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富氫動力總成 既可用于新能源,又可改造傳統車

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年07月06日  

新能源汽車,按照國家政策可分為三大類:純電動汽車、插電式(含增程式)混合動力汽車、燃料動力電池汽車,綜合看,其重要特點是純電驅動。不難看出,這就是我國特色新能源汽車發展的布局。


而富氫動力總成不僅可以用于新能源電動汽車,同時也是可以用于傳統汽車的改造升級,其產業化的政治和經濟意義巨大。


一、富氫及富氫動力總成的基本含義


氫燃料動力電池汽車被認為是新能源汽車的終結模式,甲醇是最理想的替代燃料,被認為是期望最高的車用清潔能源。


理論上,甲醇可以直接供內燃機機燃燒,可以制造純混合氣體,供內燃機機燃燒,可以制造出純氫供燃料動力電池發電。甲醇的來源不是問題,其難點在純(99.99%)氫如何上車?


目前最具有產業化可能的是,車載甲醇制富氫,而非甲醇制純氫的技術。


富氫是以氫氣(H2)為重要成分和一氧化碳(CO)及甲烷(CO4)的混合氣體。


富氫可以直接供內燃機燃燒做功發電,或者供汽車發動機燃燒做功。假如能成功研發出富氫動力總成,其產業化經濟效益,不可想象。


甲醇沒有運輸、儲存、加注沒有難度,車載甲醇制富氫的探索是為甲醇用于汽車燃料在開辟一條新路。


多年的甲醇直接注入車載內燃機(發動機)技術,沒有取得產業化的突破,長期處于徘徊之態,但是有了大量的技術沉淀和相關經驗積累。


富氫動力總成研發,基本做法是,基于內燃機(發動機)的燃燒的基本特性,總結純甲醇(純氫)直接注入車載內燃機(發動機)技術路線的不足,同時保留其優點,在富氫的生產和富氫燃燒上下功夫,攻克其核心技術、掌握其關鍵技術,培育其支撐技術。


二、富氫動力總成研發的三大基本原理


甲醇制氫氣原理:


根據熱力學甲醇裂解是一個吸熱反應過程,甲醇(CH3OH)在催化劑和一定溫度用途中(吸熱過程反應)出現C-H和C-O鍵的催化活性及C-C鍵的偶聯反應,實現甲醇裂解變成為氫氣(H2)和一氧化碳(C0)(反應式:CH3OH→CO+2H2)。


按照這一原理的實踐告訴人們:


液態甲醇用廠化生產技術,可以生產出純氫,是很成熟的技術。


內燃機是可以直接燃燒甲醇或氫氣來做功的,但目前技術不成熟,還達不到汽車對動力的要求。


燃料動力電池發電要求的是純氫(99.99%),車載甲醇制氣是富氫,一是車上如何提純?即使提純技術有突破,一氧化碳(C0)以及伴生的甲烷(CH4)在車上如何處理到位?


富氫比能量提升原理:


眾所周知,車載內燃機(發動機)所出現的熱量的1/3在做功、1/3在制冷降溫、1/3因燃燒不充分而通過廢氣排放到外部浪費。


利用內燃機(發動機)這部分熱廢氣能量來裂解甲醇生產出富氫,既利用了廢氣能量,又提高了其能比能量。運用這一原理研發富氫動力總成裝車后,經權威檢測機構的檢測表明:


甲醇熱值較裂解后比不用熱廢氣直接裂解提高了27%以上。


燃燒富氫,其效果明顯優于單一純氫氣或者單一甲醇直接燃料。


間接地提高甲醇的比能量,接近汽油比能量,具有產業化推廣的技術基礎。


燃燒精準表征控制原理:


運用智能控制ECU技術富氫生產過程進行精準表征控制,優化富氫的摻燒比例,實現富氫稀薄燃燒,接近汽油機的燃燒水平,而且排放水平能滿足國家對發動機排放要求。


在確保內燃機動力性(不同工況點)的基礎上,提升其經濟性,同時降低了內燃機發動機排放等,確保傳統內燃機發動機排放能達到或優于國Ⅴ標準以上。


三、富氫動力總成實際裝車后的性能指標


甲醇熱值較裂解前提高了27%以上。


甲醇裂解氣含H2、CO、CH4可燃混合氣體,其產氣率高達95%及以上。


汽油摻燒甲醇裂解氣發動機動力保持在95%以上。


用100%甲醇替代汽油,滿足節約汽油100%的要求。


四、富氫動力總成研發的三大技術


甲醇汽車是世界各國政府一致努力的方向和目標。要成功開發出富氫動力總成,要求眾多的技術,歸納起來是核心技術、關鍵技術、支撐技術三大類。


富氫動力總成微型化是核心技術:


甲醇裂解制氣(包括可燃氫氣、一氧化碳、甲烷)裝置,必須小型化(微型化)。


隨車制氣要達到其汽車實用化標準。重要指標有制氣率高、供氣量充足,且低溫裂解、需響應速度快等。


富氫動力總成必須穩定、長期工作的能力,必須超越傳統發動機的關鍵指標。


富氫動力總成是基于發動機動力系統研究的,這些是支撐技術:


發動機機動力關鍵技術和ECU控制系統及發動機驗和各項動力系統參數標等系統已經是開發富氫動力總成的支撐技術。甲醇隨車制氣要得到推廣應用,一定要對發動機動力系統技術需進做一步完善。


自動控制系統(ECU)是關鍵技術:


汽車甲醇隨車制氫與供氫控制系統、發動機動力系統控制及其與整車控制系統等有效匹配的綜合自動控制系統(ECU)技術,是富氫動力總成的關鍵技術


五、富氫動力總成是新能源汽車增程器的最佳選擇之一


富氫動力總成是新能源汽車插電式(增程)混合動力汽車增程器的最佳選擇,富氫動力總成與目前增程器相比,其優勢如下:


節油率可以實現100%,實現了插電式混合動力汽車也是零排放的目標,比目前政策上要求的指標40%,高出了60%。


富氫動力總成是發電機的動力源,他可以保持在內燃機的最高效率區做功,與汽車工況變化無關。目前國家推廣新能源汽車政策,有利于替換目前插電式混合動力汽車的增程器。


富氫動力總成替代電式混合動力汽車的增程器,制造成本下降,車輛的運行費用降低,燃料部分成本降低80%。汽車生產廠家積極性提升,其插電式(增程式)電動汽車不僅能享受政府補貼紅利,而且贏利空間新增。。


一句話,富氫增程器出現,對我國新能源汽車推廣,尤其插電式(增程)混合電動汽車推廣會大規模的發展是一個巨大推動力,到2020年新能源汽車總產銷量500萬目標會提前實現。


富氫增程器的出現,我國新能源汽車的插電式(增程式)混合動力商業車,不僅是電動公交車、電動道路客運客車會會大規模的上升,而且大、中型電動貨車也會面市,并會持續上升。


六、富氫動力總成應用于新(清潔)能源汽車的現實意義和歷史意義


發展新(清潔)能汽車的基本目的:


節能減排


發展新(清潔)能源汽車,最重要的是環境保護方面的收益。


減少對石油對外的依賴


我國現在石油進口量已經超過了總用量的60%,而且,石油用量中又有55%-60%應用在了交通行業。假如我國的汽車數量繼續發展,而新能源汽車的使用,能在一定程度上緩解甚至徹底解決這個問題。


發展我國的汽車工業


我國因為汽車工業起步晚,實力、技術等等方面沒有外國的實力,一直處于競爭劣勢。發展能源汽車可以使我國汽車工業可以以另一種方式向世界一流發展。


富氫動力總成是發展新(清潔)能源汽車的重要抓手:


我國特色的清潔能源汽車發展模式,會是以(富氫+發動機)為核心動力總成模式。


我國新能源汽車中在動力鋰電池比能量沒有真正突破以前,以富氫動力總成為核心增程器的插電式電動汽車,會成為我國新能源汽車的主力軍。


富氫動力總成不僅會成為我國新能源汽車發展的重要抓手,同是也會成為我國發展以甲醇汽車為代表的清潔能源的無人替代的重要推手。


富氫動力總成引領新(清潔)能源發展將出現海量經濟效益:


富氫動力總成裝車后,可以實現1升甲醇(氣)可以替代1升汽油的實際效果。其粗甲醇(純度75%左右)每升市場均價約0.81元;精甲醇(純度99.99%)每升市場均價約2.1元,汽(柴)油56元,因此甲醇價格比汽油價格下降的61%80%。


富氫動力總成將我國汽車將提升為具有國際競爭力,走向世界。


以富氫動力總成為核心技術將引領世界新(清潔)能源汽車的新潮流,形成塑造國際競爭新優勢,實現我國汽車產品向我國汽車品牌的轉變,完成我國汽車產銷大國成為汽車強國轉變的戰略任務。


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