8.1 电动汽车与汽油动力车的区别

汽油动力车和电动汽车EV:Electric Vehicle)的区别究竟在哪里呢?

首先,电动汽车是由电而不是发动机驱动的,因此几乎没有与发动机相关的零件。在电动汽车中,不需要发动机、变速器、汽油罐、燃料管道、燃料泵、燃料喷射装置、点火装置(火花塞)、进排气管、汽车尾气净化器以及消除废气噪音的消音器等零件。

代替它们的是一些电气元件,具体来说就是用电产生旋转力的电动机、储存电的蓄电池、用于控制的变频器和充电器等零件(图8.1)。

电动汽车的构成

图8.1 电动汽车的构成
※由蓄电池、电动机、变频器等零件构成。

我们已经了解到电动汽车的零件是很少的,并且,电动汽车还运用了在汽油动力车中无法想象的创造性成果。例如,在电动汽车中通常使用一个电动机代替发动机,但也可以在左右驱动轮上各安装一个电动机,或者给四个轮子都装上电动机。而汽油动力车是用一个动力(发动机)产生旋转力,利用其旋转力驱动后轮或前轮。这样一来,借助整个车身上的装置搭载方式以及配置和行驶的方式,与汽油动力车相比,电动汽车的自由度更高。并且,由于各个电动机都能自行调整转速,因此电动汽车就不需要配备汽油动力车必备的差速器。

虽然电动汽车和汽油动力车同为汽车,但电动汽车能够让人们从全新的角度重新看待汽车。其中就包含了电动汽车的独特性,这一点我将在本章的后半部分讲解。下面我们先来看一下电动汽车从静止到发动时的状态。

无论是电动汽车还是汽油动力车,驾驶员最初的操作都是一样的。即坐在驾驶座上转动点火钥匙,或者按下启动按钮。

但接下来的操作两者就有所不同了。在汽油动力车中,发动机启动后随即开始空转。而在电动汽车中,即使按下了按钮,也只是在仪表盘上显示出“READY”,电动机却仍处于静止状态。此时,电动汽车与按下按钮前的状态没有任何区别,电动机仍未开始工作,也不会像汽油动力车一样开始空转。

即使按下了按钮也与未按之前状态相同,发动机既没有声音也没有振动,汽车仍然处于静止状态,初次见到这种场面的人可能会感到有些不快,初次驾驶电动汽车的人甚至会陷入恐慌,这都是因为不了解汽车的驾驶方法。或许您会觉得我说的有些夸张,但事实上在试乘电动汽车时也时常会遇到这种情况。

由电和发动机共同驱动的混合动力汽车也是如此。在混合动力汽车中,汽车停止时发动机也停止了空转,因此即使转动了点火钥匙,汽车仍然会处于静止状态。由于很多驾驶员会感到困惑,因此丰田在最早销售普锐斯1时会解释到“发动机不启动并意味着出现故障”。但也有的混合动力汽车在转动了点火钥匙后发动机会开始空转,这一般出现在电池的电量较少或者需要启动空调的动力时。通常情况下在混合动力汽车中,即使做好了行驶准备发动机也不会启动。

1 Prius,是丰田汽车公司的一款混合动力汽车,2006年1月在中国上市。油耗低,适合城市使用,环保性能好。——译者注

此外,燃料电池汽车作为电动汽车的好伙伴,即使接入了主电源并做好了行驶准备,也会处于静止状态。它与电动汽车一样,也是依靠电动机驱动的。

接下来我们再回到电动汽车的发动上。

在确认仪表盘上显示了“READY”之后,驾驶电动汽车的驾驶员就可以像驾驶汽油动力车时一样,将变速杆从P(停车档)拨动至D(前进档)。随后踩下加速踏板,电动汽车就发动了。下面我们就来详细看一下电动汽车从静止到发动的一系列动作(图8.2)。

汽油动力车和电动汽车(EV)的不同

图8.2 汽油动力车和电动汽车(EV)的不同
※从踩下加速踏板到轮胎开始转动。电动汽车将电流从变频器输送到电动机,从而产生旋转力。

当驾驶员踩下加速踏板时,安装在踏板上的传感器就会检测到踏板的移动量。传感器将移动量的数据传递到电脑,电脑向变频器发出指示。随后,变频器根据电脑发出的指示,决定要将多少蓄电池发出的电传递到电动机。轻轻踩下加速踏板时只有少量的电通入电动机,而用力踩下加速踏板时就会有大量的电通入电动机。

电动机根据蓄电池送来的电量加减转速,随后旋转力被传递到轮胎驱动汽车。再稍稍踩下加速踏板时,电量就会增加,电动机的转速也会逐渐提高,从而加快汽车的行驶速度。

而汽油动力车的顺序如下:当驾驶员踩下加速踏板时,与发动机的气缸相连的吸气管上的油门就会开启,使得空气流入其中。在此过程中汽油作为燃料被喷射出来,空气和汽油的混合气体进入到气缸中。接着,活塞压缩混合气体并用火花塞引燃,混合气体开始燃烧。极速燃烧推动活塞下压,促使发动机产生驱动力驱动汽车前进并加速。同样是踩下加速踏板,汽油动力车是通过这一动作增加空气量,而电动汽车则是增加通入电动机的电量。

电动汽车依靠加减电功率发动和加速。电功率是用瓦特(W)表示的值,等于电压(V:伏特)与电流(A:安培)的乘积。如果在电功率相同的情况下提高电压,电流就会减小,电阻也随之减小,这样就能高效地输送电流。因为发动沉重的电动汽车需要很大的力,所以在汽车发动时需要提高电压。虽说如此,但也不能无限度地提高电压,因此随后就要在调整电压和电流的同时调整电功率,使电动汽车达到最高效的行驶状态。在驱动电动汽车行驶的技术中,电功率的控制起着关键性的作用。并且它在减速时也会发挥作用,这也是我会在之后讲到的再生功能。

以上就是电动汽车从静止直至发动的一系列动作的概述。接下来我将详细解释电动汽车特有零件——变频器、电动机、蓄电池等——的结构和功能。

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