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

【專家解說】：電動(dòng)汽車是一種由電動(dòng)馬達(dá)而不是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)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(dòng)的。大多數(shù)情況下，電動(dòng)汽車都是由汽油動(dòng)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(dòng)汽車時(shí)，通常唯一能夠讓您認(rèn)清這輛車的真實(shí)面目的方法是：電動(dòng)汽車開起來幾乎是無聲的。 在發(fā)動(dòng)機(jī)罩的下面，汽油車和電動(dòng)汽車之間存在許多差異： 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)已被電動(dòng)馬達(dá)替換。 電動(dòng)馬達(dá)從控制器獲取動(dòng)力。 控制器從一組可充電的蓄電池獲取動(dòng)力。 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)及其油管、排氣管、冷卻管和進(jìn)氣歧管看起來就像一個(gè)管道工程。 而電動(dòng)汽車完全是一個(gè)布線工程。 將汽油發(fā)動(dòng)機(jī)連同將離合器總成拆下?，F(xiàn)有手動(dòng)變速器保留在原位，并固定在二擋。 通過一個(gè)固定板使用螺栓將新的交流電動(dòng)馬達(dá)固定到變速器上。 增裝一個(gè)電動(dòng)控制器以控制交流馬達(dá)。 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(gè)12伏的鉛酸蓄電池（分為兩組，每組25個(gè)鉛酸蓄電池，可以產(chǎn)成300伏的直流電）。 為以前從發(fā)動(dòng)機(jī)獲取動(dòng)力的各個(gè)裝置增裝電動(dòng)馬達(dá)來提供動(dòng)力：水泵、動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵和空調(diào)。 為動(dòng)力制動(dòng)器增裝真空泵（在汽車裝有發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，動(dòng)力制動(dòng)器會(huì)使用發(fā)動(dòng)機(jī)真空）。 手動(dòng)變速器的換擋桿用一個(gè)偽裝成自動(dòng)變速器換擋桿的開關(guān)替換，以控制前進(jìn)和倒退。     增裝了一個(gè)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(jìn)行充電。實(shí)際上，這輛獨(dú)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(jìn)入汽車后，將車鑰匙插入點(diǎn)火裝置中，并將其旋轉(zhuǎn)到“on”位置，即可發(fā)動(dòng)汽車。將換擋桿推入到“D”（行進(jìn)）位置，踩下加速踏板即可開動(dòng)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(jì)數(shù)據(jù)： 這輛汽車可以行駛80公里。 將時(shí)速從0提高到96公里/小時(shí)大概需要15秒鐘。 在汽車行駛了80公里之后，需要對(duì)汽車充電約12千瓦時(shí)。 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(dòng)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(fèi)約為8美分/千瓦時(shí)（如果您采用分時(shí)段計(jì)帳方式并在晚上進(jìn)行充電的話，則電費(fèi)約為4美分/千瓦時(shí)）。這就意味著，電動(dòng)汽車每充滿一次電需要花費(fèi)1美元（如果采用分時(shí)段計(jì)帳方式，則需花費(fèi)50美分）。因此，電動(dòng)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(shí)段計(jì)帳方式）。如果汽油的價(jià)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(dòng)汽車每公里的“燃油”成本比汽油車的要低得多。而且，對(duì)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(duì)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(dòng)汽車的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。更換這輛電動(dòng)汽車的蓄電池需要花費(fèi)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(fèi)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(xì)信息將在本文后面的內(nèi)容中討論。  電動(dòng)汽車的核心部分由以下幾個(gè)部件組成： 電動(dòng)馬達(dá) 馬達(dá)的控制器 蓄電池 連接蓄電池與直流馬達(dá)的是一個(gè)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(huì)將來自蓄電池的全部96伏電壓傳送到馬達(dá)。如果駕駛員將腳從油門上移開，則此控制器不會(huì)向馬達(dá)傳送電壓。對(duì)于這二者之間的任何設(shè)置，控制器每秒鐘會(huì)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(dá)。油門踏板與一對(duì)電位計(jì)（可變電阻器）相連，這些電位計(jì)會(huì)發(fā)出信號(hào)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(shí)）、傳送全部電力（當(dāng)駕駛員將油門踏板踩到底時(shí)）或介于這二者之間的任何電力級(jí)別。  控制器在直流電電動(dòng)汽車中的作用很容易理解。讓我們假定蓄電池組包含12個(gè)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。控制器將接收144伏的直流電，并通過可控方式將其傳送給馬達(dá)。 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(shí)，此開關(guān)將打開；而當(dāng)您松開油門踏板時(shí)，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(dá)。 顯然，雖然這種開關(guān)方法可行，但是對(duì)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(huì)從電位計(jì)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?huì)從電位計(jì)讀取到此設(shè)置，并快速打開和關(guān)閉供給馬達(dá)的電力，以便馬達(dá)一半時(shí)間處于打開狀態(tài)，另一半時(shí)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(huì)使電力脈沖輸出，以便馬達(dá)在25%的時(shí)間處于打開狀態(tài)，75%的時(shí)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(dòng)保持在人類聽覺的范圍之外。脈沖電流會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)外殼按該頻率振動(dòng)，因此當(dāng)脈沖頻率高于15,000次/秒時(shí)，控制器和馬達(dá)對(duì)于人的耳朵來說是無聲的。