新能源汽車的種類及其特點

新能源汽車的種類及其特點（一）天然氣汽車和液化石油氣汽車天然氣汽車又被稱為“藍色動力”汽車，主要以壓縮天然氣(CNG)、液化天然氣(LNG)、吸附天然氣(ANG)為燃料，常見的是壓縮天然氣汽車(CNGV)。液化石油氣汽車(LPGV)是以液化石油氣(LPG)為燃料。CNG和LPG是理想的點燃式發(fā)動機燃料，燃?xì)獬煞謫我弧⒓兌雀?，與空氣混合均勻，燃燒完全，CO和微粒的排放量較低，燃燒溫度低因而NOx排放較少，稀燃特性優(yōu)越，低溫起動及低溫運轉(zhuǎn)性能好。其缺點是儲運性能比液體燃料差、發(fā)動機的容積效率較低、著火延遲期較長。這兩類汽車多采用雙燃料系統(tǒng)，即一個汽油或柴油燃料系統(tǒng)和一個壓縮天然氣或液化石油氣系統(tǒng)，汽車可由其中任意一個系統(tǒng)驅(qū)動，并能容易地由一個系統(tǒng)過渡到另一個系統(tǒng)?？得魉古c美國能源部正合作開發(fā)名為“先進往復(fù)式發(fā)動機系統(tǒng)(ARES)”的新一代天然氣發(fā)動機，根據(jù)開發(fā)目標(biāo)，該發(fā)動機熱效率達50%(熱電聯(lián)產(chǎn)時達到80%以上)，NOx排放量低于0.1g／km，制造成本為400450美元／kW，維護費用低于0.01美元／kwh，在滿足這些目標(biāo)的同時，發(fā)動機具有較高的可靠性。（二）醇類汽車醇類汽車就是以甲醇、乙醇等醇類物質(zhì)為燃料的汽車，使用比較廣泛的是乙醇，乙醇來源廣泛，制取技術(shù)成熟，最新的一種利用纖維素原料生產(chǎn)乙醇的技術(shù)其可利用的原料幾乎包括了所有的農(nóng)林廢棄物、城市生活有機垃圾和工業(yè)有機廢棄物。目前醇類汽車多使用乙醇與汽油或柴油以任意比例摻和的靈活燃料驅(qū)動，既不需要改造發(fā)動機，又起到良好的節(jié)能、降污效果，但這種摻和燃料要獲得與汽油或柴油相當(dāng)?shù)墓β?，必須加大燃油噴射量，?dāng)摻醇率大于15%—20%時，應(yīng)改變發(fā)動機的壓縮比和點火提前角。乙醇燃料理論空燃比低，對發(fā)動機進氣系統(tǒng)要求不高，自燃性能差，辛烷值高，有較高的抗爆性，揮發(fā)性好，混合氣分布均勻，熱效率較高，汽車尾氣污染可減少30%以上。這種汽車最早由福特公司在20世紀(jì)80年代中期開發(fā)，到2003年底，美國有230多萬輛乙醇汽車，其中多數(shù)是道奇和克萊斯勒廂式車——2003年已賣出233466輛。（三）氫燃料汽車氫是清潔燃料，采用氫氣作燃料，只需略加改動常規(guī)火花塞點火式發(fā)動機，其燃燒效率比汽油高，混合氣可以較大程度地變稀，所需點火能量小，有利于節(jié)約燃料。氫氣也可以加入其它燃料(如CNG)中，用于提高效率和減少N02排放。氫的質(zhì)量能量密度是各種燃料中最高的一種，但體積能量密度最低，其最大的使用障礙是儲存和安全問題。寶馬公司一直致力于氫氣發(fā)動機研制，開發(fā)了多款氫發(fā)動機汽車，其裝有V12氫發(fā)動機的7系列轎車是世界上首批量產(chǎn)的氫發(fā)動機，該發(fā)動機可使用氫氣和汽油兩種燃料。（四）二甲醚汽車二甲醚(DME)是一種無色無味的氣體，具有優(yōu)良的燃燒性能，清潔、十六烷值高、動力性能好、污染少，稍加壓即為液體，非常適合作為壓燃式發(fā)動機的代用能源，使用該燃料的車輛可達到美國加州的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。日本NKK公司成功地開發(fā)出用劣質(zhì)煤生產(chǎn)二甲醚的設(shè)備，并且和住友金屬工業(yè)公司于1998年完成了用二甲醚作為汽車燃料的試驗，二甲醚汽車(DMEV)不會排放黑色氣體污染環(huán)境，產(chǎn)生的NOX比柴油少20%。（五）氣動汽車以壓縮空氣、液態(tài)空氣、液氮等為介質(zhì)，通過吸熱膨脹做功供給驅(qū)動能量的汽車稱為氣動汽車，氣動發(fā)動機不發(fā)生燃燒或其他化學(xué)反應(yīng)，排放的是無污染物輻射的空氣或氮氣，真正實現(xiàn)了零污染。目前開發(fā)比較成功的是壓縮空氣動力汽車(APV)，工作原理類似于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車，只不過驅(qū)動活塞連桿機構(gòu)的能量來源于高壓空氣。APV介質(zhì)來源方便、清潔，社會基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費用不高，較容易建造。無燃料燃燒過程，對發(fā)動機材料要求低，結(jié)構(gòu)簡單，可借鑒現(xiàn)有內(nèi)燃機技術(shù)因而研發(fā)周期短，設(shè)計和制造容易。但目前APV能量密度和能量轉(zhuǎn)換率還不夠高，續(xù)駛里程短。1991年法國工程師GuyNegre獲得了壓縮空氣動力發(fā)動機的專利，并加盟MDI公司，2000年MDI公司推出的名為“進化”(evolution)的APV，質(zhì)量僅700kg，其發(fā)動機質(zhì)量僅為35kg，速度可達120km／h，一次充滿壓縮空氣可行駛200km，充氣費用僅為0.3美元，在城市中約可行駛10h，在壓縮空氣站充氣2min就可完成，用氣泵充氣3h可完成。（六）電動汽車世界上第一輛電動車(EV)由美國人在19世紀(jì)90年代制造。EV大致分為蓄電池電動汽車(BEV)、燃料電池電動汽車(FCEV)和混合動力電動汽車(HEV)。電動汽車的一個共同特點是汽車完全或部分由電力通過電機驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)低排放和零排放。蓄電池電動汽車是最早出現(xiàn)的電動汽車。使用鉛酸電池的汽車整車動力性、續(xù)駛里程與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車有較大的差距，而使用高性能鎳氫電池或者鋰電池又會使成本大大增加。而JtBEV都需有一定充電時間及相應(yīng)的充電設(shè)備，使用場合受到了限制。燃料電池具有近65%的能量利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)零排放、低噪聲，國外最新開發(fā)的高性能燃料電池已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)幾乎與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相當(dāng)?shù)膭恿π阅?，發(fā)展前景很好，但成本卻是制約其產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。在加拿大進行的示范試驗表明，使用燃料電他的公共汽車制造成本為120萬加元，而使用柴油機的公共汽車僅為27.5萬加元?；旌蟿恿ζ嚾诤狭藗鹘y(tǒng)內(nèi)燃機汽車和電動汽車的優(yōu)點，同時克服了兩者的缺點，近年來獲得了飛速發(fā)展，并已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，PRIUS和INSIGHT兩款混合動力汽車的成功向人們展現(xiàn)了混合動力技術(shù)的魅力和巨大的市場潛力。（七）以植物油為燃料的汽車為了尋找可代替石油的新能源，科學(xué)家也將目光投向了植物油，正在研制以植物油如大豆油、玉米油及向日葵油為原料的內(nèi)燃機油?？茖W(xué)家們