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高分求目前電動汽車的發(fā)電系統(tǒng)原理，電力系統(tǒng)運作，及其電池的規(guī)格和蓄航能力

問題詳情如標(biāo)題所訴，如果答案滿意我可以追加二十分: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-10-12

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電動汽車是一種由電動馬達而不是汽油發(fā)動機提供動力的汽車。消聲器、催化轉(zhuǎn)化器、排氣管和油箱一起拆下。從外觀上看，您可能完全不知道汽車是電動的。大多數(shù)情況下，電動汽車都是由汽油動力車改裝過來的，因此在這種情況下很難分辨出來。駕駛電動汽車時，通常唯一能夠讓您認(rèn)清這輛車的真實面目的方法是：電動汽車開起來幾乎是無聲的。在發(fā)動機罩的下面，汽油車和電動汽車之間存在許多差異：汽油發(fā)動機已被電動馬達替換。電動馬達從控制器獲取動力。控制器從一組可充電的蓄電池獲取動力。汽油發(fā)動機及其油管、排氣管、冷卻管和進氣歧管看起來就像一個管道工程。而電動汽車完全是一個布線工程。將汽油發(fā)動機連同將離合器總成拆下。現(xiàn)有手動變速器保留在原位，并固定在二擋。通過一個固定板使用螺栓將新的交流電動馬達固定到變速器上。增裝一個電動控制器以控制交流馬達。在汽車底板上安裝蓄電池底座。在蓄電池底座中放入五十個12伏的鉛酸蓄電池（分為兩組，每組25個鉛酸蓄電池，可以產(chǎn)成300伏的直流電）。為以前從發(fā)動機獲取動力的各個裝置增裝電動馬達來提供動力：水泵、動力轉(zhuǎn)向泵和空調(diào)。為動力制動器增裝真空泵（在汽車裝有發(fā)動機的情況下，動力制動器會使用發(fā)動機真空）。手動變速器的換擋桿用一個偽裝成自動變速器換擋桿的開關(guān)替換，以控制前進和倒退。增裝了一個小的電熱水器以提供熱能。增裝了充電器，以便能夠?qū)π铍姵剡M行充電。實際上，這輛獨特的汽車具有兩套充電系統(tǒng)：一套系統(tǒng)連接通常的120或240伏的壁裝電源插座，另一套系統(tǒng)連接Magna-Charge感應(yīng)充電板。燃油表替換成了電壓表。車的任何其他設(shè)備保持不變。當(dāng)您進入汽車后，將車鑰匙插入點火裝置中，并將其旋轉(zhuǎn)到“on”位置，即可發(fā)動汽車。將換擋桿推入到“D”（行進）位置，踩下加速踏板即可開動汽車。汽車的表現(xiàn)和普通的汽油車很相似。以下是一些有趣的統(tǒng)計數(shù)據(jù)：這輛汽車可以行駛80公里。將時速從0提高到96公里/小時大概需要15秒鐘。在汽車行駛了80公里之后，需要對汽車充電約12千瓦時。蓄電池的重量大約為500公斤。蓄電池的壽命為三到四年。若要比較汽油車和電動汽車每公里的行駛成本，可以參照下面的示例。美國北卡羅萊納州現(xiàn)在的電費約為8美分/千瓦時（如果您采用分時段計帳方式并在晚上進行充電的話，則電費約為4美分/千瓦時）。這就意味著，電動汽車每充滿一次電需要花費1美元（如果采用分時段計帳方式，則需花費50美分）。因此，電動汽車每公里的行駛成本為1.2美分或0.6美分（如果采用分時段計帳方式）。如果汽油的價格為0.26美元/升，并且汽車使用1升汽油可以行駛10公里，則汽油車每公里的行駛成本為2.6美分。顯而易見，電動汽車每公里的“燃油”成本比汽油車的要低得多。而且，對于許多人來說，80公里的行駛范圍也不具有局限性，城市或郊區(qū)的普通居民每天的行車距離很少超過50或60公里。不過，為了保證絕對公平，我們也應(yīng)考慮到蓄電池的更換成本。如燃料電池中所述，蓄電池目前是電動汽車的一個薄弱環(huán)節(jié)。更換這輛電動汽車的蓄電池需要花費約2,000美元。蓄電池將可以供汽車行駛大約32,000公里，即每公里要花費大約6美分?，F(xiàn)在，您就知道為什么燃料電池如此讓人興奮了——燃料電池解決了蓄電池問題。有關(guān)燃料電池的更多詳細信息將在本文后面的內(nèi)容中討論。電動汽車的核心部分由以下幾個部件組成：電動馬達馬達的控制器蓄電池連接蓄電池與直流馬達的是一個簡單的直流控制器。如果駕駛員將油門踏板踩到底，則此控制器會將來自蓄電池的全部96伏電壓傳送到馬達。如果駕駛員將腳從油門上移開，則此控制器不會向馬達傳送電壓。對于這二者之間的任何設(shè)置，控制器每秒鐘會將96伏電壓“切掉”幾千次以獲得介于0和96伏之間的平均電壓。控制器從蓄電池獲取電力并將其傳送給馬達。油門踏板與一對電位計（可變電阻器）相連，這些電位計會發(fā)出信號以告知控制器其認(rèn)為可能傳送的電力?？刂破骺梢圆粋魉碗娏Γó?dāng)停止汽車時）、傳送全部電力（當(dāng)駕駛員將油門踏板踩到底時）或介于這二者之間的任何電力級別。控制器在直流電電動汽車中的作用很容易理解。讓我們假定蓄電池組包含12個電壓為12伏的蓄電池，并用串聯(lián)的方式連接在一起以產(chǎn)生144伏的電壓?？刂破鲗⒔邮?44伏的直流電，并通過可控方式將其傳送給馬達。最簡單的直流控制器應(yīng)是通過電線連接油門踏板的大的閉合開關(guān)。當(dāng)您踩下油門踏板時，此開關(guān)將打開；而當(dāng)您松開油門踏板時，此開關(guān)將關(guān)閉。作為一名駕駛員，為了保持給定的車速，您必須踩下和松開油門以脈沖的方式打開和關(guān)閉馬達。顯然，雖然這種開關(guān)方法可行，但是對于駕駛來說是痛苦的，因此控制器將為您調(diào)制脈沖。控制器會從電位計讀取油門踏板的設(shè)置并相應(yīng)地調(diào)整電力。讓我們來談?wù)撘幌聦⒂烷T踩下一半的情況?？刂破鲿碾娢挥嬜x取到此設(shè)置，并快速打開和關(guān)閉供給馬達的電力，以便馬達一半時間處于打開狀態(tài)，另一半時間處于關(guān)閉狀態(tài)。如果您將油門踏板踩下四分之一，則控制器會使電力脈沖輸出，以便馬達在25%的時間處于打開狀態(tài)，75%的時間處于關(guān)閉狀態(tài)。大多數(shù)控制器脈沖輸出電力的頻率超過15,000次/秒，目的在于使脈動保持在人類聽覺的范圍之外。脈沖電流會導(dǎo)致馬達外殼按該頻率振動，因此當(dāng)脈沖頻率高于15,000次/秒時，控制器和馬達對于人的耳朵來說是無聲的。: 回答者：網(wǎng)友

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