电动汽车工作原理
作者：Marshall Brain
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本文包括：
1.?引言 
2.?电动汽车的马达以及其他装置 
3.?改装电动汽车 
4.?了解更多信息 
5.?阅读所有代用燃料类文章 
电动汽车总是出现在各类新闻中。人们对电动汽车的兴趣不减，有以下几个原因： 
电动汽车产生的污染比汽油动力车要少，因此从环保方面考虑，电动汽车是汽油动力车的一种合适的替代方案（特别是在城市中）。 
任何有关混合动力车的新闻报导通常也会谈论到电动汽车。 
由燃料电池提供动力的车是电动汽车，而燃料电池现已在新闻中受到了广泛的关注。 
典型电动汽车的功率为50千瓦的控制器		在本文中，您将通过厂商生产和自己动手改造两个方面了解电动汽车。您还将了解一个针对初中和高中学生的创新计划，该计划让各个学生团队来制作电动汽车并进行比赛。 
电动汽车是一种由电动马达而不是汽油发动机提供动力的汽车。消声器、催化转化器、排气管和油箱一起拆下。
从外观上看，您可能完全不知道汽车是电动的。大多数情况下，电动汽车都是由汽油动力车改装过来的，因此在这种情况下很难分辨出来。驾驶电动汽车时，通常唯一能够让您认清这辆车的真实面目的方法是：电动汽车开起来几乎是无声的。 
在发动机罩的下面，汽油车和电动汽车之间存在许多差异： 
汽油发动机已被电动马达替换。 
电动马达从控制器获取动力。 
控制器从一组可充电的蓄电池获取动力。 
汽油发动机及其油管、排气管、冷却管和进气歧管看起来就像一个管道工程。 而电动汽车完全是一个布线工程。 
为了对电动汽车的一般工作原理有个认识，先让我们看一下典型的电动汽车，以了解其构造。下面显示的是供我们本次讨论的电动汽车： 
这是一辆典型的电动汽车，车身贴了一些特别漂亮的贴纸（请参见电动汽车挑战赛，了解这一针对中学生的比赛）。
		这辆电动汽车是从一辆普通的1994 Geo Prism汽油动力车改装过来的。以下是将该汽车变成一辆电动汽车所做的改装： 
将汽油发动机连同 
将离合器总成拆下。现有手动变速器保留在原位，并固定在二挡。 
通过一个固定板使用螺栓将新的交流电动马达固定到变速器上。 
增装一个电动控制器以控制交流马达。 
50千瓦的控制器可以输入300伏的直流电并输出240伏的交流电（三相）。标有“U.S. Electricar”的盒子即为控制器。		在汽车底板上安装蓄电池底座。 
在蓄电池底座中放入五十个12伏的铅酸蓄电池（分为两组，每组25个铅酸蓄电池，可以产成300伏的直流电）。 
为以前从发动机获取动力的各个装置增装电动马达来提供动力：水泵、动力转向泵和空调。 
为动力制动器增装真空泵（在汽车装有发动机的情况下，动力制动器会使用发动机真空）。 
真空泵位于中间居左的位置。		手动变速器的换挡杆用一个伪装成自动变速器换挡杆的开关替换，以控制前进和倒退。 
自动变速器换挡杆用于选择前进和倒退。它包含一个小开关，用于向控制器发送信号。		增装了一个小的电热水器以提供热能。 
热水器		增装了充电器，以便能够对蓄电池进行充电。实际上，这辆独特的汽车具有两套充电系统：一套系统连接通常的120或240伏的壁装电源插座，另一套系统连接Magna-Charge感应充电板。 
120/240伏的充电系统		
Magna-Charge感应板充电系统		燃油表替换成了电压表。 
电动汽车中的“燃油表”既是一个简单的电压表，又是一个比较复杂的计算机，用于跟踪进出蓄电池组的电流。		汽车的任何其他设备保持不变。当您进入汽车后，将车钥匙插入点火装置中，并将其旋转到“on”位置，即可发动汽车。将换挡杆推入到“D”（行进）位置，踩下加速踏板即可开动汽车。汽车的表现和普通的汽油车很相似。以下是一些有趣的统计数据： 
这辆汽车可以行驶80公里。 
将时速从0提高到96公里/小时大概需要15秒钟。 
在汽车行驶了80公里之后，需要对汽车充电约12千瓦时。 
蓄电池的重量大约为500公斤。 
蓄电池的寿命为三到四年。 
若要比较汽油车和电动汽车每公里的行驶成本，可以参照下面的示例。美国北卡罗莱纳州现在的电费约为8美分/千瓦时（如果您采用分时段计帐方式并在晚上进行充电的话，则电费约为4美分/千瓦时）。这就意味着，电动汽车每充满一次电需要花费1美元（如果采用分时段计帐方式，则需花费50美分）。因此，电动汽车每公里的行驶max.book118.com（如果采用分时段计帐方式）。如果汽油的价格为0.26美元/升，并且汽车使用1升汽油可以行驶10公里，则汽油车每公里的行驶成本为2.6美分。 
显而易见，电动汽车每公里的“燃油”成本比汽油车的要低得多。而且，对于许多人来说，80公里的行驶范围也不具有局限性，城市或郊区的普通居民每天的行车距离很少超过50或60公里。 
不过，为了保证绝对公平，我们也应考虑到蓄电池的更换成本。如燃料电池中所述，蓄电池目前是电动汽车的一个薄弱环节。更换这辆电动汽车的蓄电池需要花费约2,000美元。蓄电池将可以供汽车行驶大约32,000公里，即每公里要花费大约6美分。现在，您就知道为什么燃料电池如此让人兴奋了——燃料电池解决了蓄电池问题。有关燃料电池的更多详细信息将在本文后面的内容中讨论。 
电动汽车的核心部分由以下几个部件组成： 
电动马达 
马达的控制器 
蓄电池 
连接蓄电池与直流马达的是一个简单的直流控制器。如果驾驶员将油门踏板踩到底，则此控制器会将来自蓄电池的全部96伏电压传送到马达。如果驾驶员将脚从油门上移开，则此控制器不会向马达传送电压。对于这二者之间的任何设置，控制器每秒钟会将96伏电压“切掉”几千次以获得介于0和96伏之间的平均电压。 		控制器从蓄电池获取电力并将其传送给马达。油门踏板与一对电位计（可变电阻器）相连，这些电位计会发出信号以告知控制器其认为可能传送的电力。控制器可以不传送电力（当停止汽车时）、传送全部电力（当驾驶员将油门踏板踩到底时）或介于这二者之间的任何电力级别。 
当您打开发动机罩时，首先映入眼帘的就是控制器，如下图所示： 
标有“U.S. Electricar”的盒子就是这辆电动汽车的电压为300伏、功率为50千瓦的控制器。		在这辆汽车中，控制器将从电池组获取300伏的直流电。它会将获取的直流电转换为最多240伏的交流电（三相）以发送给马达。控制器通过使用非常大的晶体管来做到这一点，晶体管可以快速打开或关闭蓄电池电压以生成正弦波。 
当您踩下油门踏板时，踏板的缆线会连接到这两个电位计： 
电位计与油门踏板相连并向控制器发送信号。		来自电位计的信号将告知控制器向电动汽车的马达传送的电力数。为了安全起见，电动汽车中安装了两个电位计。控制器将读取这两个电位计并确保二者的信号相同。如果二者的信号不同，则控制器不会运行。这样安排是为了预防一个电位计在全满位置失效的情况发生。 
粗的电缆（左侧）用于连接蓄电池组和控制器。中间是一个非常大的闭合开关。右侧的一束小的电线用于传送由蓄电池之间的电位计提供的信号，并为用于保持蓄电池处于冷却和通风状态的风扇提供电力。		
连接控制器输入和输出端的粗大电线		控制器在直流电电动汽车中的作用很容易理解。让我们假定蓄电
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