空气能汽车

从二十世纪八十年代起，人类社会已经超过了“生态足迹”和地球每年生态承载力的均衡点，人类的资源消耗速度开始超过地球的可再生能力，人类排放二氧化碳的速度开始超过生态系统的吸收能力“生态超载”。

根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候，如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。

作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量已经居世界第一位；基本能源消费占世界总消费量的l／10，也高居居世界第一位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。

“十二五”期间，国家大力推进节能减排，二氧化硫等空气污染物排放明显下降。但是这一成绩远不足以令人乐观。连日来雾霾重锁的城市污染再次警醒我们：随着经济发展的快速向前，工业化、城镇化还将持续，能源消耗不断增加，空气污染防治依然面临巨大挑战。淘汰落后产能，提高能源使用效率，深化污染减排将成为环保行业的重点方向。

近年来，空气能利用在全世界引起广泛关注。如2012年印度TATA空气能汽车的诞生和英国一家企业研发出“空气合成汽油”技术等。而在中国，空气能热水器则在去年成功入围国家节能产品惠民工工程，获得国家节能补贴。这种被誉为“第四代热水器”的空气能产品从空气中吸收大量的热量来加热水，并排出清洁的冷空气，其节能效果是电热水器的4倍，燃气热水器的3倍，可以有效降低能源消耗，减少空气污染。

面对如今严重的空气污染，如果每个人能够坚持少开一天车、低碳出行，这点滴行动就是最美的城市文明。如果政府部门能够从根本上推动城市发展模式转变，加大空气能产品的推广力度，争取从源头上减少污染排放，我们的生活将会更加美好。

空气能热水器仅仅是空气能量利用的开始，空气能未来的应用领域将更为广泛。而空气能汽车则是最新出现的发展趋势。

能够扛起未来新能源绿色汽车这杆大旗的，到底是燃气、电动、还是混合动力汽车?答案是通通不给力。那么如果我说有一种可以不消耗任何燃料或者电力就能行驶的汽车，你一定会笑是异想天开痴人说梦。各大汽车巨头在混合动力和纯电动之间举棋不定，其实早就有一些中小车厂另辟蹊径地把眼光投向了更远的靠空气驱动汽车的方向，而可喜可贺的是他们已经取得了一些实质性进展。如果在将来这种100%零污染的环保汽车能够实现商业化量产，无疑会引发一场汽车业地覆天翻的大地震。所以本期的话题就是，未来可能引起汽车产业界大动荡的地震源——空气能汽车。

空气能汽车的发动机原理类似于传统的汽油发动机，不同的只是，压缩空气动力汽车是靠气体的压缩和膨胀来推动发动机活塞运动，从而为汽车提供前行动力。我们都知道，要论哪种物质是取之不尽用之不竭，那几乎等同于痴人说梦，可是对于我们地球来说，空气可以说是最符合这一点的。就连我们古代的老祖先哲学家们都说万事万物皆来于气，最终也会归于气。将压缩空气储存的压力转换为汽车行驶的机械能这个创新，我想说，第一个产生这个想法并付诸于行动的人，是个天才，真正的天才。

早在2001年，法国汽车工程师GuyNeger就发明出了靠类似深海潜水员用的高压气罐中的压缩空气供给能量的汽车，一罐压缩空气可以推动这辆只有700千克重汽车行驶200公里，并可以由压缩空气站或者自行用气泵充气。Neger的这一革命性发明因其高昂的成本（平均每公里的行驶成本为1美元）而搁浅，之后法国国际机械研发公司（MDI）重拾这一设计并进行了长达十多年的研究。MDI为它设计开发的这款压缩空气动力车型取了一个颇为可爱的名字，迷你猫MiniCAT。MiniCAT有4个总容量为90升的压缩空气缸可储存90立方米的空气，最高时速可达110公里，平均每加一次气能行驶200公里或10小时。而引擎排除的“废气”还可以继续循环，被用来车内空调系统进气。

这款MiniCAT乖巧可爱且用材十分的环保，它的整车车身由玻璃纤维制造，在保证坚固的同时也减轻了重量，可谓是一举两得。压缩空气动力汽车的充气过程非常简单，只需把接通车上空气压缩机电源就可在4个小时内完成充气，同时也可以到MDI指定的加气站里在短短3分钟内完成充气，每次费用只要1.5欧元。

空气能汽车最大的区别就是不用压缩氢气或天然气，而是用了普通的空气当做燃料，可以说得上是一部真正的零排放交通工具。利用原始能量支持系统运行，这个原始能可以是太阳能、风能、磁能、势能等等。

空气动力汽车运行过程：高压储气罐横流恒压配气装置高频热质交换器电子能量跟踪器高压气动发动机可变压发电机磁助力压力回收泵。优势及特点空气动力物理机械做功、不需要燃油、不燃烧、无需水冷降温、无需电路点火、零排放、动力强劲、保养简便费用低、故障率低。目前最高时速达到每小时160公里，加气时间2分钟，加一次气续驶里程达到500公里以上，百公里行驶费用极低，经济效益高。

优势特点：完全使用压缩空气做为驱动力，驱动发动机，空气能转化为机械能再转化为驱动能，达到了安全稳定、低能耗、绿色环保、无碳零排放的目标。

能量转换存储的方式虽然有很多种，但都是慢速充盈，压缩空气可以快速将剩余能量存储和提取，这就为空气动力的可行性创造了条件，能量的快速转换同时也为节能运行提供方案，在这个基础上又利用气体的热膨胀原理产生剩余功。

空气动力技术就是根据热力学“熵增原理”的综合利用，把空气多种特性整合，并研发出“压缩空气高温膨胀液”快速有效提高空气加热膨胀系数。

根据实验得出:气体膨胀参数，空气加热273度，膨胀体积1倍；压缩空气高温膨胀液，空气加热150度，膨胀体积1244.69倍；继续加热430度，膨胀压力15MPa；压缩空气高温膨胀液有色无毒液体。

工作原理:利用原始能量压缩空气，推动发动机运行，发出30~50kW电力，供给“螺旋涡流式空气加热”装置，3秒内将压缩空气加热到430度，用高压喷射技术注入压缩空气高温膨胀液，气体压力迅速膨胀1244.69倍，此时发动机气缸活塞压力15MPa，这个压力超过了原始动力气压几十倍，“螺旋涡流式空气加热”装置消耗30kW功率，在这个过程中就是释放物理能的自功耗30％，好比内燃发动机化学能转换必须消耗30％应力功。

工作过程:压缩空气站―高压储气站―高压配给站―移动受气设备(高压气动发动机)

高压气动发动机运行过程:高压储气罐―横流恒压配气装置―高频热质交换器―注入压缩空气高温膨胀液―电子能量跟踪器―(高压气动发动机)

压缩空气动力汽车运行过程:高压储气罐―横流恒压配气装置―高频热质交换器―注入压缩空气高温膨胀液―电子能量跟踪器―高压气动发动机―高频发电机―磁助力压力回收泵。

高效空气动力系统，非常科学地利用了物质在空间转换能量时发生的“异稳性”现象，有效的遵守能量守恒定律，挖掘能量的最大转换利用值。

空气动力系统的成功是自主研发出了能量转换98％的高效率空气热质交换器，将压缩空气中78％的惰性气体“氮气”加热到p值，迅速膨胀体积获得能量，这个能量是守恒的。

附件：空气动力工作原理

能量转换存储的方式虽然有很多种，但都是慢速充盈，尤其电池类的能量存储方式，在一个时间内存储大电流根本做不到。但是压缩空气却可以快速将剩余能量存储和提取，这就为空气动力的可行性奠定了条件，能量的快速转换同时也为节能运行提供方式，在这个基础上又利用气体的热膨胀原理产生剩余功。

空气动力技术就是根据热力学熵增原理综合利用，把空气多种特性整合，并研发出"空气膨胀催化剂"快速有效提高空气加热膨胀系数。

根据实验得出：

气体膨胀参数

空气加热273度膨胀体积1倍

加入膨胀催化剂

空气加热150度膨胀体积1244.69倍

继续加热430度膨胀压力15MPa

膨胀催化剂有色无毒液体

工作原理

利用原始能量压缩空气，推动发动机运行，发出30-50KW电力，供给"螺旋涡流式空气加热"装置，3秒内将压缩空气加热到430度，用高压方喷射技术注入气体膨胀催化剂，气体压力迅速膨胀1244.69倍，此时发动机气缸活塞压力15MPa，这个压力超过了原始动力气压几十倍，"螺旋涡流式空气加热"装置消耗30KW功率，在这个系统中就是释放物理能的自功耗，好比化学能转换必须消耗60%势能。

一、利用原始能量支持系统运行，这个原始能可以是太阳能、风能、水能、磁能、势能等等。

二、工作过程：压缩空气站--高压储气站--高压配给站--移动受气设备（高压气动发动机）

三、高压气动发动机运行过程：高压储气罐--横流恒压配气装置--高频热质交换器--电子能量跟踪器--（高压气动发动机）

四、压缩空气动力汽车运行过程：高压储气罐--横流恒压配气装置--高频热质交换器--电子能量跟踪器--高压气动发动机--可变压发电机--磁助力压力回收泵。

五、高效空气动力系统，非常科学利用了物质在空间转换能量时发生的“异稳性”现象，有效的遵守能量守恒定律，挖掘能量的最大转换利用值。

六、气体和液体的异稳现象早在1897年就被法国科学家发现，将多种气体在常温下加压达到一定压力，加热释放后，有效做功体积大于原是加压加热功耗，但当时得不到科学技术的支持，空气中的气体成分无法完全分析，气体加热系数不详，无法正常利用，这一发现被人们遗忘了200年，今天终于实现了这一梦想！液态水锤异稳效应，也被我国科学家发现，并成功制造出世界首台无动力水锤压力泵，为新能源发展做出贡献!

七、空气动力系统的成功是自主研发出了能量转换98%的高效率空气热质交换器，将压缩空气中78%的惰性气体“氮气”加热到p值变质点，迅速膨胀体积实现超功的，这个超功一定是能量守恒的