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高分求目前电动汽车的发电系统原理,电力系统运作,及其电池的规格和蓄航能力

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【专家解说】: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。 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。 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)。 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。     增装了一个小的电热水器以提供热能。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。 燃油表替换成了电压表。 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成本为1.2美分或0.6美分(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。  控制器在直流电电动汽车中的作用很容易理解。让我们假定蓄电池组包含12个电压为12伏的蓄电池,并用串联的方式连接在一起以产生144伏的电压。控制器将接收144伏的直流电,并通过可控方式将其传送给马达。 最简单的直流控制器应是通过电线连接油门踏板的大的闭合开关。当您踩下油门踏板时,此开关将打开;而当您松开油门踏板时,此开关将关闭。作为一名驾驶员,为了保持给定的车速,您必须踩下和松开油门以脉冲的方式打开和关闭马达。 显然,虽然这种开关方法可行,但是对于驾驶来说是痛苦的,因此控制器将为您调制脉冲。控制器会从电位计读取油门踏板的设置并相应地调整电力。让我们来谈论一下将油门踩下一半的情况。控制器会从电位计读取到此设置,并快速打开和关闭供给马达的电力,以便马达一半时间处于打开状态,另一半时间处于关闭状态。如果您将油门踏板踩下四分之一,则控制器会使电力脉冲输出,以便马达在25%的时间处于打开状态,75%的时间处于关闭状态。 大多数控制器脉冲输出电力的频率超过15,000次/秒,目的在于使脉动保持在人类听觉的范围之外。脉冲电流会导致马达外壳按该频率振动,因此当脉冲频率高于15,000次/秒时,控制器和马达对于人的耳朵来说是无声的。   
 
关键词: 电力系统 电动汽车

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