特斯拉Model 3(图片来源:Chloe Albanesius)
随着制造成本下降(在一个新窗口中打开)随着充电基础设施的完善，电动汽车(ev)已经成为一种新兴的汽车更有吸引力这是美国司机避免高昂的汽油价格或减轻压力的最佳选择环境影响天然气汽车。但它们究竟是如何工作的呢?
电动汽车的基础知识
与典型的内燃机(ICE)汽车不同，电动汽车不需要燃烧的燃料产生爆炸燃烧来产生移动所需的能量。相反，它们使用储存在电池组中的电能来驱动与车轮相连的电动机，驱动汽车前进。因此，电动汽车的活动部件比汽油车少，通常需要更少的维护，尽管它们目前的前期成本更高。
有几种不同类型的车辆可以被称为电动汽车光谱的汽车从带有小型补充电池的插电式混合动力汽车到完全电动的电池动力汽车，甚至是氢燃料电池动力汽车。
你现在在路上看到的大多数电动汽车不是丰田普锐斯那样的混合动力汽车就是全电动汽车特斯拉模型3．我们将特别关注纯电动汽车在这里是如何工作的。
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电池背后的科学
每辆电动汽车都有一个由锂离子电池组组成的电池组，这些电池组为从汽车移动到空调运行的所有活动提供所需的电力。你也会听到它被称为牵引电池，它通常位于车辆的底部。
电动汽车电池的充电方式与手机中的锂离子电池基本相同，只是规模大得多。你通过插座或充电站将它连接到电网，它就会吸取能量，直到充满电为止。一辆电动汽车的电池能容纳多少能量取决于它的容量，以千瓦时(kWh)来衡量。这个数字越高，容量越大，一次充电就能开得越远。
并非所有的电动汽车都有相同的电池。聪明的情商(在一个新窗口中打开)例如，梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)车型的电池容量为16.7千瓦时约60英里(在一个新窗口中打开)单次充电的续航里程。的特斯拉S型远程汽车(在一个新窗口中打开)另一方面，它有一块95千瓦时的电池，估计可行驶350英里。电动汽车电池技术在不断发展，所以我们可以在未来几年看到续航里程更长、充电时间更短的汽车进入市场。
与典型的墙上插座不同，电池发出的是直流电。为了产生旋转力，这种能量需要转换成交流电(AC)。这就是电动汽车电机设计的切入点。
电机的设计
电动汽车的电动马达不需要给汽油加压并点燃汽油来移动汽车的轮子。相反，它使用电机内部的电磁铁，由电池供电，产生旋转力。
电机内部有两组磁铁。一组安装在驱动汽车车轮的轴上，另一组安装在轴周围的外壳内。两组磁铁都是带电的，所以它们的极性是相同的，并且它们彼此排斥。磁铁相互之间的推力使轴转动，车轮旋转，推动汽车前进。
为了保持磁铁之间斥力的恒定状态，它们的极性必须随着轴的转动而不断变化。否则，它们最终会旋转回到一个点，在这个点上它们会相互吸引，而不是相互排斥，并将自己锁在原地。交流电源可以自动做到这一点，不断地在正负之间交替。但由于电动汽车的电池是直流电，需要一种叫做逆变器的设备来保持磁铁的极性翻转。
电动汽车的逆变器快速翻转极性，大约每秒60次，以保持旋转力。一个独立的直流变换器(在一个新窗口中打开)用于向其他不需要交流电的车辆系统(加热、信息娱乐和照明)供电。电流发送到电机的频率可以由驱动器改变，频率越高，极性翻转越频繁。这会产生更大的转动力或扭矩，使车轮旋转得更快。
收费的艺术
对于汽油驱动的汽车，你加满油就可以出发了。电动汽车有三个不同的特点充电站等级在美国，从最慢(1级)到最快(3级)。
1级充电器是典型的120伏墙壁插头，在私人家庭中最有用，你可以一夜之间充电。它的速度很慢:充电8小时增加了(在一个新窗口中打开)大约40英里的航程;充满电需要20小时甚至更长时间。
2级电站的功率可达240伏，输出功率从10-25kW不等，充满电大约需要8小时。这使得它们成为在家里或酒店等地点夜间充电的常见解决方案。特斯拉2级站被称为目的地充电器(在一个新窗口中打开)(与增压器)。如果你没有合适的插头，你需要安装一个240伏的插座或家用充电站来给你家里的电动汽车充电。
3级直流快速充电站(DCFC)提供最多的电力;它们可以在30分钟内给电动汽车电池充电80%左右。它们的平均功率为50千瓦，不过也有一些能向电池输送更多能量的产品，比如特斯拉的超级充电器。
有一些争论(在一个新窗口中打开)一直使用三级快速充电站是否会对电动汽车的电池产生有害影响。陪审团仍然(在一个新窗口中打开)在那一个;现在，你可能应该根据你住的地方和你能负担得起的价格，选择对你最有意义的东西。
大多数电动汽车都配有一根电源线，可以插入1级和2级充电站，这是你会发现的两种最常见的充电级别。特斯拉还配有一个适配器，可以在非特斯拉站点使用(移动充电器可以不再捆绑)．大多数公共充电站将有一组连接端口提供2级和3级电力。
许多电动汽车司机不会一次性耗尽电池并将其充满，而是会在车辆全天停放时(工作、办事或在健身房)给电池充满电。这可以防止电池在一天中损失太多电量，也意味着给车辆充电或坐在充电站的时间更少。
电动汽车还配备了再生制动系统，该系统可以利用汽车停止时产生的动能，并将其中一些动能输送回电池组，以电能的形式储存起来。这不会完全给你的电动汽车充电，但可以使它在适当的情况下更有效。
电动汽车充电后能跑多远?
电动汽车最常见的担忧是里程焦虑。电动汽车充电后的里程能和汽油车加满油后的里程一样吗?答案是:视情况而定。
在写这篇文章的时候，平均EV范围是200 - 250英里(在一个新窗口中打开)这是根据电动汽车数据库汇总的数据得出的。但范围的上下限差异很大，从50英里到300多英里(清醒空气)承诺(在一个新窗口中打开)500多英里)。多个变量会影响这一范围，无论是在车辆的瞬间还是整个生命周期内。
电动车电池的尺寸是影响续航里程的最重要因素之一。但无论电动汽车的容量如何，持续高速公路行驶、频繁快速加速、过度使用快速充电、极端天气和随着时间的推移自然老化都会降低电动汽车的续航里程。
现代电动汽车与汽油汽车相当具有竞争力，而且每年的竞争都在加剧。电动汽车的平均行驶里程已经可以与一辆汽油车相媲美，而且在许多地区充电基础设施足够丰富，因此电动汽车正成为寻找低排放汽车的司机的可行选择。电动汽车还有一些问题需要解决，它们本身并不能把我们从气候变化中拯救出来，但它们可以成为一个更大的全面运动的一部分，以重新思考交通运输和建立更绿色的替代方案。
一周开特斯拉1000英里
