你知道电动汽车是如何运行的吗?从本质上讲,它跟内燃汽车是相同的,只不过连接的是一块巨大的电池。除此之外 ,还有哪些巧妙的设计呢?下面让我们看看,电动汽车是如何工作的。
电动汽车
最早的电动汽车雏形,出现于1834年,这比内燃机的出现还要早几十年时间。当时 。荷兰格罗宁根大学的一位教授,亲手制造出了这辆小型电动汽车。可是它使用的电池,是不可充电的原电池。
电动汽车雏形
内燃机的工作原理,是将燃料和空气进行压缩,在点燃时,会产生微弱的爆炸,这种爆炸力能推动活塞做直线运动,然后再通过机械曲轴,将直线运动转化为旋转运动,这样, 车轮就可以转动起来了。
燃油汽车发动机活塞
而电动汽车发动机,利用的是磁性。我们都知道,磁铁的特性是 ,异性吸引, 同性相斥。有一个有趣的实验,我们拿出两块磁铁,一块固定,另一块则可以做旋转运动,如果两块磁铁之间,彼此最近的两个磁极,具有相同的磁性,那么转轴上的磁铁,将会被排斥开。由于是跟转轴固定,它就可以开始旋转,直到异性相对,两块磁铁又会静止。
磁铁在斥力作用下旋转
不过 ,这个实验只能让磁铁旋转半圈,那这是不是意味着,电动汽车根本走不远呢?当然不是,电动汽车用到的是电磁铁,它的特点是,无论如何旋转,磁性是不会发生变化的。
电磁铁
电磁铁的结构很简单,一般是将铜线 ,缠绕在一块金属上,通电之后 ,这块金属就带上了磁性,随着电流方向的改变,金属的磁性也会发生变化。也就是说,当相同磁极再次相遇时,只需要改变电流方向,电磁铁就会一直旋转下去。
电磁铁旋转示意图
再举个例子,电磁铁就像是这个简单的电路一样,电池通电 ,小灯泡亮起,如果将电池翻转180度,小灯泡依旧会亮起,只是电流方向发生了改变,所以 ,无论电流方向如何改变,电磁强度都是不变的,而变化的只是电磁的磁性。
那么怎么做,才能让电磁铁的磁极磁性,一直处于翻转状态呢?很简单啊 ,就是不断地翻转电池的方向,那怎么操作 ,才能得到这个效果呢?这里我们用到的是逆变器。
电动汽车逆变器
电动车上的逆变器模块,可以从电池中提取直流电,并通过快速开关 ,电路和电容的巧妙组合,将电子以每秒60次的速度来回翻转。那么 ,为什么电吹风里没有逆变器呢?因为它们用的是已经被翻转好的电流,这就是交流电名字的由来。所以 ,逆变器是电动汽车上,不可或缺的重要零件之一。
家庭使用的是交流电
与内燃机相比,电动汽车的动力系统,有许多优势。例如 ,电机产生的动力,本质上已经是被旋转好的,而内燃机的活塞,则需要一个复杂的曲轴,才能将线性运动转变为旋转运动。所以 ,电动汽车的故障率跟维护成本,都要远远低于燃油汽车。
电动汽车
逆变器的另一个优势是,可以通过改变电流的频率和振幅,来调节车辆的速度跟扭矩。但是 ,在内燃发动机中,却没有如此精细的控制装置,这也是燃油汽车,必须要配备昂贵的变速箱的原因之一。
汽车变速器
这里问大家一个问题,为什么马斯克要将自己的电动汽车品牌,命名为“特斯拉”呢?没错,就是为了向发现交流电魔力的尼古拉 特斯拉(nikola tesla)致敬。
尼古拉 特斯拉
你的下一辆车,会是电动汽车吗?
电动汽车
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