新能源汽车最新消息，新能源汽车产业燃料化学成分及产生原理，燃料，是一种通过化学反应或核反应释放本身的内能以供其他方面使用的物质。燃料可分成天然燃料与人工燃料。天然燃料从大自然获得并可以直接使用，比如木柴、煤等；人工燃料是经过工艺加工后获得的燃料，比如焦炭、燃油等。常见化学燃料的热值见表1-1。从表中可见，氢气的热值最高，气体燃料和液体燃料相对固体燃料的热值要高，因此汽车用燃料一般使用气体燃料和液体燃料。这篇文章最底部有填空题大家有兴趣可以聊聊。
传统汽车采用汽油或柴油作为燃料，汽油和柴油主要通过石油炼制而得。如图1-1所示，石油通过不同的炼制可以获得汽油、柴油、煤油和润滑油等。
石油是不可再生能源，由于石油供应紧张带来的各种压力以及对经济发展、环境污染等方面产生的负面影响，迫使世界各国纷纷调整汽车燃料结构。汽车使用不同的燃料，其结构必然会发生变化。因此，各国都致力于发展汽车新技术，一方面使用常规车用燃料，但采用新型车载动力装置，如缸内直喷、可变进气等新技术；另一方面重点发展采用非常规车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术的新能源汽车。各种新能源汽车所使用的燃料以及燃料来源见表1-2。新能源汽车所使用的燃料按照能源的形态不同，可分为燃料型能源和非燃料型能源。其中，燃料型能源主要包括气体燃料、生物燃料和醇醚燃料等；非燃料型能源主要是其他能源通过发电技术转换成电能提供给汽车驱动的能源，如电能、风能发电、太阳能发电、燃料电池发电等。在能源紧缺、环境污染越来越严重的今天，发展新能源已成为汽车产业发展的必然途径。
二、天然气
（一）化学成分及产生原理
天然气是一种主要由甲烷（CH.）组成的气态化石燃料，甲烷的分子式结构及燃烧示意图如图1-2所示。天然气主要存在于油田和天然气田，也有少量存于煤层。当有机物质经过厌氧腐烂时，会产生富含甲烷的气体，这种气体称为生物气体。生物气体的来源包括森林和草地间的沼泽、垃圾填埋场、下水道中的淤滤，英肥，由细菌的厌氧分解产生。天然气广泛存在于世界各地，是世界上储量最丰富的能源之一。
天然气的密度只有空气的55%，其热值略高于汽油，自燃温度为℃~℃，在常温和常压下呈气体状态，因此天然气以气体方式进行运输和储运。天然气中的甲烷分子结构极其稳定，其抗爆性好于汽油，能有效地防止发生爆燃现象，可用于高压缩比发动机，成为一种非常适宜的汽车燃料。天然气可以产生比汽油发动机更高的热效率和更好的经济性。
（二）车辆应用
压缩天然气（以及液化天然气）被用作汽车燃料的清洁替代物。天然气产量与储量丰富，价格便宜。将一般家用天然气输送管线中燃气加压储存在高压钢瓶中，即可成为车辆使用的天然气燃料，如图1-3所示。
（三）环境影响
当甲烷（生物气）溢散到大气层中时，它将是一种直接促使全球变暖的温室气体。天然气燃料的优势在于它不含苯、铅、硫等致癌物质，且燃烧完全，无杂物，排放清洁。与传统汽车相比，天然气汽车在空气中排放的一氧化碳减少97%，碳氢化合物减少72%，氮氧化物减少39%，粉尘减少%。
由于环境问题，欧美各国竞相开发天然气汽车。目前市场中存在的天然气汽车，燃料主要分成两部分：一是适合轿车使用的压缩天然气（CNG），主要应用于私家车、出租车；二是适合大型车辆使用的液化天然气（LNG），其能源密度更高，主要应用于公交车、重型卡车。
所有这些车辆中，一部分由传统汽车动力系统改装而来，俗称“油改气”；另一部分由汽车产企业在生产时已进行改装，直接投向市场。
三、液化石油气
（一）化学成分及产生原理
液化石油气通过石油炼制而得，为无色气体或黄棕色油状液体，是丙烷和丁烷的混合物，通常伴有少量的丙烯和丁烯。将一种强烈的气味剂乙硫醇加入液化石油气，这样石油气泄漏就很容易被发觉。液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸汽转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。
（二）车辆应用
液化石油气被广泛地作为内燃机的绿色燃料使用，以减低废气排放。液化石油气的辛烷值（RON）为.日本丰田公司制造了很多液化石油气发动机，如20世纪70年代的M、R和Y发动机家族。图1-4所示为金龙XMQ6l00SL-型LPG/汽油双燃料客车。到目前为止，许多汽车制造商，如雪铁龙、大宇、福特、现代、欧宝/沃克斯豪尔、标志、雷诺、Saab和沃尔沃均以OEM方式生产双燃料汽车，。用液化石油气和石油两种燃料均能够良好运行。
液化石油气沸点低，挥发性好。因其硫含量和机械杂质均远低于汽油、柴油，对气缸、活塞、活塞环、气门等零部件的危害较小。液化石油气是比汽油，柴油小得多的短链气态烷烃分子，与空气混合良好，燃烧时不需要汽化，燃烧完全，故在发动机气缸及其他部件上的积炭、结焦少。其燃烧过程中不产生焦油，不易污染机油，润滑油也不会被稀释，不用经常换注机油和更换火花塞，减轻了发动机及其他部件的磨损和腐蚀，减少机油的消耗量，发动机运转平稳，噪声小，从而延长了发动机的使用寿命和机油更换周期。与汽油车相比，液化石油气汽车大修里程可提高50%以上，而且可节约50%以上的维修费用，使用寿命约为汽油车的3倍。
（三）环境影响
液化石油气是此汽油更“清洁”的燃料。液化石油气的蒸发温度低，雾化性能好，更易于与空气混合。液化石油气的燃烧速度比汽油快8%-21%，即液化石油气能在与汽油相同的燃烧时间内燃烧得更充分，因此液化石油气汽车排气中的CO、HC、NO，等有害成分大为减少，且没有黑烟和积炭。
四、燃料乙醇
（二）车辆应用
世界酒精的66%用于燃料，14%用于食用，11%用于工业溶剂，9%用于其他化学工业。发酵酒精作为车用燃料有两种方式：一是配制汽油和无水酒精的混合物——汽油醇，酒精在混合物中的比例最高可达25%，在用汽油醇作为汽车燃料时，可以利用原有的汽车发动机；二是直接利用酒精作为汽车燃料，这时必需使用专门设计的、具有更高压缩比的发动机。
早在年，巴西以甘蔗、糖蜜、木薯、玉米为原料年产发酵酒精12Mt以上，几乎全部用来代替汽油，大部分直接利用酒精作为汽车的燃料。欧美许多国家曾试图通过发展乙醇等生物燃料来取代石油，其中发展比较快、年产乙醇超过百万加仑的国家见表1-3。
年美国人设计并制造了世界上第一台纯乙醇的汽车，年乙醇/汽油混合燃料在美国内布拉斯加州首次面市，年含10%乙醇的混合汽油在内布拉斯加州大规模使用。图1-6所示为在瑞典市场推出的Sanb9-3型号SportCombiBioPower，这是Saab推出的第二个E85灵活燃料的车型。其尽管已有着广泛的用途，但仍是在传统观念的市场范围。未来乙醇作为车用燃料，主要是乙醇汽油和乙醇柴油。由于乙醇等生物燃料生产成本高昂，还带来粮食价格抬高等问题，欧盟、美国以及我国均下调了未来生物燃料的生产目标。
（三)环境影响
燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点，可以降低汽车尾气中CO和HC的排放。未来我国燃料乙醇行业的重点是降低生产成本、减少政府补贴。为此，制定生物燃料乙醇生产过程的消耗控制规范及产品质量技术标准，统一燃料乙醇生产消耗定额标准，包括物耗、水耗、能耗等，是降本增效的有力手段。
五、生物柴油
（一）化学成分及产生原理
生物柴油（Biodiesel）是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油，通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料，其循环再生如图l-7所示。
生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如醚、醛、酮、酚、有机酸、醇等。复合型生物柴油是以废弃的动植物油、废机油及炼油厂的副产品为原料，再加入催化剂，经专用设备和特殊工艺合成。
欧盟生物柴油80%的原料为双低菜子油（低硫甙、低芥酸），美国、巴西主要以大豆为原料，我国主要以木本油料、废弃油脂和微藻油脂为原料。我国在内蒙古开展了微藻固碳生物能源示范项目，同时已在四川、贵州、海南启动小油榈生物柴油产业化示范项目。
（二）车辆应用
生物柴油在汽车上的使用原理如同传统柴油，对传统内燃机几乎不需要改进就可以直接使用，兼容性好；燃料闪点比传统柴油显著提高：使用该燃料的汽车在输出功率、扭矩以及燃料经济性等方面的性能与传统柴油汽车接近。由于生物柴油的16烷值要显著高于普通、柴油，因此使用该类燃料的汽车，其运行中的抗爆性好，排放值符合美国加州大气资源局制心定的洁净柴油标准。另外，该燃料的润滑性能比传统柴油有显著改善，对精密机件损害较小，且净生物柴油是无毒物质。
在美国，目前净生物柴油燃料和混合物柴油燃料在汽车上实际使用超过00kmi（1英里=.m）的试验，市场上已经有了一些客车生产商正在开发使用生物柴油燃料的客车，但是目前还没有以生物柴油为燃样的轿车发展计划和行动。图1-8所示为以生物柴油为动力的VW甲壳虫。
（三）环境影响
生物柴油的优良性能，使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲1号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题，因此生物柴油是一种真正的绿色柴油。
1.具有优良的环保特性。由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%（有催化剂时为70%）。生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，学通集油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患痛率。由子生物柴油含氧量高故其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%（有催化剂时为95%）。生物柴油的生物降解性高。
2.具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂时，冷凝点可达一20℃。
3.具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率降低，使用寿命延长。
4.具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品，因此在运输、储存、使用方面的安全性是显而易见的。
5.具有良好的燃料性能。其十六烧值高，燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命延长。
6.具有可再生性。作为可再生能源，与石油储量不同，可通过农业和生物科学家的努力，供应量不会枯竭。
7.无须改动柴油机。可直接添加在柴油发动机中使用，同时无须另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。
8.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗，提高动力性，并降低尾气污染。
生物柴油是从可回收的一些资源，如植物油、动物脂肪和已经使用过的油和脂肪中提炼而成的一种液态产品。液态形式的生物柴油（又称为净生物柴油》已经被美国能源政策法列为汽车替代燃料。
发展汽车新能源是解决汽车能源问题和环境问题的钥匙。自然界的能源各种各样，按照能源的形态来分外，汽车新能源分为燃料型和非燃料型能源，其中汽车运用的燃料型能源主要包括汽油、柴油、天然气、液化石油气、生物柴油、燃料乙醇等。因此，本任务重点对天然气、液化石油气、生物柴油、燃料乙醇等汽车燃料的化学成分、燃烧机理、排放污染以及其在汽车领域的应用等方面进行简要介绍，为进一步了解新能源汽车奠定基础。
一.填空题
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