压缩汽车的能耗分析

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1、压缩汽车的能耗分析一、前言常规汽车主要以汽油、柴油作为动力燃料，排出的尾气中含有大量的污染物直接危害着人类的健康。减少汽车尾气污染，保护生存坏境已成为人类共同努力的目标。为此，低污染的天然气（CNG、LNG）汽车，醇类、二甲醚等代用燃料汽车以及电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车相继出现。但是，这些汽车仍然有不尽人意的方面：代用燃料汽车仍然有排放污染和热效应，有些燃料还有毒性，电动汽车受制于电池续航能力不足，造价高等问题；混合动力汽车具有电动汽车和内燃机汽车的优点，但成本高及仍存在排放污染物的问题，难以推广开来。于是人们期待着一种没有污染、用之不竭、

2、经济实用的新型能源出现。压缩空气就具有这些优点，它是继水利、电力、石油及天然气之后的第四大资源。以压缩空气为动力的汽车各国都在不断的研究。本文描述了主要是以压缩空气汽车和常规燃油汽车进行比较，分析空气压缩汽车的效益性。二、问题简化一类汽车的效益性主要体现在汽车的生产成本、燃料的生产生产成本、燃料的销售成本和汽车在运行中的效益。为了研究压缩空气的效益性，我们以各单元单一性研究，最后进行综合累加与常规动力汽车进行对比。三、参数选择（1）传统型汽车（对比对象）我选择普及型轿车奇瑞QQ作为气动汽车的比较对象，奇瑞QQ参数如下：排量百公里等速油耗驱动方式乘员人

3、数（含司机）整备质量1.0L3.8L/100km前轮驱动４人887kg（2）压缩空气动力汽车我选择浙江大学试验型气动汽车作为分析对象。气罐容量工作气体初压实验速度有效行驶距离整车质量300L30Mpa50km/h100km约800kg四、计算分析（1）压缩空气消耗功计算高压缩比压缩机气体压缩过程能耗曲线图-1在制备相同体积的压缩空气时，压缩机的不同工作状态的能耗分别表示为等温压缩的功耗绝热压缩的功耗为多级压缩的功耗为式中：、为压缩机进、排气气体压力，R为气体常数，T为吸入气体温度，γ为绝热系数，z为多级压缩机的级数图1所示为不同压缩过程的单位质量的高

4、压压缩气体能耗曲线：单级绝热压缩过程压缩机能耗最大；等温压缩过程能耗最低，是一个理想过程；多级压缩中间冷却压缩过程接近等温过程，而且是一种可实现的多变过程。若以等温压缩过程能耗为理想基准功耗，随着最终排出气体压力的不同，单级绝热压缩过程比等温压缩过程多耗能105%~170%，而多级压缩过程比等温过程仅多耗20%~30%，而且压力越高，单级绝热压缩过程的耗能增加的比例越大。由此可见，采用多级压缩中间冷却的压缩过程可以节省制备高压压缩空气的能耗。多级压缩的耗能计算其中：采用3级压缩　Ｚ=３计算多级压缩最有利压缩比：R=8.314J/(mol.K)初始温度

5、Ｔ＝２９３Ｋ根据浙江大学气动汽车的实验结果，取多变指数γ=1.25计算压缩空气所需功（2）计算消耗电能假定压缩机电动机效率则消耗电能百公里耗气质量估计为１０Ｋｇ总耗能为Ｑ＝（3）计算充气消耗电费消耗电量参考当前平均工业用电电价0.8元/度则理论上每冲一次气的花费（基础行驶成本）为建设成本建造加气母站2000万加气子站350万加气标准站450万把建设成本分担到每升气的成本中，进行综合分析。综合分析1）供气站前期建设费用影响系数2）供气站运营费用影响系数3）后勤服务体系建设费用影响系数4）环保效益影响系数5）物流成本影响系数则实际气动汽车百公里行驶实际费

6、用传统汽车行驶费用计算按现在93号汽油平均价格：每升7元传统汽车（奇瑞QQ）百公里耗油量为3.8L则传统汽车百公里行驶费用为五、结论由以上分析计算过程可知，在保守计算的前提下，当前气动汽车的行驶费用依然远远高于传统汽车。费用比即使随着气动汽车的发展规模越来越大，使供气站前期建设费用影响系数、后勤服务体系建设费用影响系数、物流成本影响系数降低，但鉴于气动汽车基础行驶成本过高，除非找到更经济的压缩空气的方法，否则推广气动汽车的难度非常大。