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汽车
题目

25.阅读短文,回答问题:-|||-程式汽车的动力系统主要由动力电池、动力电机和增程器等组成。增程器主要由一个发动机(内燃机)和-|||-发电机组成。在动力电池能量充足的情况下,车辆以"纯电模式"行驶,此时发动机不工作,完全依赖动-|||-力电池进行驱动。当动力电池的电量不足时,车辆以"增程模式"行驶,增程器会启动工作,发动机驱动-|||-发电机产生电能,这些电能一部分直接供给驱动电机使用,另一部分则充入动力电池,以备后续使用。通-|||-过这种方式,使汽车续航距离大大增加,有效地降低人们对新能源汽车的"里程焦虑"。-|||-我国增程式汽车发展处于世界领先水平,某品牌增程式电动汽车动力电池容量为42kW·h,其增程器发动-|||-机在最佳工况下可输出功率为100kW,并以30%的发电效率将化学能转化为电能存储于电池中,动力电机-|||-最大输出功率为270 W,电机电能转化为机械能的效率为90%。在电动机的实际应用中,电机的输入功率-|||-和输出功率之间存在一定的关系,其可以用公式 _(UND)=dfrac ({P)_(UND)}(n) 来表示,其中n为电机的电能转化为机械能的-|||-效率。-|||-(1)增程器工作时,汽油在发动机内燃烧,使汽油的 __ 能转化为 __ 能,再转化为机械-|||-能带动发电机发电;-|||-(2)如图所示,用箭头表示汽车在不同的工作模式下电能的流动方向,其中表示汽车处于"纯电模式"-|||-的是 __ 图,表示汽车处于"增程模式"的是 __ 图;-|||-增程器 动万 增程器 动力 增程器-|||-电机 电池-|||-动力 动力 增程器 中动力 电池 电池 电机 电机-|||-动力 动力 动力-|||-电池 电机-|||-甲 乙 丙 丁-|||-(3)增程式汽车中的增程器主要作用是 __ (填选项);-|||-A.提高车辆的最大速度 B.增加动力电池的充电速度-|||-C.延长电动汽车的续航里程 D.替代动力电池提供动力-|||-(4)上文中所述品牌的增程式汽车,利用增程器在最佳工况下单独给电池充电,则电池从无电状态到充-|||-满电需要约 __ _h。电池充满电后,若电动机以45kW的输出功率行驶,可以在"纯电模式"下持续行-|||-驶 __ h(假设无其他能量损失)。

题目解答

答案

解析

  1. 能量转化:增程器工作时,汽油燃烧释放化学能,转化为内能,再通过机械能驱动发电机发电。
  2. 工作模式判断:纯电模式下,电能仅从电池流向电机;增程模式下,增程器发电同时为电机和电池供电。
  3. 增程器作用:通过发电补充电池电量,延长续航,而非直接替代动力电池或提高速度。
  4. 功率与效率计算:需结合发电效率、电机效率,利用公式 $t = \frac{W}{P}$ 计算时间。

第(1)题

能量转化过程

汽油燃烧时,化学能转化为内能,再通过发动机转化为机械能驱动发电机。

第(2)题

纯电模式(丁图)

  • 电能流动:动力电池 → 动力电机
  • 增程器不工作,仅依赖电池供电。

增程模式(甲图)

  • 电能流动:增程器(发动机+发电机)→ 动力电机 和 动力电池
  • 增程器发电同时为电机和电池供电。

第(3)题

增程器作用分析

  • C选项:增程器通过发电补充电池电量,延长续航里程。
  • 其他选项错误:未直接替代动力电池(D),不直接影响最大速度(A),充电速度由发电功率决定(B)。

第(4)题

充电时间计算

增程器发电功率

  • 发动机输出功率:$100\ \text{kW}$
  • 发电效率:$30\%$
  • 有效发电功率:
    $P_{\text{输入}} = 100\ \text{kW} \times 30\% = 30\ \text{kW}$

充电时间

  • 电池容量:$42\ \text{kW·h}$
  • 充电时间:
    $t = \frac{42\ \text{kW·h}}{30\ \text{kW}} = 1.4\ \text{h}$

续航时间计算

电机输入功率

  • 电机输出功率:$45\ \text{kW}$
  • 电机效率:$90\%$
  • 电机输入功率:
    $P_{\text{输入}} = \frac{45\ \text{kW}}{90\%} = 50\ \text{kW}$

续航时间

  • 电池电量:$42\ \text{kW·h}$
  • 可用时间:
    $t = \frac{42\ \text{kW·h}}{50\ \text{kW}} = 0.84\ \text{h}$

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