電動車的小祕密（上）

電動汽車一直都是新聞界關注的話題之一。從外面看，你可能根本不知道汽車是電動的。在大多數情況下，當你駕駛電動汽車時，通常能夠發現是它幾乎沒有噪音。

從引擎蓋之下，我們才能知道內燃動力汽車和電動汽車之間有很多區別：

· 內燃機由馬達代替。

· 馬達從控制器獲得動力。

· 控制器通過一系列可充電電池獲取電源。

帶有燃油管路、排氣管、冷卻液軟管和進氣歧管的汽油引擎，看起來像是管道工程。而電動汽車則像是一個電力工程。

第一款電動汽車的產生

為了大致了解電動汽車的運行原理，讓我們先看一看典型的電動汽車的組成。

電動汽車是在1994年開始出現的。第一款電動汽車是基於內燃動力汽車Geo Prism，通過以下的改裝而產生的：

· 汽油引擎以及消聲器、催化轉化器、排氣管和油箱均已拆除。

· 離合器總成已卸下。現有的手動變速箱則保留，並固定在第二檔。

· 在變速箱上安裝了一臺交流引擎，以及控制交流引擎的控制器。

· 在汽車底盤上安裝了電池托盤。

· 將50個12伏特鉛酸蓄電池放在電池托盤中（兩組25個鉛酸蓄電池可產生300伏特直流電）。

· 增加了一臺馬達來為水泵，動力轉向泵，空調提供動力。

· 添加了為煞車提供動力的液壓泵。

· 手動變速箱換檔器被改裝成用於控制前進和後退的控制器。

· 添加了一個小型電熱水器以提供熱量。

· 添加了充電器以便可以對電池進行充電。這輛特定的汽車實際上有兩種充電系統：一種來自正常的120伏特或240伏特壁裝電源插座，另一種來自大型充電感應式充電板。

汽車的其他所有東西都保持不變。你需要鑰匙啟動汽車。它的性能就像普通的汽油車一樣。

汽車電池所存在的技術問題，使得燃料電池的應用得到了發展。（Nissan圖片）

一些有趣的統計數據：

· 這輛電動汽車的單次充電的續航里程約為80公里。

· 從0加速至96公里／小時的時間約為15秒。

· 行駛80公里後，為汽車充電大約需要12千瓦⋅時（kW⋅h；簡稱為度）的電量。

· 電池重約500公斤

這輛電動汽車的電池可持續使用3到4年。

電動車的內部

電動汽車的核心部件是馬達、引擎控制器和電池。引擎控制器從電池取得電能，然後將其輸送到馬達。加速踏板與一對電位器（可變電阻器）相連，這些電位器提供訊號，告訴控制器應該提供多少功率。控制器可以提供零功率（當汽車停止時）、滿功率（當駕駛員踩下油門踏板時）或兩者之間的任何功率。

打開引擎蓋時，會看到引擎控制器在前面的引擎蓋下面，占據大部分空間，控制器從電池組獲取300伏的直流電，然後將其轉換為240伏特的交流電（三相）並發送到馬達。

踩下加速踏板時，來自踏板的電纜連接到兩個電位器。電位器的訊號告訴控制器向馬達輸送多少功率。為了安全起見，有兩個電位計。控制器讀取兩個電位器，並確保它們的訊號相等。如果不等，則控制器不運行。

電動汽車電機和電池

電動汽車可以使用交流或直流馬達。直流馬達可能會在96到192伏特的電壓下運行。交流馬達一般是三相交流馬達，以300伏特電池組提供電力，在240伏特交流電下運行。

直流馬達安裝簡單且便宜。直流馬達可以短時間內超載（最大為10：1）。也就是說，一個2萬瓦的馬達可在短時間內輸出10萬瓦的功率，並提供高達額定馬力的5倍動力。

交流設備幾乎允許使用任何工業三相交流馬達。交流馬達加上控制器通常也可以作為引擎。在製動過程中，馬達變成引擎並將動能轉換為電能儲存到電池中。

電池問題

目前，電動汽車的薄弱環節是電池。鉛酸蓄電池技術至少存在6個重要問題：重量大、尺寸大、容量有限、充電速度慢、壽命短，並且昂貴。

也可以用鎳氫電池代替鉛酸蓄電池，汽車的續航里程將增加一倍，電池壽命將可高達10年（數千次充電／放電循環）。但是電池的成本是鉛酸蓄電池的10至15倍。隨著現今電池技術的出現，電池的價格會下降。因此在未來幾年中，鎳氫和鋰離子電池組會取代鉛酸蓄電池。屆時，電動汽車的行駛里程將大大提高。

由於汽車電池所存在的技術問題，使得燃料電池的應用得到了發展。與電池相比，燃料電池將更小、更輕且可立即充電。用純氫驅動時，燃料電池沒有與汽油相關的環境問題。未來的汽車很有可能會是從燃料電池獲取電力的電動汽車。但是，要使燃料電池成為汽車動力的主流，還必須在降低成本、提高可靠性方面進行更深入的研究。

幾乎所有電動汽車上都裝有另一個電池。這就是每輛汽車都有的普通12伏特鉛酸蓄電池。12伏特電池為諸如大燈、收音機、風扇、電腦、安全氣囊、雨刮器、電動窗和車內儀表提供電力。

電動汽車的充電

任何使用電池的電動汽車，都需要一個充電系統為電池充電。充電系統有兩個目標：

1）盡快將電注入電池；

2）要監視電池，並避免在充電過程中損壞電池。

最先進的充電系統可監控電池電壓、電流和電池溫度，以最有效率地縮短充電時間。充電器在不使電池溫度升高太多的情況下，發送最多的電流。較不複雜的充電器可能僅監視電壓或電流，並對根據電池特性預先設定的參數進行充電。這樣的充電器可能會向電池施加最大電流，直至電池容量的80%，然後將電流切回預設的標準，最終達到100%，以避免電池過熱。

大部分電動汽車都可以使用兩種不同的充電系統。一種系統從普通電源插座接受120伏特或240伏特電源。另一個是由GM／Saturn EV-1開發的Magna-Charge感應充電系統。

普通的家用充電系統具有便利的優勢——在任何可以找到插座的地方都可以充電。缺點是充電時間較長。普通的家用120伏插座通常具有15安培的斷路器，這意味著汽車可以消耗的最大能量約為1,500瓦，即每小時1.5千瓦時。對於12到15千瓦時電池組的電池組，使用這種充電系統替汽車充滿電可能需要10到12個小時。

使用240伏電路（例如電動烘乾機的插座），汽車可以30安培或每小時6.6千瓦時的速度充電，在4到5個小時內為電池組完全充電。

麥格納感應充電系統

麥格納感應充電系統由兩部分組成：安裝在房屋牆壁上的充電站和汽車後備箱中的充電系統。感應充電系統的一個優點是沒有外露的電觸點，沒有觸電的危險。另一個優點是能夠將大量電流快速注入汽車。（下週待續）◇