電動汽車總是出現在各類新聞中。人們對電動汽車的興趣不減，有以下幾個原因：
電動汽車產生的汙染比汽油動力車要少，因此從環保方面考慮，電動汽車是汽油動力車的一種合適的替代方案（特別是在城市中）。
任何有關混合動力車的新聞報導通常也會談論到電動汽車。
由燃料電池提供動力的車是電動汽車，而燃料電池現已在新聞中受到了廣泛的關注。
在本文中，您將通過廠商生產和自己動手改造兩個方面了解電動汽車。您還將了解乙個針對初中和高中學生的創新計畫，該計畫讓各個學生團隊來製作電動汽車並進行比賽。
電動汽車是一種由電動馬達而不是汽油發動機提供動力的汽車。消聲器、催化轉化器、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。
汽油發動機及其油管、排氣管、冷卻管和進氣歧管看起來就像乙個管道工程。 而電動汽車完全是乙個佈線工程。
為了對電動汽車的一般工作原理有個認識，先讓我們看一下典型的電動汽車，以了解其構造。下面顯示的是供我們本次討論的電動汽車：
這輛電動汽車是從一輛普通的1994 geo pri**汽油動力車改裝過來的。以下是將該汽車變成一輛電動汽車所做的改裝：
將汽油發動機連同
將離合器總成拆下。現有手動變速器保留在原位，並固定在二擋。
通過乙個固定板使用螺栓將新的交流電動馬達固定到變速器上。
增裝乙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，可以產成300伏的直流電）。
為以前從發動機獲取動力的各個裝置增裝電動馬達來提供動力：水幫浦、動力轉向幫浦和空調。
為動力制動器增裝真空幫浦（在汽車裝有發動機的情況下，動力制動器會使用發動機真空）。
手動變速器的換擋桿用乙個偽裝成自動變速器換擋杆的開關替換，以控制前進和倒退。
增裝了乙個小的電熱水器以提供熱能。
增裝了充電器，以便能夠對蓄電池進行充電。實際上，這輛獨特的汽車具有兩套充電系統：一套系統連線通常的120或240伏的壁裝電源插座，另一套系統連線magna-charge感應充電板。
燃油表替換成了電壓表。
汽車的任何其他裝置保持不變。當您進入汽車後，將車鑰匙插入點火裝置中，並將其旋轉到「on」位置，即可發動汽車。將換擋杆推入到「d」（行進）位置，踩下加速踏板即可開動汽車。
汽車的表現和普通的汽油車很相似。以下是一些有趣的統計資料：
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公里之後，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在的電費約為8美分/千瓦時（如果您採用分時段計帳方式並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（如果採用分時段計帳方式，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（如果採用分時段計帳方式）。
如果汽油的**為0.26美元/公升，並且汽車使用1公升汽油可以行駛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，對於許多人來說，80公里的行駛範圍也不具有侷限性，城市或郊區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乙個薄弱環節。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。現在，您就知道為什麼燃料電池如此讓人興奮了——燃料電池解決了蓄電池問題。有關燃料電池的更多詳細資訊將在本文後面的內容中討論。
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
蓄電池控制器從蓄電池獲取電力並將其傳送給馬達。油門踏板與一對電位計（可變電阻器）相連，這些電位計會發出訊號以告知控制器其認為可能傳送的電力。控制器可以不傳送電力（當停止汽車時）、傳送全部電力（當駕駛員將油門踏板踩到底時）或介於這二者之間的任何電力級別。
當您開啟發動機罩時，首先映入眼簾的就是控制器，如下圖所示：
在這輛汽車中，控制器將從電池組獲取300伏的直流電。它會將獲取的直流電轉換為最多240伏的交流電（三相）以傳送給馬達。控制器通過使用非常大的電晶體來做到這一點，電晶體可以快速開啟或關閉蓄電池電壓以生成正弦波。
當您踩下油門踏板時，踏板的纜線會連線到這兩個電位計：
來自電位計的訊號將告知控制器向電動汽車的馬達傳送的電力數。為了安全起見，電動汽車中安裝了兩個電位計。控制器將讀取這兩個電位計並確保二者的訊號相同。
如果二者的訊號不同，則控制器不會執行。這樣安排是為了預防乙個電位計在全滿位置失效的情況發生。
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，並用串聯的方式連線在一起以產生144伏的電壓。控制器將接收144伏的直流電，並通過可控方式將其傳送給馬達。
最簡單的直流控制器應是通過電線連線油門踏板的大的閉合開關。當您踩下油門踏板時，此開關將開啟；而當您鬆開油門踏板時，此開關將關閉。作為一名駕駛員，為了保持給定的車速，您必須踩下和鬆開油門以脈衝的方式開啟和關閉馬達。
顯然，雖然這種開關方法可行，但是對於駕駛來說是痛苦的，因此控制器將為您調製脈衝。控制器會從電位計讀取油門踏板的設定並相應地調整電力。讓我們來談論一下將油門踩下一半的情況。
控制器會從電位計讀取到此設定，並快速開啟和關閉供給馬達的電力，以便馬達一半時間處於開啟狀態，另一半時間處於關閉狀態。如果您將油門踏板踩下四分之一，則控制器會使電力脈衝輸出，以便馬達在25%的時間處於開啟狀態，75%的時間處於關閉狀態。
大多數控制器脈衝輸出電力的頻率超過15,000次/秒，目的在於使脈動保持在人類聽覺的範圍之外。脈衝電流會導致馬達外殼按該頻率振動，因此當脈衝頻率高於15,000次/秒時，控制器和馬達對於人的耳朵來說是無聲的。
在交流控制器中，這項工作會更複雜一點，但思路是一樣。控制器會生成三段偽正弦波，並通過從蓄電池獲取直流電壓，然後以脈衝方式開啟和關閉此電壓來做到這一點。在交流控制器中，還需要每秒將電壓的極性反轉60次。
因此，實際上您需要在交流控制器中使用六組電晶體，而只需在直流控制器中使用一組電晶體。在交流控制器中，對於每一相，您需要一組電晶體來脈衝輸出電壓，並需要另一組電晶體來反轉極性。由於您對三相要重複三次操作，因此共需要六組電晶體。
電動汽車中使用的大多數直流控制器來自電力叉車行業。上圖所示的hughes交流控制器與gm/saturn ev-1電動汽車中使用的交流控制器型別相同。該控制器最多可以向馬達傳送50,000瓦電力。
電動汽車可以使用交流馬達或直流馬達：
如果馬達是直流馬達，則可以在96和192伏之間的任何電壓下執行。電動汽車中使用的許多直流馬達來自於電動叉車行業。
如果馬達是交流馬達，則可能是在240伏交流電（由300伏的電池組提供）下執行的三相交流馬達。
安裝直流馬達將更加簡單且花費更低。典型的馬達功率介於20,000瓦到30,000瓦之間。典型的控制器的功率介於40,000瓦到60,000瓦之間（例如，96伏的控制器最大可以傳送400或600安的電流）。
直流馬達具有在短時間內過度使用的良好特性（最大係數為10:1）。也就是說，功率為20,000瓦的馬達將可以在短時間內接收100,000瓦的功率，並傳送其額定功率5倍的功率。
這對於突然加速很有用。唯一的限制是馬達內的熱量聚積。過度使用馬達會導致馬達不斷公升溫，導致燒毀。
交流電安裝允許使用幾乎所有工業三相交流馬達，從而使您可以更容易地查詢具有特定尺寸、形狀或額定功率的馬達。交流馬達和控制器通常具有再生功能。在制動過程中，馬達會變成乙個發電機並將電力傳送回蓄電池。
就當今而言，蓄電池是所有電動汽車中的乙個薄弱環節。對於當前鉛酸蓄電池技術，至少存在六個明顯的問題：
重量大（乙個典型的鉛酸蓄電池組的重量不低於454千克）。
體積大（我們在此檢視的電動汽車具有50個鉛酸蓄電池，每個鉛酸蓄電池的尺寸約為15cm x 20cm x 15cm）。
容量有限（典型的鉛酸蓄電池組可以容納12到15千瓦時的電量，僅可以供電動汽車行駛75公里左右）。
充電速度慢（要將典型的鉛酸蓄電池組充滿，需要的充電時間介於4到10小時之間，具體取決於蓄電池技術和充電器）。
使用壽命短（三到四年，大約200個完全充電/放電週期）。
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