干货 | 新能源汽车技术现状及腐蚀机理
2017-05-04 10:30:49 作者:孙芃 来源:《腐蚀防护之友》 分享至:

    新能源汽车技术现状

 

    新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。众所周知,这些新能源汽车都是为了解决了大气污染、石油资源枯竭等环境和资源问题。新能源汽车主要有燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。除前面提及新能源车其他类型新能源汽车仍在不断开发中,如用压缩空气作为能源的新能源汽车。下面介绍主流新能源汽车现状。

 

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混合动力汽车

 

    混合动力汽车混合动力汽车(Hybrid ElectricVehicle, HEV)是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同,形成了多种分类形式。目前油电混合的汽车成为混合汽车的主流。就是在纯电动汽车上加装一套内燃机,其目的是减少汽车的污染,提高纯电动汽车的行驶里程。目前常用增程和插电式油电混合。


    油电混合动力车辆的节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注并成为汽车研究与开发的一个重点。目前很受市场欢迎。随着电池技术的发展,油电混合动力车有可能被纯电动替代。


   
电动汽车

 

    电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。用纯电池的电池的电动车也称纯电动车,目前电池技术制约了续航里程,随着电池技术的发展纯电动车很有可能成为主流车型。


    除了电池为动力电动汽车,超级电容作为电动汽车的能源近年来也得到广泛的应用,超级电容和电池的合并使用,产生了很好的经济效果,日前在大型车辆上以有广泛使用。


   
燃料电池汽车

   
    燃料电池汽车是电动汽车的一种,其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能的。除了太阳能汽车燃料电池汽车是最环保的,只要加氢即可续航。储氢压力40-70Mpa, 压力对设备的安全性和加氢站的建设是制约燃料电池车发展的瓶颈。


  
  生物能源汽车生物燃料


    是指通过生物资源生产的燃料乙醇和生物柴油,可以替代由石油制取的汽油和柴油, 生产的主要材料来自自然,当前发展比较成熟的是通过农作物大豆、玉米等生产的乙醇。地沟油提炼也是汽车的生物燃料。


   
天然气汽车CNG


    天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。天然气的甲烷含量一般在90% 以上,是一种很好的汽车发动机燃料。2000 年以来,天然气被世界公认为是最为现实和技术上比较成熟的车用汽油、柴油的代用燃料,天然气汽车已在世界和我国各省市得到了推广应用。简称CNG 汽车,今后还将大力推广应用单燃料天然气汽车。车用压缩天然气的压力一般在20MPa 左右。可将天然气,经过脱水、脱硫净化处理后,经多级加压制得。其使用时的状态为气体。


   
液化石油气汽车LPG


    就是我们家用的液化气也可作为汽车燃料。有两种液化石油气汽车:1 只使用液化石油气;2“双燃料”汽车,可以同时使用液化石油气和汽油或柴油。储气压力10MPa 左右。


   
二甲醚汽车DME


    以二甲醚为动力的汽车。二甲醚是最简单的脂肪醚。它是二分子甲醇脱水缩合的衍生物,室温常压下为无毒,有轻微醚香味的气体或压缩液体。像这样的有机化工产品和化学中间体都可以作为汽车的燃料。成本还交高。目前不会成为主流车型。


   
太阳能汽车


    以太阳能为动力的汽车,是一种最环保的汽车但是目前成本较高,仍在研发之中。


   
新能汽车腐蚀与防护


   
电动汽车高温破坏


    电动汽车的发热高温的影响主要来源气温和电动汽车的运行。高温对电机、电线和电池破坏作用,特别是电线和电池的影响尤为重要。


    与传统汽车相比,电动运行时汽车电机驱动。大电流引电线发热对电线绝缘材料老化和破坏。在设计时, 电机的动力电线加大了安全系数。


    电池发热产生高温, 对电池安全性产生影响。目前电池采用风冷的技术,既在高温时风扇,对电池进行降温。我国的新能源发展是最快的国家,就我国的地理位置均在温带。但在高温环境下( 如非洲) 风冷是否能使电动汽车长期运行?是使用者和研发者都应重视和解决的技术问题。


   
电池酸性气体对接触件的影响


    电动汽车目前常用电池有磷酸铁锂、锰酸锂等这些电池都带有酸性,虽然采取了很多措施,但难免有酸性气体渗出,对金属构件的腐蚀,特别是电动汽车电器接触件。防护措施是很简单,用非金属材料密封。必须在设计时采用防护技术。


   
生物能源、二甲醚汽车等新燃料对密封件的腐蚀


    生物能源、二甲醚汽车等新燃料的汽车与汽车相比工作原理没有多大的差别。有些直接和汽油混合使用,从腐蚀的情况来说对密封件的影响较大。主要是非金属材料的密封件可能会受到溶融腐蚀,如橡胶塑料组成的密封件。


   
天然气汽车、液化石油及燃料电池压力引起破坏


    由于这些燃料都以压力的状态存在, 压力对汽车设备的破坏引发安全事故。特别燃料的储存设备的失效,这些设备的防护成本较高,目前用高压钢瓶,铝内胆外包碳纤维树脂,催化减压钢瓶储气。据悉车载高压氢罐技术为燃料电池汽车续驶里程提供保障。目前,氢罐储氢压力向着70MPa 方向发展,车载供氢系统的安全性、可靠性面临更加严峻的考验因此,这些汽车燃料加注站的安全性也被加以关注,这也影响了这些汽车在人口密集区使用,特别是在城市人口密集区不敢设加注站。这些压力容器,除了要定期检测外,为了安全在长期不使车是释放燃料,以减少对设备的破坏。

 

结论 

    新能源汽车技术仍在发展中,哪一种新能源汽车类型成为主流尚未定论,所以对新能源的腐蚀和防护问题仍需关注,才能使我们的资源不会浪费。

 

作者简介 

    孙芃,1955年4月生 高级工程师。1971年从事防腐蚀工作1982.2年毕业于华东化工学院(上海华东理工大学),1984年进入上海市公用事业研究所从事防腐蚀研究工作,现任上海市腐蚀科学技术学会副理事长兼秘书长,中国腐蚀防护学会理事。《腐蚀与防护》杂志编委。曾获上海市公用事业管理局科技进步奖二项,第三届上海市科学技术博览会金奖,国家发明专利二项和实用新型专利一项。

 

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