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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-汽車新技術(shù)的研究與探討-文庫吧

2024-11-12 00:05 本頁面


【正文】 造 ” 。同美、日、德等國家相比,我國只是汽車產(chǎn)銷大國而不是強(qiáng)國。嚴(yán)格從技術(shù)意義上講,當(dāng)前我國汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)質(zhì)上是汽車強(qiáng)國和世界汽車巨頭的組裝車間,汽車市場格 局是由跨國巨頭主導(dǎo)和操作的,我們是靠 “ 賣市場 ” 吸引世界汽車巨頭進(jìn)入中國的。 新技術(shù)對(duì)中國汽車 的 發(fā)展有重大作用及意義 當(dāng)前汽車市場結(jié)構(gòu)正發(fā)生轉(zhuǎn)變:首先,用戶結(jié)構(gòu)正在迅速地向私人轉(zhuǎn)移,未來私人需求是汽車需求增長的主體。其次,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)依然會(huì)以轎車為主。我國大部分汽車生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的是低端汽車,面對(duì)市場規(guī)模的縮小,利潤的迅速減少,廠家要找到新的利潤增長點(diǎn)就必須建立自己的技術(shù)研發(fā)部門,努力開發(fā)新技術(shù)、新車型打入市場。而現(xiàn)在汽車產(chǎn)業(yè)的投資熱雖然使汽車生產(chǎn)競爭加劇,但也為解決資金問題提供了契機(jī),只要可以有效地利用 資金就可以迅速的建立自己的研發(fā)隊(duì)伍,掌握在日后競爭中所必需的 新型技術(shù)及 核心技術(shù)。 從而占領(lǐng)未來汽車市場,引領(lǐng)汽車發(fā)展趨勢。 襄樊學(xué)院 理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 論文的工作背景與內(nèi)容安排 論文 的背景 伴隨著汽車的發(fā)展,汽車的地位也在慢慢地變化,如今汽車在人們心目中成為一種符號(hào)、一種財(cái)富的象征和一種地位的體現(xiàn),然而汽車作為一種道路交通方式的本質(zhì)卻被人們忽略。概念車設(shè)計(jì)正是基于汽車本質(zhì)的一種具有預(yù)見性的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在概念車的設(shè)計(jì)中通過對(duì)人類日常生活方式、人類于道路交通中的使用方式、行為方式和生活方式等各方面的預(yù)測和分析,設(shè)想解 決未來道路交通方式中的人與物之間的不和諧因素。當(dāng)今科技強(qiáng)勁而高速的發(fā)展使得交通工具具備了極為廣泛的發(fā)展空間,越來越多的高新技術(shù)不斷地在新車中應(yīng)用。 課題的內(nèi)容安排 第一 章 : 介紹了 汽車 的發(fā)展過程與研究現(xiàn)狀,介紹了本論文的研究背景及內(nèi)容安排。 第二章 : 介紹了 一些汽車上所使用的新技術(shù) 及工作特點(diǎn) 。 第三章 : 對(duì) 汽車新技術(shù)的發(fā)展趨勢和前景作了 分析。 第四 章: 對(duì)本論文的工作做了一個(gè)總結(jié)并提出了進(jìn)一步工作的展望。 襄樊學(xué)院 理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2 汽車部分新技術(shù)的介紹 汽車新能源技術(shù) 汽車 新型 燃料電池的探討 采用燃料 電池作電源的電動(dòng)汽車稱為燃料電池電動(dòng)汽車 FCEV( Fuel Cell Electric Vehicle)。 FCEV 是一種地面車輛,仍然保留了車輛的行駛系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等。 FCEV 是以電力 驅(qū)動(dòng)為惟一的驅(qū)動(dòng)模式,其電氣化和自動(dòng)化的程度大大高于內(nèi)燃機(jī)汽車。 FCEV 類型: FCEV 按主要燃料種類可分為:①以純氫氣為燃料的 FCEV;②以甲醇改質(zhì)后產(chǎn)生的氫氣為燃料的 FCEV。 FCEV 按“多電源”的配置不同,可分為:①純?nèi)剂想姵?FCEV;②燃料電池與蓄電池混合電源的 FCEV;③燃料電池與蓄電池和超級(jí)電 容器混合電源的 FCEV。后 2 種多電源的配置方式是 FCEV 的主要配置方式。輔助電源用于提供起動(dòng)電流和回收制動(dòng)反饋的電能。 FCEV 對(duì)燃料電池性能基本要求有以下幾方面: (堆)的比能量不低于 150~ 200Wh/kg,比功率不低于 300~400W/kg。要求達(dá)到或超過美國先進(jìn)電池聯(lián)合體( USABC)所提出的電池性能和使用壽命的指標(biāo)。 20℃的條件下起動(dòng)和工作,有可靠的安全性和密封性,不會(huì)發(fā)生燃料氣體的結(jié)冰和燃料氣體的泄漏。 ,可以在負(fù)荷變化情況下正常 運(yùn)轉(zhuǎn)。并能夠耐受 FCEV 行駛時(shí)的振動(dòng)和沖擊。 除排放達(dá)到零污染的要求外,動(dòng)力性能要求基本達(dá)到或接近內(nèi)燃機(jī)汽車的動(dòng)力性能的水平,性能穩(wěn)定可靠。 ,以符合 FCEV 的裝車要求。 、迅速,燃料電池能夠方便地進(jìn)行電極和催化劑的更換和修理。 ,應(yīng)能滿足提供起動(dòng)電能和儲(chǔ)存制動(dòng)反饋電能的要求。 襄樊學(xué)院 理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 燃料電池性能與普通蓄電池性能的區(qū)別 : 。但燃料電池在產(chǎn)生電能時(shí),參加反 應(yīng)的反應(yīng)物質(zhì)在經(jīng)過反應(yīng)后,不斷地消耗且不再重復(fù)使用,因此,要求不斷地輸入反應(yīng)物質(zhì)。燃料電池的技術(shù)性能確定后,只要源源不絕地供給燃料,就可以源源不絕地產(chǎn)生電能,其放電特性是連續(xù)進(jìn)行的,但是燃料電池是不可以充電的“電池”。 ,不產(chǎn)生電能。蓄電池的活性物質(zhì)隨蓄電池的充電和放電反復(fù)進(jìn)行可逆性化學(xué)變化,活性物質(zhì)并不消耗,一般只需要適當(dāng)?shù)靥砑右恍╇娊庖旱?。普通蓄電池的技術(shù)性能確定后,必須先充電,將電能儲(chǔ)存到電池中,才能在工作時(shí)輸出電能,而且在電能消耗完后,必須在重復(fù)充電后才可能重復(fù)使用 ,其放電特性是循環(huán)進(jìn)行的。 FCEV 的燃料( Fuel) 氫氣 H2是 FCEV 的惟一燃料, FCEV 采用的氫氣一種是來自地面固定的制氫系統(tǒng),另一種是來自車載移動(dòng)的制氫系統(tǒng),當(dāng)前主要采用地面固定的制氫系統(tǒng)生產(chǎn)的氫氣作為 FCEV 的燃料。 工廠化氫氣的制備方法有:①用裂解法從天然氣或石油氣中制取氫;②用水煤氣法從焦碳或白煤中制取氫;③用“改質(zhì)法”從醇類或烴類中制取氫;④用電解法或太陽能從水中制取氫;⑤從含氫的工業(yè)尾氣中提取氫;⑥生物制氫等。直接使用氫燃料可以使 FCEV 的輔助系統(tǒng)大大簡化,效率提高。 氫氣供應(yīng)是一個(gè)嚴(yán)格 的系統(tǒng)工程,在整個(gè)氫氣供應(yīng)系統(tǒng)中,都應(yīng)該采取有效的安全防范措施和救援設(shè)施。在 FCEV 上采用的氫氣有:①壓縮氫氣;②液化氫氣;③儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)存的氫氣等。 1.壓縮氫氣 FCEV 采用的壓縮氫氣用纖維增強(qiáng)的高壓密封容器儲(chǔ)存,以保證氫氣儲(chǔ)存的安全性。我國用普通鋼材制造的罐體氫氣壓力約為 15MPa,氫氣的質(zhì)量僅占儲(chǔ)存容器總質(zhì)量的 1%;在國外用特制高強(qiáng)度奧氏體鋼材制造的罐體,氫氣壓力可達(dá) 25~ 35MPa,氫氣的質(zhì)量占總質(zhì)量的 2%~ 6%。目前大多數(shù) FCEV 采用了壓縮氫氣。壓縮氫氣的容器,要求強(qiáng)度高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、質(zhì)量重 ,安全性差,罐裝時(shí)能耗大。轎車一般將壓縮氫氣儲(chǔ)存罐(圖 4)裝在底盤后部,客車一般將壓縮氫氣儲(chǔ)存罐裝在車身的頂部。 襄樊學(xué)院 理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 不同壓力的氫氣對(duì)儲(chǔ)存罐的容積有不同的要求。氫氣的灌裝需要復(fù)雜的灌裝設(shè)備,灌裝時(shí)間也很長,還需要消耗一定的能量。在同類型的內(nèi)燃機(jī)汽車灌裝一箱汽油時(shí),不需要特殊設(shè)備,只需要幾分鐘。 2.液化氫氣 液化氫氣具有最高儲(chǔ)存密度,但需要采用高壓 超低溫技術(shù)來保持氫氣呈液態(tài)。液態(tài)氫儲(chǔ)存在特制的用碳纖維增強(qiáng)、雙層金屬或塑料內(nèi)襯、耐爆破的儲(chǔ)氫罐中,在罐壁之間要抽成真空,以減少熱傳導(dǎo),如果出現(xiàn)細(xì)微熱量的熱傳 導(dǎo),也會(huì)使液態(tài)氫蒸發(fā)而造成能量損失。高壓儲(chǔ)氫罐的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,管理和維護(hù)比較困難。 4.氫氣燃料的特點(diǎn) : 優(yōu)點(diǎn) 氫氣是燃料電池最理想的燃料,純度高,在 FCEV 上可以直接使用,用氫氣為燃料的燃料電池系統(tǒng)設(shè)備較簡單,起動(dòng)快、性能穩(wěn)定,對(duì)負(fù)荷變化的響應(yīng)快,排放為零污染,相對(duì)成本較低。隨著氫氣儲(chǔ)存裝置的改進(jìn),氫氣儲(chǔ)存裝置在 FCEV 上的布置問題將進(jìn)一步得到解決。 按轎車或客車車型的不同,用高壓氣態(tài)氫氣,一般一次充氫的行駛里程 200~250km。用液態(tài)氫一次充氫的行駛里程可達(dá) 400~ 500km。用儲(chǔ)氫合金一次充氫的行駛里程可達(dá) 400km 左右。 缺點(diǎn) 工廠 化地面固定的制氫系統(tǒng)是一個(gè)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要建立大規(guī)模 氫氣 制造廠、灌裝廠、運(yùn)輸系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)和添加網(wǎng)絡(luò),以及系統(tǒng)的安全防護(hù)體系等,建立起來需要大量的投資和較長的時(shí)間。 車載移動(dòng)的制氫系統(tǒng) 在 FCEV 研究和開發(fā)過程中,車載移動(dòng)的制氫系統(tǒng)是用醇類或烴類經(jīng)過改質(zhì)來取氫氣。最常采用的是甲醇和汽油。 其他種類的燃料 除常用的氫和甲醇等燃料外,美國賓西法尼亞大學(xué)經(jīng)過研究和試驗(yàn),證明甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷、液化氣和煤油等碳?xì)浠衔锒伎梢越?jīng)過改 質(zhì)來轉(zhuǎn)換 H2作為燃料電池的燃料,但工藝有所不同。 襄樊學(xué)院 理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 燃料電池汽車前景: 綜上所述,使用生物能源是汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。 “ 萬物生長靠太陽 ” ,生物能源是從太陽能轉(zhuǎn)化而來的,只要太陽不滅,生物能源就將取之不盡。其轉(zhuǎn)化的過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質(zhì),生物能的使用過程又生成二氧化碳和水,形成一個(gè)物質(zhì)的循環(huán),理論上二氧化碳的凈排放為零。生物能源是一種可再生的清潔能源,開發(fā)和使用生物能源,符合可持續(xù)的 科學(xué) 發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。因此,利用高新技術(shù)手段開發(fā)生物能源,已成為當(dāng)今世界發(fā)達(dá) 國家能源戰(zhàn)略的重要內(nèi)容 。 汽車太陽能新技術(shù) 產(chǎn)生背景及意義 汽車 用的燃料是汽油和 柴油 等,它們都是從 石油 中提煉出來的。然而,石油這種礦物燃料是不能再生的,用一點(diǎn)就少一點(diǎn),總有一天要用完。據(jù)科學(xué)家們預(yù)計(jì),目前世界上已探明的石油儲(chǔ)量將于 2020 年左右被采盡。因此,汽車將會(huì)出現(xiàn)挨受 “饑餓 ”的危險(xiǎn),人類將面臨著能源的挑戰(zhàn)。 從另一方面來說,石油本身就是一種寶貴的化工原料,可以用來制造塑料、合成橡膠 和 合成纖維 等。把石油作為燃料燒掉了,不但十分可惜,而且還污染了人類賴以生存的環(huán)境。 工作原理: 太陽能一刻不停 地發(fā)出大量的光和熱,為人類送來 光明 和溫暖,它也成了取之不盡、用之不竭的能源聚寶盆。 將太陽光變成電能,是利用太陽能的一條重要途徑。將光電池裝在汽車上,用它將太陽光不斷地變成電能,使汽車開動(dòng)起來。這種汽車就是新興起的太陽能汽車。 在太陽能汽車上裝有密密麻麻像蜂窩一樣的裝置,它就是太陽能電池板。太陽能電池依據(jù)所用半導(dǎo)體材料不同,通常分為硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等,其中最常用的是硅太陽能電池。 硅太陽能電池有圓形的、半圓形的和長方形的等幾種。在 電池 上有像紙一樣薄的小硅片。在硅片的一面均勻地?fù)竭M(jìn)一些硼,另一面 摻入一些磷,并在 硅片 的兩面裝上電極,它就能將光能變成電能。 通常,硅太陽能電池能把 10%~ 15%的太陽能轉(zhuǎn)變成電能。它既使用方便,經(jīng)久襄樊學(xué)院 理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
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