淺談甲醇燃料汽車的雙燃料供給系統

【關鍵詞】甲醇燃料汽車；雙燃料供給系統；能源安全；污染物排放 中圖分類號：U469.79 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639(2025)06-0090-03 ABriefDiscussionontheDual-fuel Supply System ofMethanol Fuel Vehicles XiePuguang，Zheng Haishen，Mou Bo，Dong Yapei，Guo Zhengzi (Electronic and Electrical Architecture Development Department， GeelyAutomobile Research Institute（Ningbo）Co.，Ltd.，Ningbo ，China）

【Abstract】Methanol，as a renewable and green energy source，shows its advantages whenused as vehicle fuel. It cannot onlyreduce pollutant emisions，decrease relianceon petroleum，cutvehicle usage costs，but also ffectively promote sustainable development.However，toapply methanolto automobiles，the entirevehicle's fuel system needs to bemodified，andadopting a dual-fuel suppysystem isa common approach.Thearticle takes the dual-fuel supply system of Geely Automobileas an example.This system includes components such as ECMandcarbon canisters，and is equippedwithdualfueltanks.Underdiferent workingconditionssuchaspower-offorpower-onstart-upof theentire vehicle，normal water temperature signal，insuficient methanolbalance，andoil pump failure，theECMwill precisely control componentssuchasthefuel pumptoachieve stablefuelsuply.Methanol vehiclesareof great significancein addresing energyandenvironmental issues.Withthe continuous advancement of technologyand the vigorous promotion of policies，they are expected to become an important part of China's transportation system.

【Key words】 methanol fuel vehicles；dual-fuel supply system；energy security；polltant discharge

0 前言

甲醇作為一種可再生的綠色能源，其應用于車用燃料的技術已較為成熟。由于甲醇生產成本較低，且能顯著緩解汽車尾氣污染與溫室氣體排放問題，將其用作汽車燃料具有極高的創新價值，主要體現在以下幾個方面。

1）降低污染物排放。甲醇燃料汽車能夠減少汽車污染物的排放。例如，汽油燃燒會產生一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、顆粒物、硫化物、鉛及其他重金屬，而甲醇燃燒的產物僅為二氧化碳和水。

通過生物質發酵制取，有助于推動可持續發展目標的實現。

2）減少石油依賴。甲醇汽車可降低對石油的依賴程度，減少石油進口，從而有力保障國家能源安全。

3）降低用車成本。甲醇的生產成本較低，可以降低用戶的用車成本。

4）促進可持續發展。甲醇屬于可再生資源，可

盡管甲醇作為汽車燃料優點眾多，但現階段甲醇汽車并非簡單地將油箱中的汽油替換為甲醇，而是需依據甲醇的化學特性，對整車的燃料系統進行適應性改造。例如，采用雙燃料供給系統，該系統可同時使用兩種燃料，如汽油和甲醇。目前，吉利汽車公司在市場上銷售的甲醇燃料汽車，便采用了這種雙燃料供給系統，成功將甲醇用于汽車燃料的設想變為現實。下文介紹吉利汽車公司甲醇汽車雙燃料供給系統的工作原理。

1雙燃料供給系統的設計

1.1雙燃料供給系統涉及的零部件

雙燃料供給系統通常包含ECM（發動機控制單元）、碳罐、燃油泵、碳罐閥、發動機、起動機、水

溫傳感器、發動機轉速傳感器等零部件。雙燃料供給系統的原理如圖1所示。

1.2 雙燃料供給系統的工作原理介紹

甲醇和汽油的化學特性存在差異，甲醇的閃點約為 12% ，而輕質汽油（如車用汽油）的閃點大約在 $- 4 0 \\mathrm { \\sim } - 2 0 \\mathrm { \extC }$ 之間（備注：閃點指液體表面產生的蒸汽與空氣混合物能夠被點燃的最低溫度，該數值會因環境條件，如大氣壓力和濕度，而略有變化）。因此，以甲醇為燃料的汽車在低溫環境下可能出現啟動困難的問題。為解決這一難題，工程師們創新性地研發了雙燃料供給系統，該系統可同時使用甲醇和汽油兩種燃料。雙燃料供給系統的工作原理如圖2所示。

車身控制器 ECM 水溫傳感器 轉速傳感器 燃油泵1 燃油泵2 起動繼電器開始 1)檢測發動機否2動開 1)接收發動 發動 發動機轉 制油 控制器燃油檢，確認是否滿 機轉速信號 水溫給到 制器足起動條件 2)接收發動 ECM控制器 是 起動繼電結束 是 機身 發動機水溫700r/min? 是 是控制器燃油泵2不噴油 起動繼電器斷開

1）燃料箱與供給控制。雙燃料供給系統設有2個燃料箱，分別用于儲存甲醇和汽油，且2個燃料箱共用1個碳罐。ECM通過燃油泵1（甲醇泵)及燃油泵2(汽油泵），分別精準控制甲醇和汽油對發動機的燃料供給量。

2）整車下電狀態啟動流程。當用戶在整車下電狀態下按下點火開關時，車身控制器會檢測鑰匙是否在車內、變速器擋位是否處于P擋或N擋、是否有制動信號等，以判斷是否滿足發動機啟動條件。若滿足，車身控制器會向ECM發出發動機啟動信號(Engine_start）；若不滿足，車身控制器則會向儀表發出相應的啟動失敗信號，提示用戶，如“未檢測到鑰匙，請將擋位掛到P擋或N擋，請踩下制動”等。ECM接收到發動機啟動信號（Engine_start）后，會發出低電位信號（如信號0），控制起動繼電器閉合，驅動起動機拖動發動機。同時，ECM控制燃油泵1及燃油泵2同時為發動機提供燃料，并接收發動機轉速傳感器發出的轉速信號。當發動機轉速達到某一標定轉速（如 700r/min ）時，ECM默認發動機啟動成功。發動機啟動后，ECM發出高電位信號（如信號1)，控制起動繼電器斷開，同時控制燃油泵

2停止工作，不再為發動機提供汽油，并根據發動機需求控制燃油泵1的噴射量。

3）整車在上電狀態下的啟動流程（水溫信號正常）。當整車處于上電狀態時，ECM接收發動機水溫傳感器發出的水溫信號T。當用戶接通點火開關，若滿足發動機啟動條件（車身控制器檢測到鑰匙在車內、變速器擋位處于P擋或N擋、有制動信號等)，車身控制器會向ECM發出發動機啟動信號（Engine_start）。ECM接收到該信號后，會根據當前發動機水溫進行相應操作。若當前發動機水溫T低于設定溫度T1（T1為使用甲醇作為燃料可啟動的溫度值，可根據實際情況標定），ECM接收到發動機啟動信號(Engine_start)后，會發出低電位信號（如信號0），控制起動繼電器閉合，控制起動機拖動發動機，同時控制燃油泵1及燃油泵2同時為發動機提供燃料，并接收發動機轉速傳感器發出的轉速信號。當發動機轉速達到某一標定轉速（如 700r/min ）時，ECM默認發動機啟動成功。發動機啟動后，ECM發出高電位信號（如信號1)，控制起動繼電器斷開，同時控制燃油泵2停止工作，不再為發動機提供汽油，并根據發動機需求控制燃油泵1的噴射量。若當前發動機水溫高于設定溫度T1（可標定），ECM接收到發動機啟動信號（Engine_start）后，會發送低電位信號（如信號0），控制起動繼電器閉合，控制起動機拖動發動機，同時控制燃油泵1為發動機提供甲醇燃料，并接收發動機轉速傳感器發出的轉速信號。當發動機轉速達到某一標定轉速（如 700r/min ）時，ECM默認發動機啟動成功，發動機啟動后，ECM發出高電位信號（如信號1)，控制起動繼電器斷開。

4）整車在上電狀態下的啟動流程（水溫信號異常）。當整車處于上電狀態時，若ECM無法接收到發動機水溫的信號值，ECM接收到發動機啟動信號（Engine_start）后，會發出低電位信號（如信號0），控制起動繼電器閉合，控制起動機拖動發動機，同時控制燃油泵1及燃油泵2同時為發動機提供燃料，并接收發動機轉速傳感器發出的轉速信號。當發動機轉速達到某一標定轉速（如 700r/min ）時，ECM默認發動機啟動成功。發動機啟動后，ECM發出高電位信號（如信號1），控制起動繼電器斷開，同時控制燃油泵2停止工作，不再為發動機提供汽油，并根據發動機需求控制燃油泵1的噴射量。

5）多次啟動失敗后的啟動流程。在滿足啟動條件的情況下，同一個上電周期內若發動機連續超過兩次啟動失敗，當ECM再次接收到發動機啟動信號（Engine_start）時，ECM會發出低電位信號（如信號0)，控制起動繼電器閉合，控制起動機拖動發動機。此時，ECM只控制燃油泵2為發動機提供汽油燃料，并接收發動機轉速傳感器發出的轉速信號。當發動機轉速達到某一標定轉速（如 700r/min ）時，ECM默認發動機啟動成功。發動機啟動后，ECM發出高電位信號（如信號1），控制起動繼電器斷開，同時控制燃油泵1和燃油泵2同時為發動機提供燃料。發動機穩定運行 3min 后，ECM控制燃油泵2停止供油，僅使用燃油泵1為發動機提供甲醇燃料。

6）甲醇余量不足時的應對策略。若發動機在運行過程中，ECM通過甲醇壓力傳感器檢測到甲醇剩余量不足，為防止因甲醇耗盡導致發動機熄火，在甲醇剩余一定容量時，ECM會控制燃油泵2為發動機提供燃油。發動機運行 3min 后（該時間可標定），ECM控制燃油泵1停止為發動機提供甲醇，此時發動機依靠汽油提供動力，同時ECM向儀表發送缺少甲醇的信號（Methanol_lack），儀表接收到該信號后，會立即彈窗提示用戶“甲醇已消耗完，為了不影響您正常用車，請及時添加甲醇”。

7）燃油泵1故障時的應對措施。若燃油泵1出現故障（如ECM收到燃油泵1的故障碼），發動機啟動后，ECM會控制燃油泵2持續為發動機供油，以防正發動機熄火，此時發動機依靠汽油提供動力。同時，ECM將燃油泵1的故障信號(Fuel_pump1_failure)發送給儀表，儀表接收到該信號后，會立即彈窗提示用戶“甲醇泵存在故障，為了不影響您正常用車，請及時進行維修”。

8）燃油泵2故障時的應對措施。若燃料泵2出現故障（如ECM收到燃油泵2的故障碼），當整車處于上電狀態時，ECM將燃油泵2的故障信號(Fuel_pump2_failure)發送給儀表，儀表接收到該信號后，會立即彈窗提示用戶“燃油泵存在故障，可能無法正常啟動發動機，請及時進行維修”。若此時用戶按下點火開關，車身控制器檢測到鑰匙在車內、變速器擋位處于P擋或N擋、有制動信號等滿足發動機啟動條件，車身控制器會向ECM發出發動機啟動信號（Engine_start）。ECM接收到該信號后，不再考慮當前發動機水溫是否高于T1（T1為使用甲醇作為燃料可啟動的溫度值，可根據實際情況標定），會發送低電位信號（如信號0），控制起動繼電器閉合，控制起動機拖動發動機，同時控制燃油泵1為發動機提供甲醇燃料，并接收發動機轉速傳感器發出的轉速信號。當發動機轉速達到某一標定轉速（如 700r/min. ）時，ECM默認發動機啟動成功，發動機啟動后，ECM發出高電位信號（如信號1)，控制起動繼電器斷開。若起動機拖動發動機的時間達到10s（該時間可根據實際情況標定）后，發動機轉速仍達不到某一轉速（如 700r/min ），則ECM默認此次啟動失敗，ECM通過發送高電位信號（如信號1）控制起動繼電器斷開，起動機停止拖動發動機。

2結論

本文詳細介紹了甲醇汽車的雙燃料工作原理。甲醇汽車作為一種清潔、高效、可持續的交通解決方案，在減少污染物排放、提高空氣品質、保障能源安全、降低國民用車成本以及實現汽車能源多樣化等方面具有重要意義。隨著技術的不斷進步和政策的引導，甲醇汽車有望成為中國交通體系的重要組成部分。因此，發展甲醇汽車是一項利國利民的大事，應積極推廣甲醇汽車的使用。

參考文獻

[1]楊雪，鄭騰師，黃棟杰.我國甲醇汽車冷啟動技術研究發展綜述[J].汽車實用技術，2021，46（1)：194-196.

(編輯凌波)