主要因素和節(jié)能的基本途徑。 第一節(jié)第一節(jié) 能源的概念、分類與度量能源的概念、分類與度量 能源形式在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)換。 能源在開采、提煉或加工、使用以及廢料處理過程中存在不同程度的污染。 化石燃料類能源如汽油、天然氣等在儲存過程中存在泄漏和危及安全等問題。 一、能源的概念與特點一、能源的概念與特點能源：是指人類取得能量的來源，是可以直接能源：是指人類取

2、得能量的來源，是可以直接或通過轉(zhuǎn)換提供人類所需有用能的資源?；蛲ㄟ^轉(zhuǎn)換提供人類所需有用能的資源。能源具有以下的特點：能源具有以下的特點： 二、能源的分類 按能源的來源可分為太陽能、地球自身能和天體引力能。 按在自然界中的存在方式可分為一次能源、二次能源。 按被社會利用情況可分為被大規(guī)模使用的常規(guī)能源、正在積極研究開發(fā)、推廣的新能源。 按能否自然得到補充可分為再生能源、非再生能源。 按使用中對環(huán)境的影響可分為清潔型能源，非清潔型能源。 三、能源的單位與度量 我國能源的單位主要有焦（J）、千瓦小時（kW.h）。 我國規(guī)定以煤當(dāng)量（又稱標(biāo)準(zhǔn)煤）作為能源的統(tǒng)一度量單位。有些國家使用油當(dāng)量作為能源的統(tǒng)一

3、計量單位。 1kg標(biāo)準(zhǔn)煤的熱當(dāng)量=0.7kg標(biāo)準(zhǔn)油的熱當(dāng)量值。 表1-1 幾種常用的能源熱值和折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù) 能源名稱平均低位發(fā)熱量（kJ/kg）折算標(biāo)準(zhǔn)煤（kg）原油418681.4286汽油431241.4714柴油427051.4571煤油431241.4714重油418681.4286原煤209340.7143液化石油氣502411.8143天然氣389791.3300氫氣1199004.0922甲醇202600.6915乙醇272000.9285二甲醚284000.9693電力（當(dāng)量）（等價）3601118400.12290.4040第二節(jié)第二節(jié) 節(jié)能概述節(jié)能概述 （一）節(jié)能的定義

4、節(jié)能是指在保證能夠生產(chǎn)出相同數(shù)量和質(zhì)量的產(chǎn)品，或者獲得相同經(jīng)濟(jì)效益，或者滿足相同需要，達(dá)到相同目的的前提下的能源消耗量下降。 根據(jù)節(jié)能工作或研究涉及的范圍，節(jié)能有狹義節(jié)能和廣義節(jié)能之分。 （二）節(jié)能的實質(zhì) 根據(jù)節(jié)能的定義，假定W代表生產(chǎn)任務(wù)的數(shù)量，Q 代表完成生產(chǎn)任務(wù)W所投入的能量，則節(jié)能就意味著單位任務(wù)消耗的能量（QW）下降，或者是單位能量所完成的任務(wù)（WQ）增加?？梢姽?jié)能的實質(zhì)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節(jié)能？ 2、是否節(jié)油就是節(jié)能？（三）節(jié)能的任務(wù) 能源領(lǐng)域面臨嚴(yán)重問題：一是儲量不足,我國人均能源資源占有量僅為世界平均水平的一半；二是能源利用效率遠(yuǎn)

5、低于世界先進(jìn)水平；三是以煤為主的能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重；四是大量進(jìn)口石油嚴(yán)重威脅國家的經(jīng)濟(jì)安全。節(jié)約能源是解決上述矛盾的必節(jié)約能源是解決上述矛盾的必然選擇。然選擇。 我國政府歷來重視節(jié)能工作我國政府歷來重視節(jié)能工作 1984年年節(jié)能技術(shù)政策大綱節(jié)能技術(shù)政策大綱 1996年年中國節(jié)能技術(shù)政策大綱中國節(jié)能技術(shù)政策大綱 1998年年中華人民共和國節(jié)約能源法中華人民共和國節(jié)約能源法 2004年年能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要（能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要（20042020）草案）草案、節(jié)能中長期專項規(guī)劃、節(jié)能中長期專項規(guī)劃2006年年 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（200620

6、20年）年） 1.我國目前節(jié)能工作存在的主要問題 對節(jié)能重要性認(rèn)識不足，節(jié)能優(yōu)先的方針沒有落到實處。 節(jié)能法律法規(guī)不完善。 缺乏有效的節(jié)能激勵政策。 尚未建立適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)體制要求的節(jié)能新機制。 節(jié)能技術(shù)開發(fā)和推廣應(yīng)用不夠。 節(jié)能監(jiān)管和服務(wù)機構(gòu)能力建設(shè)滯后。 2.節(jié)能目標(biāo) 宏觀節(jié)能指標(biāo)：到2010年每萬元GDP（1990年不變價，下同）能耗下降到2.25噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2020年下降到1.54噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 主要產(chǎn)品（工作量）單位能耗指標(biāo)：2010年總體達(dá)到或接近20世紀(jì)90年代初期國際先進(jìn)水平，其中大中型企業(yè)達(dá)到本世紀(jì)初國際先進(jìn)水平；2020年達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。 主要耗能設(shè)備能效指標(biāo)：2010年新

7、增主要耗能設(shè)備能源效率達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，部分汽車、電動機、家用電器達(dá)到國際領(lǐng)先水平。 宏觀管理目標(biāo)：2010年初步建立與社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制相適應(yīng)的比較完善的節(jié)能法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系、政策支持體系、監(jiān)督管理體系、技術(shù)服務(wù)體系。 二、汽車節(jié)能的評價指標(biāo)與方法二、汽車節(jié)能的評價指標(biāo)與方法（一）汽車節(jié)能的定義 汽車節(jié)能是指汽車在完成相同運輸任務(wù)（運量或周轉(zhuǎn)量）前提下的燃料或儲能的消耗量下降。（二）汽車節(jié)能的評價指標(biāo) 絕對指標(biāo)：kg或t 相對指標(biāo)： 、 、 、 .1111111234 1國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14951-1994汽車節(jié)油技術(shù)評定方法中對汽車節(jié)油產(chǎn)品提出的主要指標(biāo)如下： 市區(qū)運輸模式節(jié)油量及節(jié)油

8、率 城市間運輸模式節(jié)油量及節(jié)油率 快速運輸模式節(jié)油量節(jié)油及節(jié)油率 特定工況節(jié)油技術(shù)運行節(jié)油量及節(jié)油率 多工況節(jié)油量及節(jié)油率 汽油車CO、HC凈化率RCO、RHC 柴油車煙度凈化率RRb 經(jīng)濟(jì)效益評定系數(shù)Kc 使用節(jié)油技術(shù)的投資回收里程S 三、汽車節(jié)能的發(fā)展 20世紀(jì)70年代的汽車節(jié)能工作狀況 :節(jié)能在我國還沒有得到真正足夠的重視。 20世紀(jì)80年代的節(jié)能發(fā)展?fàn)顩r :開始從駕駛操作、車輛保養(yǎng)、節(jié)油器等方面研究節(jié)能。 20世紀(jì)90年代至今的節(jié)能發(fā)展?fàn)顩r :我國的節(jié)能工作納入了法制化的軌道，在汽車節(jié)能新技術(shù)、節(jié)能管理等方面得到很大發(fā)展，但汽車在動力性與經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)上與國外產(chǎn)品尚有一定差距。 近期節(jié)能環(huán)

9、保汽車的發(fā)展趨勢 ：多元化發(fā)展、多種技術(shù)相互融合、階段性不均衡發(fā)展、強強聯(lián)合、政府扶持 。 四、汽車節(jié)能的重要性 (一)汽車節(jié)能的必要性 (二)汽車節(jié)能的可行性 汽車節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針 。 我國高速公路網(wǎng)形成，鄉(xiāng)村公路，公路客貨運輸量和汽車保有量均迅速不斷地增長，因此，我國汽車運輸需求的能源數(shù)量將不斷激增，而我國的石油資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其需要 我國汽車技術(shù)的平均水平低于世界發(fā)達(dá)國家，機動車燃油經(jīng)濟(jì)性水平比歐洲低25%，比日本低20%，比美國整體水平低10%；載貨汽車百噸公里油耗7.6升，比國外先進(jìn)水平高1倍以上。 第三節(jié)第三節(jié) 影響汽車能耗的主要因影響汽車能耗的主要因素與

10、節(jié)能的主要途徑素與節(jié)能的主要途徑 一、影響汽車能耗的主要因素一、影響汽車能耗的主要因素 汽車的結(jié)構(gòu)方面汽車的結(jié)構(gòu)方面 汽車的使用方面 新能源技術(shù)方面 二、汽車節(jié)能的主要途徑二、汽車節(jié)能的主要途徑 車輛技術(shù)方面的主要節(jié)能途徑與措施車輛技術(shù)方面的主要節(jié)能途徑與措施 道路輔助設(shè)施及汽車維修方面的主要節(jié)能途徑與措施 汽車運用方面的主要節(jié)能途徑與措施 一、影響汽車能耗的主要因素一、影響汽車能耗的主要因素 汽車汽車 結(jié)構(gòu)方面結(jié)構(gòu)方面發(fā)動機發(fā)動機 傳動系傳動系輪胎輪胎 汽車汽車總質(zhì)量總質(zhì)量汽車汽車外形外形(二)汽車的使用方面 行駛車速 擋位選擇 掛車的選用 正確的保養(yǎng)與調(diào)整 (三)新能源技術(shù)方面 目前，已經(jīng)

11、研制出電能、太陽能、混合動力能源等新能源汽車。由于受技術(shù)水平、環(huán)境、成本等各方面的因素影響，采用新能源的汽車在某些性能方面與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車相比要差一些，所以還未廣泛應(yīng)用。隨著汽車工業(yè)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是傳統(tǒng)能源的危機、環(huán)保要求的提升，新能源取代傳統(tǒng)能源是社會發(fā)展的必然趨勢。 二、汽車節(jié)能的主要途徑二、汽車節(jié)能的主要途徑 輔助設(shè)施 及維修 改善道路設(shè)施公路結(jié)構(gòu)最優(yōu)化建設(shè)合理汽車道路網(wǎng)高速公路、汽車專用公路一般道路的修整合理的養(yǎng)護(hù)等改進(jìn)檢修方式修理合理化維護(hù)檢驗合理化檢查修理方式合理化計算機診斷系統(tǒng)改良設(shè)備、機械修理機械的自動化、無損檢驗提高修理技術(shù)機械培訓(xùn)維護(hù)檢驗期延長無維護(hù)化自我診斷系統(tǒng)

12、化監(jiān)控系統(tǒng)、燃料計量系統(tǒng)圖1-6道路輔助設(shè)施及汽車維修節(jié)能的途徑與措施統(tǒng)一調(diào)配協(xié)調(diào)運輸信息流通系統(tǒng)選擇與運輸環(huán)境相應(yīng)的車種公共汽車、載貨車的最佳配備運用方法改良線路結(jié)構(gòu)公共汽車、載貨車線路的最佳化有效利用運輸能力回程車的有效利用物流集散點的整備車站終點、載貨車總站的整備改善運輸方式運輸?shù)募泄芾砑锌刂蒲兄菩碌倪\輸系統(tǒng)密封容器運輸高架運輸交通流最佳化交通管理最佳化改善城市交通管理信號控制經(jīng)路引導(dǎo)、車輛裝載指示系統(tǒng)改善高速公路的管理經(jīng)路引導(dǎo)、速度限制指示系統(tǒng)改善交通系統(tǒng)合乘交通系統(tǒng)的開發(fā)雙層公共汽車、特定需要的共用汽車特殊交通系統(tǒng)開發(fā)城市汽車系統(tǒng)復(fù)合運輸系統(tǒng)的開發(fā)復(fù)合運輸系統(tǒng)改善駕駛培訓(xùn)減少培訓(xùn)需要的能量利用模擬裝置視覺輔助裝置圖1-7汽車運用方法的節(jié)能途徑與措施改善部件負(fù)荷特性可變閥定時器，可變的排氣量車輛技術(shù)提 高行駛效率減小行駛阻力車身輕型化提高驅(qū)動效率原動機高 性 能化提高發(fā)動機性能開發(fā)替代發(fā)動機能源合 理化能源使用合理化利用新能源利用代用燃料減小滾動阻力減小滾動阻力改進(jìn)輪胎改進(jìn)輪胎車身的重量輕型化輕型材料，輕型設(shè)計技術(shù)使構(gòu)成部件、附屬品輕型化輔機、電器設(shè)備輕型化提高驅(qū)動系統(tǒng)的傳動效率軸承、離合器改進(jìn)變速裝置直接式自動、無級變速提高熱效率高溫化、改善燃燒、減少冷卻損失提高機械效率降低運轉(zhuǎn)部件的摩擦損失和驅(qū)動輔助損失采用電子控制實現(xiàn)最優(yōu)化微機控制研制高