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拓展创新
全液冷超充桩
如图18.4-7所示为“全液冷超充桩”,该充电桩最大输出功率可以达到600 kW,最大电流为600 A,号称充电大约“一秒一千米”,一杯咖啡的时间就能满电出发!
全液冷充电枪(含充电输电线缆)作为大功率的充电设备之一,主要利用液冷充电技术。液冷充电枪内部嵌入电缆和液冷管道,高导热系数的冷却液在封闭的管道内循环,快速吸收并传导热量,实现高效散热。与此同时,输电线缆的温度降低,其载流能力得到提高,允许更大的电流通过,从而提升充电功率。
请根据上述材料,回答下列问题。
(1)充电枪给汽车动力电池充电过程中,主要是把电能转化成能。
(2)充电过程中,充电输电线缆发热,它的内能(填“增加”或“减少”),这是通过的方式实现的。
(3)若按宣传,充电桩以最大功率600 kW为电动汽车充电,充电“一秒一千米”,假如每千米路程只需花费0.2元,那么充电桩的计费标准为元/(kW·h)。
(4)某型号电动汽车原来使用普通充电桩时,输出电流为$I_0$,需要5 h充满电;现在使用全液冷超充桩,输出电流为$20I_0$,只需要15 min就可以充满电。若充电输电线缆的电阻相同,则在同样的时间内,电流在现用充电输电线缆上产生的热量是原来的倍。
全液冷超充桩
如图18.4-7所示为“全液冷超充桩”,该充电桩最大输出功率可以达到600 kW,最大电流为600 A,号称充电大约“一秒一千米”,一杯咖啡的时间就能满电出发!
全液冷充电枪(含充电输电线缆)作为大功率的充电设备之一,主要利用液冷充电技术。液冷充电枪内部嵌入电缆和液冷管道,高导热系数的冷却液在封闭的管道内循环,快速吸收并传导热量,实现高效散热。与此同时,输电线缆的温度降低,其载流能力得到提高,允许更大的电流通过,从而提升充电功率。
请根据上述材料,回答下列问题。
(1)充电枪给汽车动力电池充电过程中,主要是把电能转化成能。
(2)充电过程中,充电输电线缆发热,它的内能(填“增加”或“减少”),这是通过的方式实现的。
(3)若按宣传,充电桩以最大功率600 kW为电动汽车充电,充电“一秒一千米”,假如每千米路程只需花费0.2元,那么充电桩的计费标准为元/(kW·h)。
(4)某型号电动汽车原来使用普通充电桩时,输出电流为$I_0$,需要5 h充满电;现在使用全液冷超充桩,输出电流为$20I_0$,只需要15 min就可以充满电。若充电输电线缆的电阻相同,则在同样的时间内,电流在现用充电输电线缆上产生的热量是原来的倍。
答案
(1) $\boldsymbol{化学}$
(2) $\boldsymbol{增加}$；$\boldsymbol{做功}$
(3) $\boldsymbol{1.2}$
(4) $\boldsymbol{400}$
(2) $\boldsymbol{增加}$；$\boldsymbol{做功}$
(3) $\boldsymbol{1.2}$
(4) $\boldsymbol{400}$
解析
解：
(1) 化学
(2) 增加；做功
(3) 1秒内充电桩输出的电能为：
$W = Pt = 600\ \mathrm{kW} × \frac{1}{3600}\ \mathrm{h} = \frac{1}{6}\ \mathrm{kW·h}$
由题意，1秒充电对应行驶1km，每千米花费0.2元，因此计费标准为：
$\frac{0.2\ \mathrm{元}}{\frac{1}{6}\ \mathrm{kW·h}} = 1.2\ \mathrm{元/(kW·h)}$
(4) 根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，当充电输电线缆电阻R、通电时间t均相同时，产生的热量与电流的平方成正比，因此：
$\frac{Q_{\mathrm{现}}}{Q_{\mathrm{原}}} = \frac{(20I_0)^2 R t}{I_0^2 R t} = 400$
(1) 化学
(2) 增加；做功
(3) 1秒内充电桩输出的电能为：
$W = Pt = 600\ \mathrm{kW} × \frac{1}{3600}\ \mathrm{h} = \frac{1}{6}\ \mathrm{kW·h}$
由题意，1秒充电对应行驶1km，每千米花费0.2元，因此计费标准为：
$\frac{0.2\ \mathrm{元}}{\frac{1}{6}\ \mathrm{kW·h}} = 1.2\ \mathrm{元/(kW·h)}$
(4) 根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，当充电输电线缆电阻R、通电时间t均相同时，产生的热量与电流的平方成正比，因此：
$\frac{Q_{\mathrm{现}}}{Q_{\mathrm{原}}} = \frac{(20I_0)^2 R t}{I_0^2 R t} = 400$
