Question

9．K9純電動客車是比亞迪在新能源、新動力、新概念領(lǐng)域又一出色力作．車載動力為公司自主生產(chǎn)的鐵電池，行駛過程中完全無污染，同時(shí)其含的化學(xué)物質(zhì)均可回收，是綠色環(huán)保電池；車頂放置太陽能電池板，在行駛過程中可提供輔助續(xù)航動力：比亞迪純電動大巴K9采用比亞迪自主研發(fā)的鐵電池，充滿電工況下續(xù)航里程達(dá)到300公里．K9整車單體電池電壓540V容量為200Ah（有多個(gè)電池并聯(lián)），總電量達(dá)到324kwh，充電循環(huán)次數(shù)達(dá)到4000次以上．比亞迪在全球多個(gè)城市配置了超級充電站，快充3小時(shí)可充滿，求：
（1）純電動汽車在行駛時(shí)．電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；與傳統(tǒng)燃油汽車相比，純電動汽車車身質(zhì)量更大，功率更小，但百公里加速時(shí)間卻相近，這說明純電動汽車能源利用率高；
（2）為了達(dá)到設(shè)計(jì)的總電量需要幾個(gè)單體電池？快充時(shí)需要的電流是多少？
（3）電動客車的能量轉(zhuǎn)換效率可以高達(dá)90%，則該車勻速運(yùn)行的牽引力是多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電動汽車的構(gòu)造原理可知：它是利用電能來得到動力的；
利用能源過程中得到的有用能量與能源總量之比是能源的利用率；
（2）已知單體電池電壓、容量及總電量，可以得到需要的單體電池?cái)?shù)量；已知總電量、充電時(shí)間和電壓，可以得到快充電流；
（3）已知電池總電量和轉(zhuǎn)化效率，可以得到電動客車獲得的有用功；已知有用功和吸收距離，可以得到牽引力．

解答 解：
（1）電動汽車是利用電能來得到動力的；所以行駛時(shí)，將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
傳統(tǒng)燃油汽車和純電動汽車，百公里加速時(shí)間相近，說明兩車在相同的時(shí)間內(nèi)，達(dá)到相同的速度效果，但純電動汽車車身質(zhì)量更大，得到的動能多，由于功率更小，所消耗的電能很少，這說明純電動汽車能源利用率高；
（2）單體電池的電量為W₀=UQ=UIt=540V×200A×3600s=3.888×10⁸J；
電池總電量為W=324kW•h=1.1664×10⁹J，
電池的數(shù)量為n=$\frac{W}{{W}_{0}}$=3；
因?yàn)閃=UIt，
所以快充時(shí)的電流為I=$\frac{W}{Ut}$=$\frac{1.1664×1{0}^{9}J}{540V×3×3600s}$=200A；
（3）因?yàn)棣?$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$，
所以電動客車獲得的有用功為W_有用=η•W=90%×1.1664×10⁹J=1.04976×10⁹J，
因?yàn)閃=Fs，
所以電動客車勻速行駛時(shí)的牽引力為F=$\frac{{W}_{有用}}{s}$=$\frac{1.04976×1{0}^{9}J}{3×1{0}^{5}m}$=3499.2N．
答：（1）機(jī)械能；高；
（2）為了達(dá)到設(shè)計(jì)的總電量需要3個(gè)單體電池；快充時(shí)需要的電流是200A；
（3）該車勻速運(yùn)行的牽引力是3499.2N．

點(diǎn)評 本題考查純電動汽車的工作原理及有關(guān)計(jì)算，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．