电动汽车原理bsby.docx
Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.电动汽车车总是出出现在各各类新闻闻中。人人们对电电动汽车车的兴趣趣不减，有有以下几几个原因因： · 电动汽车车产生的的污染比比汽油动力力车要少少，因此此从环保保方面考考虑，电电动汽车车是汽油油动力车车的一种种合适的的替代方方案（特特别是在在城市中中）。 · 任何有关关混合动动力车的的新闻报报导通常常也会谈谈论到电电动汽车车。 · 由燃料电电池提供供动力的的车是电电动汽车车，而燃燃料电池池现已在在新闻中中受到了了广泛的的关注。 典型电动动汽车的的功率为为50千千瓦的控控制器在本文中中，您将将通过厂厂商生产产和自己己动手改改造两个个方面了了解电动动汽车。您您还将了了解一个个针对初初中和高高中学生生的创新新计划，该该计划让让各个学学生团队队来制作作电动汽汽车并进进行比赛赛。 电动汽车车是一种种由电动动马达而而不是汽汽油发动动机提供供动力的的汽车。消声器、催化转化器、排气管和油箱一起拆下。从外观上上看，您您可能完完全不知知道汽车车是电动动的。大大多数情情况下，电电动汽车车都是由由汽油动动力车改改装过来来的，因因此在这这种情况况下很难难分辨出出来。驾驾驶电动动汽车时时，通常常唯一能能够让您您认清这这辆车的的真实面面目的方方法是：电动汽汽车开起起来几乎乎是无声声的。 在发动机机罩的下下面，汽汽油车和和电动汽汽车之间间存在许许多差异异： · 汽油发动动机已被被电动马马达替换换。 · 电动马达达从控制制器获取取动力。 · 控制器从从一组可可充电的的蓄电池池获取动动力。 汽油发动动机及其其油管、排排气管、冷冷却管和和进气歧歧管看起起来就像像一个管管道工程程。 而而电动汽汽车完全全是一个个布线工工程。 为了对电电动汽车车的一般般工作原原理有个个认识，先先让我们们看一下下典型的的电动汽汽车，以以了解其其构造。下下面显示示的是供供我们本本次讨论论的电动动汽车： 这是一辆辆典型的的电动汽汽车，车车身贴了了一些特特别漂亮亮的贴纸纸（请参参见电动动汽车挑挑战赛，了了解这一一针对中中学生的的比赛）。这辆电动动汽车是是从一辆辆普通的的19994 GGeo Priism汽汽油动力力车改装装过来的的。以下下是将该该汽车变变成一辆辆电动汽汽车所做做的改装装： · 将汽油发发动机连连同 · 将离合器器总成拆拆下。现现有手动动变速器器保留在在原位，并并固定在在二挡。 · 通过一个个固定板板使用螺螺栓将新新的交流流电动马马达固定定到变速速器上。 · 增装一个个电动控控制器以以控制交交流马达达。 50千瓦瓦的控制制器可以以输入3300伏伏的直流流电并输输出2440伏的的交流电电（三相相）。标标有“U.SS. EElecctriicarr”的盒子子即为控控制器。· 在汽车底底板上安安装蓄电电池底座座。 · 在蓄电池池底座中中放入五五十个112伏的的铅酸蓄蓄电池（分分为两组组，每组组25个个铅酸蓄蓄电池，可可以产成成3000伏的直直流电）。 · 为以前从从发动机机获取动动力的各各个装置置增装电电动马达达来提供供动力：水泵、动力转向泵和空调。 · 为动力制制动器增增装真空空泵（在在汽车装装有发动动机的情情况下，动动力制动动器会使使用发动动机真空空）。 真空泵位位于中间间居左的的位置。· 手动变速速器的换换挡杆用用一个伪伪装成自自动变速速器换挡挡杆的开开关替换换，以控控制前进进和倒退退。 自动变速速器换挡挡杆用于于选择前前进和倒倒退。它它包含一一个小开开关，用用于向控控制器发发送信号号。· 增装了一一个小的的电热水水器以提提供热能能。 热水器· 增装了充充电器，以以便能够够对蓄电电池进行行充电。实实际上，这这辆独特特的汽车车具有两两套充电电系统：一套系系统连接接通常的的1200或2440伏的的壁装电电源插座座，另一一套系统统连接MMagnna-CCharrge感感应充电电板。 120/2400伏的充充电系统统Magnna-CCharrge感感应板充充电系统统· 燃油表替替换成了了电压表表。 电动汽车车中的“燃油表表”既是一一个简单单的电压压表，又又是一个个比较复复杂的计计算机，用用于跟踪踪进出蓄蓄电池组组的电流流。汽车的任任何其他他设备保保持不变变。当您您进入汽汽车后，将将车钥匙匙插入点点火装置置中，并并将其旋旋转到“on”位置，即即可发动动汽车。将将换挡杆杆推入到到“D”（行进进）位置置，踩下下加速踏踏板即可可开动汽汽车。汽汽车的表表现和普普通的汽汽油车很很相似。以以下是一一些有趣趣的统计计数据： · 这辆汽车车可以行行驶800公里。 · 将时速从从0提高高到966公里/小时大大概需要要15秒秒钟。 · 在汽车行行驶了880公里里之后，需需要对汽汽车充电电约122千瓦时时。 · 蓄电池的的重量大大约为5500公公斤。 · 蓄电池的的寿命为为三到四四年。 若要比较较汽油车车和电动动汽车每每公里的的行驶成成本，可可以参照照下面的的示例。美美国北卡卡罗莱纳纳州现在在的电费费约为88美分/千瓦时时（如果果您采用用分时段段计帐方方式并在在晚上进进行充电电的话，则则电费约约为4美美分/千千瓦时）。这这就意味味着，电电动汽车车每充满满一次电电需要花花费1美美元（如如果采用用分时段段计帐方方式，则则需花费费50美美分）。因因此，电电动汽车车每公里里的行驶驶成本为为1.22美分或或0.66美分（如如果采用用分时段段计帐方方式）。如如果汽油油的价格格为0.26美美元/升升，并且且汽车使使用1升升汽油可可以行驶驶10公公里，则则汽油车车每公里里的行驶驶成本为为2.66美分。 显而易见见，电动动汽车每每公里的的“燃油”成本比比汽油车的的要低得得多。而而且，对对于许多多人来说说，800公里的的行驶范范围也不不具有局局限性，城城市或郊郊区的普普通居民民每天的的行车距距离很少少超过550或660公里里。 不过，为为了保证证绝对公公平，我我们也应应考虑到到蓄电池池的更换换成本。如如燃料电电池中所所述，蓄蓄电池目目前是电电动汽车车的一个个薄弱环环节。更更换这辆辆电动汽汽车的蓄蓄电池需需要花费费约2,0000美元。蓄蓄电池将将可以供供汽车行行驶大约约32,0000公里，即即每公里里要花费费大约66美分。现现在，您您就知道道为什么么燃料电电池如此此让人兴兴奋了燃料料电池解解决了蓄蓄电池问问题。有有关燃料料电池的的更多详详细信息息将在本本文后面面的内容容中讨论论。 电动汽车车的核心心部分由由以下几几个部件件组成： · 电动马达达· 马达的控控制器· 蓄电池连接蓄电电池与直直流马达达的是一一个简单单的直流流控制器器。如果果驾驶员员将油门门踏板踩踩到底，则则此控制制器会将将来自蓄蓄电池的的全部996伏电电压传送送到马达达。如果果驾驶员员将脚从从油门上上移开，则则此控制制器不会会向马达达传送电电压。对对于这二二者之间间的任何何设置，控控制器每每秒钟会会将966伏电压压“切掉”几千次次以获得得介于00和966伏之间间的平均均电压。控制器从从蓄电池池获取电电力并将将其传送送给马达达。油门门踏板与与一对电电位计（可可变电阻阻器）相相连，这这些电位位计会发发出信号号以告知知控制器器其认为为可能传传送的电电力。控控制器可可以不传传送电力力（当停停止汽车车时）、传传送全部部电力（当当驾驶员员将油门门踏板踩踩到底时时）或介介于这二二者之间间的任何何电力级级别。 当您打开开发动机机罩时，首首先映入入眼帘的的就是控控制器，如如下图所所示： 标有“UU.S. Ellecttriccar”的盒子子就是这这辆电动动汽车的的电压为为3000伏、功功率为550千瓦瓦的控制制器。在这辆汽汽车中，控控制器将将从电池池组获取取3000伏的直直流电。它它会将获获取的直直流电转转换为最最多2440伏的的交流电电（三相相）以发发送给马马达。控控制器通通过使用用非常大大的晶体体管来做做到这一一点，晶晶体管可可以快速速打开或或关闭蓄蓄电池电电压以生生成正弦弦波。 当您踩下下油门踏踏板时，踏踏板的缆缆线会连连接到这这两个电电位计： 电位计与与油门踏踏板相连连并向控控制器发发送信号号。来自电位位计的信信号将告告知控制制器向电电动汽车车的马达达传送的的电力数数。为了了安全起起见，电电动汽车车中安装装了两个个电位计计。控制制器将读读取这两两个电位位计并确确保二者者的信号号相同。如如果二者者的信号号不同，则则控制器器不会运运行。这这样安排排是为了了预防一一个电位位计在全全满位置置失效的的情况发发生。 粗的电缆缆（左侧侧）用于于连接蓄蓄电池组组和控制制器。中中间是一一个非常常大的闭闭合开关关。右侧侧的一束束小的电电线用于于传送由由蓄电池池之间的的电位计计提供的的信号，并并为用于于保持蓄蓄电池处处于冷却却和通风风状态的的风扇提提供电力力。连接控制制器输入入和输出出端的粗粗大电线线控制器在在直流电电电动汽汽车中的的作用很很容易理理解。让让我们假假定蓄电电池组包包含122个电压压为122伏的蓄蓄电池，并并用串联联的方式式连接在在一起以以产生1144伏伏的电压压。控制制器将接接收1444伏的的直流电电，并通通过可控控方式将将其传送送给马达达。 最简单的的直流控控制器应应是通过过电线连连接油门门踏板的的大的闭闭合开关关。当您您踩下油油门踏板板时，此此开关将将打开；而当您您松开油油门踏板板时，此此开关将将关闭。作作为一名名驾驶员员，为了了保持给给定的车车速，您您必须踩踩下和松松开油门门以脉冲冲的方式式打开和和关闭马马达。 显然，虽虽然这种种开关方方法可行行，但是是对于驾驾驶来说说是痛苦苦的，因因此控制制器将为为您调制制脉冲。控控制器会会从电位位计读取取油门踏踏板的设设置并相相应地调调整电力力。让我我们来谈谈论一下下将油门门踩下一一半的情情况。控控制器会会从电位位计读取取到此设设置，并并快速打打开和关关闭供给给马达的的电力，以以便马达达一半时时间处于于打开状状态，另另一半时时间处于于关闭状状态。如如果您将将油门踏踏板踩下下四分之之一，则则控制器器会使电电力脉冲冲输出，以以便马达达在255%的时时间处于于打开状状态，775%的的时间处处于关闭闭状态。 大多数控控制器脉脉冲输出出电力的的频率超超过155,0000次/秒，目目的在于于使脉动动保持在在人类听听觉的范范围之外外。脉冲冲电流会会导致马马达外壳壳按该频频率振动动，因此此当脉冲冲频率高高于155,0000次/秒时，控控制器和和马达对对于人的的耳朵来来说是无无声的。 交流控制制器连接接到交流流马达。通通过使用用六组电电力晶体体管，控控制器可可以接收收3000伏的直直流电并并会生成成2400伏的交交流电（三三相）。有有关三相相电力的的讨论，请请参见电电力网的的工作原原理。此此外，控控制器还还额外提提供了一一个用于于蓄电池池的充电电系统，以以及一个个用于对对12伏伏附件蓄蓄电池进进行充电电的直流流到直流流转换器器。在交流控控制器中中，这项项工作会会更复杂杂一点，但但思路是是一样。控控制器会会生成三三段伪正正弦波，并并通过从从蓄电池池获取直直流电压压，然后后以脉冲冲方式打打开和关关闭此电电压来做做到这一一点。在在交流控控制器中中，还需需要每秒秒将电压压的极性性反转660次。因因此，实实际上您您需要在在交流控控制器中中使用六六组晶体体管，而而只需在在直流控控制器中中使用一一组晶体体管。在在交流控控制器中中，对于于每一相相，您需需要一组组晶体管管来脉冲冲输出电电压，并并需要另另一组晶晶体管来来反转极极性。由由于您对对三相要要重复三三次操作作，因此此共需要要六组晶晶体管。 电动汽车车中使用用的大多多数直流流控制器器来自电电力叉车车行业。上上图所示示的Huughees交流流控制器器与GMM/Saaturrn EEV-11电动汽汽车中使使用的交交流控制制器类型型相同。该该控制器器最多可可以向马马达传送送50,0000瓦电力力。
