新能源汽車及智能汽車

1、新能源汽車及智能汽車科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，已將人們帶入了信息時(shí)代，同時(shí)也正在給汽車帶來一場新的革命，智能化則是其突出特征。汽車智能化是在電子信息技術(shù)和其他高新技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它起到輔助駕駛的作用，使駕駛更為方便，最終達(dá)到無人駕駛。智能汽車包括導(dǎo)航系統(tǒng)、不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)及自動(dòng)避撞系統(tǒng)等?！靶履茉雌嚒边@一概念，是相對于傳統(tǒng)汽油車和柴油車而言的，是指用非汽油和非柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或新能源作動(dòng)力替代或部分替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力的汽車。新能源汽車有電動(dòng)汽車、天然氣汽車、液化石油氣汽車、甲醇汽車或氫氣汽車等。一、智能汽車1、智能汽車系統(tǒng)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)是交通運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)各種高科技系統(tǒng)的一個(gè)統(tǒng)稱。凡是運(yùn)用高

2、新科學(xué)技術(shù)手段組成旨在改善交通運(yùn)輸狀態(tài)、緩解交通禍害的各種技術(shù)系統(tǒng)，都可稱為智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)（Intelligent Transportation System）,簡稱ITS。有關(guān)的高新技術(shù)包括信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、微電子技術(shù)等，其中，信息技術(shù)起了重要作用。改善交通狀況，主要是指提高交通運(yùn)輸效率和提高汽車行駛性能；而緩解“交通禍害”則是指降低交通對環(huán)境的污染和減少交通事故。智能汽車是智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的一個(gè)部分，它是許多高新技術(shù)綜合集成的載體。智能汽車系統(tǒng)包括：（1）公共交通支援系統(tǒng)幫助公共交通利用者選擇最佳的出行、換車方式及出發(fā)時(shí)間，同時(shí)使各交通部門實(shí)現(xiàn)最佳的利用分配

3、。通過實(shí)時(shí)收集公共交通部門的運(yùn)營狀況、實(shí)施必要的優(yōu)先通行措施、將收集到的信息作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供給公共交通運(yùn)營部門，輔助公共交通部門進(jìn)行運(yùn)營管理。（2）導(dǎo)航系統(tǒng)將經(jīng)由路線的堵塞信息、所需時(shí)間、交通管制信息、停車場的滿空信息等通過導(dǎo)航系統(tǒng)提供給駕駛員，來輔助駕駛汽車。（3）安全駕駛系統(tǒng)通過車輛及道路的各種傳感器掌握道路、周圍車輛的狀況等駕駛環(huán)境信息，通過車載機(jī)、道路信息提供裝置等實(shí)時(shí)地提供給駕駛員，并進(jìn)行危險(xiǎn)警告。（4）救援系統(tǒng)當(dāng)駕駛員需要應(yīng)急服務(wù)（如感覺不適、發(fā)生交通事故），啟用車載設(shè)備呼叫救援中心，為駕駛?cè)藛T提供救援服務(wù)。（5）行人輔助系統(tǒng)使用道路引導(dǎo)設(shè)備幫助老弱病殘以保證其安全。車輛上設(shè)置相應(yīng)

4、設(shè)備，可通過檢測出車輛前方的行人，警告駕駛員或采取自動(dòng)剎車，以防止行人交通事故。2、導(dǎo)航系統(tǒng) （1）功能車輛定位及導(dǎo)航系統(tǒng)是ITS環(huán)境中駕駛員信息支持系統(tǒng)的核心設(shè)備。 其主要功能包括查詢、尋路、導(dǎo)航、行車信息服務(wù)及提供車載娛樂功能。查詢：利用車載電子地圖，根據(jù)用戶提供的信息（如車輛位置、地名、建筑物名、電話號碼等）查詢其在地圖上的相關(guān)位置。尋路：根據(jù)出發(fā)地、目的地或中間地點(diǎn)位置，以及接收到的實(shí)時(shí)交通信息從復(fù)雜道路網(wǎng)中找到一條距離最短或時(shí)間最少的行車路線。導(dǎo)航：根據(jù)制定的行車路線，利用屏幕顯示、聲音提示等方式為駕駛員提供適時(shí)引導(dǎo)使其方便又快捷地到達(dá)目的地。行車信息服務(wù)：在行車過程中,可以實(shí)時(shí)報(bào)告

5、當(dāng)前位置、到達(dá)目的地的預(yù)期時(shí)間，有些系統(tǒng)還提供車載internet服務(wù)等。車載娛樂：利用導(dǎo)航系統(tǒng)中的多媒體設(shè)施，播放CD、VCD等。（2）分類車輛定位及導(dǎo)航系統(tǒng)可分為自主式以及中心定位式系統(tǒng)兩類。自主式系統(tǒng)：一般在車輛上裝有GPS接收機(jī)和電子地圖，利用車載設(shè)備就可以在車載地圖上確定車輛位置。車輛也以無線通訊方式獲取交通信息、下載地圖等。中心式系統(tǒng)：一般許多車輛具有統(tǒng)一的控制中心。中心具備確定每一車輛位置并向車輛提供引導(dǎo)、查詢的功能。主要用于專用車隊(duì)（如警用、消防、公交等）系統(tǒng)。（3）結(jié)構(gòu)根據(jù)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)可分成定位部分、數(shù)字地圖部分、人機(jī)接口、無線通訊及系統(tǒng)軟件（提供尋路、導(dǎo)航等實(shí)用

6、功能）等五個(gè)部分，如圖1所示。圖1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)1）車輛的定位車輛定位系統(tǒng)就是運(yùn)用GPS/或DR（Dear Reckoning 推算定位）等定位技術(shù)，自動(dòng)確定車輛的實(shí)時(shí)位置，并運(yùn)用地圖匹配技術(shù)，對車輛實(shí)際行駛路線與電子地圖上道路位置之間的誤差進(jìn)行修正，從而提高定位精度。該系統(tǒng)還可以識別車輛所在道路和每一個(gè)臨近的交叉口。目前，車輛采用的是GPS和DR組合的定位技術(shù)。地圖匹配是利用電子地圖使定位系統(tǒng)更加可靠和精確，其功能如下：系統(tǒng)用電子地圖中的地理信息要素進(jìn)行尋路；將GPS等傳感器接收的信息與數(shù)字地圖進(jìn)行匹配，直觀顯示當(dāng)前位置；根據(jù)尋路結(jié)果及GPS等傳感器接收的信息，提供實(shí)時(shí)的導(dǎo)航功能；利

7、用地圖中的地理信息實(shí)時(shí)供駕駛員查詢，如車輛當(dāng)前位置到終點(diǎn)的距離以及路標(biāo)、旅館、停車場位置等；電子地圖可以表示出道路的形狀及道路名、交叉口等地理信息。 實(shí)用的導(dǎo)航系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)完善的電子地圖。2）車載導(dǎo)航系統(tǒng)的人機(jī)接口 人機(jī)接口提供了駕駛員操縱導(dǎo)航器的接口按鍵，并以屏幕顯示、聲音播放等多媒體手段為駕駛員提供導(dǎo)航。如圖2所示，駕駛員要查詢汽車研究所的位置，將“汽車研究所在什么位置？”輸入，通過聲音識別后進(jìn)行句子分析、語義處理，合成為聲音再通過揚(yáng)聲器播放查詢的結(jié)果“在東北角”。圖2 人機(jī)接口工作原理3）車載導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件及其布置車載導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件部分包括GPS天線、接收機(jī)、陀螺儀等傳感器、導(dǎo)航用計(jì)算機(jī)

8、、CD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器、可視顯示器及揚(yáng)聲器等，如圖3所示。圖3 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件及其布置4）無線通訊駕駛員可以用無線通訊獲取當(dāng)前交通信息等。無線通訊可以采用GSM、廣播副載波、尋呼系統(tǒng)及短距離信標(biāo)等實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。圖4 無線通訊3、不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)（1）電子收費(fèi)系統(tǒng)功能1）減輕收費(fèi)時(shí)的交通擁擠，提高交通流量；2）監(jiān)視公路上的交通流，探測交通事故； 3）通過采用調(diào)整運(yùn)價(jià)、關(guān)閉收費(fèi)入口等措施 影響人們對出行時(shí)間及方式的選擇；4）如采用電子卡管理汽車，有助于車輛防盜、車流量調(diào)查迅速準(zhǔn)確、稽征調(diào)查方便、通行權(quán)限限制、養(yǎng)路費(fèi)；5）自動(dòng)征收、停車場自動(dòng)管理收費(fèi)等。如圖5所示，當(dāng)汽車接近收費(fèi)站時(shí)，汽

9、車上的車載單元接收到收費(fèi)站天線發(fā)出的信號后，由車載單元反饋一個(gè)信號給收費(fèi)站天線。收費(fèi)站天線再把這個(gè)信號傳給車道控制裝置，收費(fèi)計(jì)算機(jī)收費(fèi)后把有關(guān)信息傳到收費(fèi)中心，完成收費(fèi)。同時(shí)車道控制裝置開啟欄桿，汽車通過收費(fèi)站。圖5 不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)（2）電子收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 電子收費(fèi)系統(tǒng)包括車載設(shè)備、車道設(shè)備、收費(fèi)站計(jì)算機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。（不包括車載設(shè)備）1）收費(fèi)站計(jì)算機(jī)：實(shí)時(shí)處理各車道查詢、核對的數(shù)據(jù)， 收集各車道的交通、收費(fèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)處理，定期將數(shù)據(jù)上傳控制中心。2）車道設(shè)備：電子識別與通信設(shè)備，包括中央單元及天線。天線通常裝設(shè)在車道上方，通過它與電子標(biāo)簽之間建立高方向性的微波通信。外圍

10、監(jiān)控設(shè)備。包括自動(dòng)欄桿、報(bào)警器、信號燈車輛檢測器、軸重計(jì)、防違章設(shè)備及閉路電視等。信息處理設(shè)備，如通道控制器。系統(tǒng)判斷通過車輛是否可以不停車，根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)起動(dòng)相應(yīng)的控制設(shè)備或信號，通過聲音警告或信息顯示屏給車主以必要的提示。如果發(fā)生違章闖關(guān)則可啟動(dòng)抓拍系統(tǒng)進(jìn)行違章取證等。3）車載設(shè)備包括單獨(dú)一個(gè)車載單元或車載單元和IC卡電子標(biāo)簽。車載單元包括以下的硬件模塊：RF通信接口、CPU、電池或電力電纜、LCD顯示屏、IC卡接口，一般安裝在汽車擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)。IC卡可以存儲包括車輛的型號、車牌照號碼，預(yù)繳的路橋費(fèi)金額或余額、車輛通過收費(fèi)站的時(shí)間、地點(diǎn)、次數(shù)等信息，也可以把該車的年審及養(yǎng)路費(fèi)征收的情況等記錄

11、在內(nèi)。圖6 電子收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4、自動(dòng)避撞系統(tǒng)自動(dòng)避撞系統(tǒng)是車輛主動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)和車輛必要的安全系統(tǒng)，通過對障礙物、危險(xiǎn)姿態(tài)的及時(shí)檢測，為駕駛員或車輛系統(tǒng)獲得足夠的安全時(shí)間，從而阻止或減少危險(xiǎn)情況的發(fā)生，達(dá)到安全行車的目的。它利用裝于車輛上的傳感器及計(jì)算機(jī)控制器，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確判斷發(fā)生碰撞的可能，隨時(shí)提醒駕駛?cè)藛T注意，并在必要時(shí)采取緊急措施以避免或減輕碰撞危險(xiǎn)，提高行車安全和交通效率。在跟車距離小于安全距離或前有轉(zhuǎn)彎等緊急情況時(shí)，避撞系統(tǒng)會(huì)向駕駛員發(fā)出警報(bào)，提醒注意并采取減速或制動(dòng)措施，可有效的預(yù)防碰撞事故的發(fā)生，對降低交通事故發(fā)生率和確保道路行車安全有著非常重要的意義。如圖7所示，自動(dòng)避撞系統(tǒng)由輸入

12、裝置、控制單元及顯示單元組成。輸入裝置提供車輛行駛情況信息?？刂茊卧?jì)算跟車距離，確定報(bào)警距離。顯示單元顯示當(dāng)前距離。圖7 車輛碰撞預(yù)防避免系統(tǒng)在自動(dòng)避撞系統(tǒng)中，涉及到多種傳感器的應(yīng)用技術(shù)，如雷達(dá)、激光雷達(dá)、異頻雷達(dá)收發(fā)機(jī)及攝像機(jī)等，但應(yīng)用最廣泛的是微波雷達(dá)、激光雷達(dá)和攝像機(jī)，特別是在考慮環(huán)境因素的時(shí)候，微波雷達(dá)是最為常用的。安裝在車輛上的雷達(dá)天線可以探測到車輛前方100m的障礙物，如圖8所示。安全車距計(jì)算模型：從兩車速度判斷，為避免追尾碰撞事故，測到的自車到目標(biāo)車輛的距離必須大于安全距離。安全距離與兩車的速度、減速度、駕駛員反應(yīng)時(shí)間相關(guān)。圖8 自動(dòng)避撞系統(tǒng)工作原理二、新能源汽車1、電動(dòng)汽車（

13、1）電動(dòng)汽車發(fā)展概況電動(dòng)汽車大致分為蓄電池電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車的一個(gè)共同特點(diǎn)是汽車完全或部分由電力通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)低排放和零排放。1881年就出現(xiàn)了電動(dòng)汽車，它比內(nèi)燃機(jī)汽車還早一些（圖9）。但內(nèi)燃機(jī)汽車后來居上，在性能、機(jī)動(dòng)性、車輛重量等指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車在20世紀(jì)20年代達(dá)到鼎盛時(shí)期后就一撅不振，成為“電瓶車”式的輔助車輛（圖10）。圖9 1899年的電動(dòng)汽車圖10 20世紀(jì)初的電動(dòng)汽車早期電動(dòng)汽車不僅有電動(dòng)轎車，還有電動(dòng)貨車和電動(dòng)大客車等多種形式的電動(dòng)車輛。在20世紀(jì)初蒸汽汽車、電動(dòng)汽車和內(nèi)燃機(jī)汽車基本是三足鼎立，在汽車保有量中，蒸汽汽

14、車占40%，電動(dòng)汽車占38%，而內(nèi)燃機(jī)汽車僅占22%。在內(nèi)燃機(jī)的性能還不高的時(shí)期，電動(dòng)車十分盛行。后來，由于石油的發(fā)現(xiàn)及大量開采，內(nèi)燃機(jī)的性能迅速提高，電動(dòng)車在速度和續(xù)駛里程等方面愈來愈無法與內(nèi)燃機(jī)汽車競爭，逐漸衰落。從1953年到1955年，電動(dòng)汽車完全從公路上消失，進(jìn)入一個(gè)“沉睡時(shí)期”。1966和1967年，美國通用、福特和美洲虎汽車公司分別開發(fā)了新型電動(dòng)車，并成立了美國電動(dòng)車協(xié)會(huì)，從此電動(dòng)車進(jìn)入了現(xiàn)代發(fā)展時(shí)期。同時(shí)，石油短缺對燃油汽車來說是致命的，石油危機(jī)是20世紀(jì)70年代電動(dòng)車迅速發(fā)展的主要推動(dòng)力。福特汽車公司開始研究先進(jìn)的蓄電池，通用和克萊斯勒汽車公司合作開發(fā)了電動(dòng)車。除了三大汽車公

15、司外，許多獨(dú)立的專業(yè)電動(dòng)車公司也紛紛成立。到20世紀(jì)90年代初，以美國為代表的一些國家開始制定并執(zhí)行嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。美國加利福尼亞州政府1996年頒布了零排放車的法令，該法令規(guī)定1998年在加利福尼亞州銷售的汽車中必須有2 %零排放車，到2003年則必須有10%零排放車。隨后，其他一些州也相繼立法規(guī)定了零排放車的份額。這一行動(dòng)極大地刺激并加速了現(xiàn)代電動(dòng)車的研究和開發(fā)，同時(shí)，由于新技術(shù)和新材料的迅速發(fā)展，使電動(dòng)車發(fā)展被注入了新的活力。電動(dòng)車是目前可以達(dá)到零排放標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)動(dòng)車。電動(dòng)汽車有下列突出優(yōu)點(diǎn)：1）節(jié)能首先是不需石油類燃料，其次，在夜間充電可填補(bǔ)用電低谷時(shí)發(fā)電廠多余的供電量，此外電動(dòng)機(jī)

16、的耗能效率高達(dá)75%（而內(nèi)燃機(jī)只有15%）。2）污染小電動(dòng)車行駛時(shí)不排放有害廢氣（稱為“零排放”）。蓄電池在制造過程中或充電過程中仍會(huì)因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生污染物，但比內(nèi)燃機(jī)汽車的排氣污染物更易控制。3）特殊環(huán)境下的優(yōu)點(diǎn)內(nèi)燃機(jī)汽車無法在缺氧的條件下工作，而電動(dòng)車則最適用于月球、太空、海底、真空等環(huán)境。4）其他操作方便（電動(dòng)車沒有離合器、不必?fù)Q檔），起動(dòng)容易，行駛噪聲小。（2）混合動(dòng)力電動(dòng)汽車由于當(dāng)前電動(dòng)汽車用的電池性能還不理想，一次充電后汽車?yán)m(xù)駛里程尚未達(dá)到傳統(tǒng)汽車的水平，同時(shí)充電、維修等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)需要資金，于是出現(xiàn)了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，即利用兩種不同動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的汽車（圖11、圖12）。其組成包括電

17、動(dòng)機(jī)、輔助動(dòng)力及蓄能裝置等。電動(dòng)機(jī)可以是交流的或直流的，輔助動(dòng)力可以是內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)、其它形式的熱機(jī)以及燃料電池。蓄能裝置可以是蓄電池、超級電容、液壓、氣動(dòng)或飛輪等儲能裝置。圖11 武漢理工大學(xué)開發(fā)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車輔助動(dòng)力可以直接驅(qū)動(dòng)汽車，也可以帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電，或者如燃料電池直接發(fā)電，將電能儲存在蓄能裝置中。汽車在減速或制動(dòng)時(shí)，可以將回收的能量儲存在蓄能裝置中，蓄能裝置是能量匯集處。通過電控制單元進(jìn)行自動(dòng)控制就可以使汽車有更好的性能及更大的靈活性。既可以提高功率水平，最大限度地減少汽車對環(huán)境的污染，又可以提高燃油經(jīng)濟(jì)性，延長續(xù)駛里程。目前混合動(dòng)力電動(dòng)汽車主要由內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、蓄電池、電控單元

18、控制部件及車用輔助設(shè)備等構(gòu)成。圖12 東風(fēng)電動(dòng)車輛股份有限公司生產(chǎn)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（3）燃料電池電動(dòng)汽車采用燃料電池作為電源的汽車稱為燃料電池汽車（圖13）。燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母咝拾l(fā)電裝置。燃料可以是氫氣、甲醇、石油氣、甲烷及其它能分解出氫的烴類化合物。目前大多數(shù)燃料電池電動(dòng)汽車使用壓縮氫氣或液化氫氣作為燃料。圖13武漢理工大學(xué)開放的燃料電池電動(dòng)汽車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)是燃料電池電動(dòng)汽車的核心，它一般由多個(gè)單體燃料電池組成（圖14）。燃料電池單體電池電壓一般在1V以下，即使采用串聯(lián)方法來提高輸出電壓，需要串聯(lián)大量的單體燃料電池才能達(dá)到，因此用燃料電池管理系統(tǒng)模

19、塊進(jìn)行電源管理，對燃料電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和檢查。燃料電池的電流需要經(jīng)過專用的大功率動(dòng)力DC/DC轉(zhuǎn)換器，將燃料電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓的直流電流，然后經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電輸送給驅(qū)動(dòng)電機(jī)。除此以外，在裝有空調(diào)系統(tǒng)和裝有電動(dòng)油泵轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的燃料電池電動(dòng)汽車上，燃料電池組還要向它們提供電能。圖14 燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)通常在燃料電池電動(dòng)汽車上還要裝配一個(gè)普通蓄電池組作為輔助電源，其作用：用于燃料電池電動(dòng)汽車快速起動(dòng)；用于儲存燃料電池電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)再生能量；為控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、儀表板、車載電子電器設(shè)備（包括刮水器、噴淋器、電動(dòng)門窗、音響、電視、安全氣囊、防撞系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和車載電話等）提供低壓電

20、源。（5）蓄電池電動(dòng)汽車蓄電池電動(dòng)汽車是最早出現(xiàn)的電動(dòng)汽車（圖1518），它使用鉛酸蓄電池作汽車的動(dòng)力源，其整車動(dòng)力性、續(xù)駛里程與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車有較大的差距，而使用高性能鎳氫電池或鋰電池又會(huì)使成本大大增加。蓄電池需要相應(yīng)的充電設(shè)備和充電時(shí)間，因而這種電動(dòng)汽車使用場合受到了限制。圖15 東風(fēng)海貝系列電動(dòng)多功能車圖 16 東風(fēng)朝陽系列電動(dòng)游覽車圖 17 東風(fēng)陽光系列電動(dòng)游覽車圖18 東風(fēng)電動(dòng)專用車（4）太陽能汽車太陽能是一種新能源，它取之不盡，用之不竭。太陽能汽車是靠太陽電池作電源的（圖19）。當(dāng)太陽照射到車身上的太陽電池板時(shí)，根據(jù)光電轉(zhuǎn)換原理，立即能產(chǎn)生直流電，供給直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。

21、但這種只裝有太陽電池板的汽車，在無光照射時(shí)，就會(huì)馬上停止。如果要汽車在陰天或夜間也能繼續(xù)行駛，還要把太陽電池板和蓄電池配合使用。當(dāng)陽光照射時(shí)，太陽電池板就產(chǎn)生電能，一部分提供給電動(dòng)機(jī)，汽車便可奔跑；另一部分供給蓄電池充電。這樣，等到?jīng)]有陽光時(shí)，使蓄電池放電供電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，讓汽車行駛。因此可以認(rèn)為太陽能汽車，是太陽能和蓄電池組成混合動(dòng)力的電動(dòng)汽車。這樣的混合動(dòng)力汽車在沙漠和草原上可以是風(fēng)力發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)組成混合動(dòng)力，或者用風(fēng)帆作為汽車的輔助動(dòng)力。圖19 1985年在瑞士車展上鄉(xiāng)村牌太陽能汽車2、燃?xì)馄囎詮?872年發(fā)明了奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)開始就有了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。早在第一次世界大戰(zhàn)期間天然氣就開始用在

22、汽車上，后來由于其儲存、攜帶極不方便才讓位于液體燃料中的汽油和柴油。從20世界60年代以來，全世界經(jīng)歷了三次大的能源危機(jī)，這就警示人們石油資源也會(huì)枯竭。隨著汽車數(shù)量的增多，車用汽油和柴油的消耗越來越大。按現(xiàn)在人類消耗石油的速度測算，全球已探明石油資源僅能維持4050余年。但天然氣氣田不斷被發(fā)現(xiàn)和探明，其儲量也逐年增加。以1000m3天然氣相當(dāng)于1噸石油計(jì)，世界天然氣的儲量與石油儲量是在同一個(gè)數(shù)量級上的，天然氣將成為未來的第二大能源。天然氣作為汽車燃料于20世界30年代初由意大利人率先采用，到1939年意大利就有1萬輛天然氣汽車。前蘇聯(lián)早在1938年就研制出兩種壓縮天然氣汽車。但在20世紀(jì)506

23、0年代發(fā)展緩慢，只在某些特定地區(qū)、特定用途的車輛上小規(guī)模地使用。直到1973年第一次石油危機(jī)之后，人們才認(rèn)識到使用天然氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油產(chǎn)品作為汽車燃料具有經(jīng)濟(jì)、清潔的突出優(yōu)點(diǎn)，于是紛紛加快了天然氣汽車的發(fā)展。在天然氣資源豐富的俄羅斯、意大利、阿根廷、新西蘭、巴西等國家和地區(qū)，以及受到環(huán)保法規(guī)和國家政策制約的美國、日本等國，天然氣汽車的發(fā)展非常迅速。許多國家都制定了研究與發(fā)展計(jì)劃。從1993年起，我國已成為石油凈進(jìn)口國，年進(jìn)口石油2000萬噸3000萬噸，而天然氣資源比較豐富，為推廣天然氣汽車提供了良好的資源條件。在20世界50年代，我國就開展天然氣汽車研究。80年代中期，為解決燃油供需矛盾，四

24、川省率先提出“以氣代油”發(fā)展天然氣汽車，加快了天然氣汽車的發(fā)展步伐。1988年中國石油天然氣總公司從新西蘭引進(jìn)了一套天然氣汽車充氣設(shè)備及汽車改裝配件，在四川省南充市建成了我國第一座CNGV充氣站。1994年上海組織開發(fā)LPG燃?xì)馄?，為LPG清潔汽車的推廣應(yīng)用工作提供了技術(shù)基礎(chǔ)保障。到1999年底，由于國家重視，成立了國家清潔燃料汽車領(lǐng)導(dǎo)小組，確定北京、重慶等12個(gè)城市、地區(qū)為燃?xì)馄囋圏c(diǎn)示范城市。各地方政府紛紛出臺優(yōu)惠政策給予鼓勵(lì)支持，使全國清潔燃料汽車的發(fā)展步伐大大加快。截止2000年10月，12個(gè)示范城市燃?xì)馄嚤Ｓ辛考s為71200輛，CNG和LPG加氣站約240個(gè)。根據(jù)燃?xì)馄囀褂萌剂喜煌?、燃料的使用形態(tài)不同和使用方法不同，燃?xì)馄囉腥缦聨追N：壓縮天然氣汽車（Compressed Natural Gas Vehicles ,縮寫CNGV）是指以多級加壓壓縮經(jīng)到20MPa左右并儲存在車載高壓氣中的氣態(tài)天然氣作為燃料的汽車。液化天然氣汽車（Liquefied Natural Gas Vehicles ,縮寫