刀片式磷酸铁锂电池
我国新能源汽车电池技术全球领先,目前我国新能源汽车所用电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池。“刀片电池”是我国新一代磷酸铁锂电池的一个名称,如图 13.1 - 11 所示。

刀片电池延续了磷酸铁锂的技术路线,通过改变电芯的形状优化了磷酸铁锂电池的性能。测试结果发现,这款电池在电池的空间利用率、能量密度、电池结构强度、电池轻量化、电池安全性等方面具有更优化的设计。电池的能量密度是指电池平均单位体积或质量所能储存的电能。电池的能量密度一般分质量能量密度和体积能量密度两个维度,其中电池质量能量密度 = $\frac{储存的电能}{质量}$；电池体积能量密度 = $\frac{储存的电能}{体积}$。多片“刀片电池”串联起来就组装成电池组,国内某车型所安装的电池组的相关数据如下表所示。
|满电时储存的电能|76.8 kW·h|
|体积能量密度|442 W·h/dm^3|
|质量能量密度|170 W·h/kg|
|稳定的放电电压|384 V|
|包含“刀片电池”数量|120 片|
请根据上述材料,回答下列问题。
(1)从表中数据可知,单片“刀片电池”稳定的放电电压为V。单片“刀片电池”满电时储存的电能为kW·h。
(2)从表中的数据可知,这个磷酸铁锂电池的平均密度为kg/m^3,这就体现了磷酸铁锂电池在方面比三元锂电池具有更优化的设计。
(3)测试人员对安装了上述电池组的车型进行测试。充满电后,测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶 1 h,电池组的电量减少了 12.5%,已知测试过程中该汽车的能量转化效率为 80%,则此过程该车牵引力做的功为J。

(1) $3.2 V$, $0.64 kW·h$
(2) $2599 kg/m^3$, 电池轻量化
(3) $27648000 J$

(1)
单片“刀片电池”稳定的放电电压：
$384 V ÷ 120 = 3.2 V$
单片“刀片电池”满电时储存的电能：
$76.8 kW·h ÷ 120 = 0.64 kW·h$
(2)
电池组总质量：
$76.8 kW·h ÷ 0.170 kW·h/kg = 451.76 kg$
电池组总体积：
$76.8 kW·h ÷ 0.442 kW·h/dm^3 = 173.76 dm^3 = 0.17376 m^3$
平均密度：
$451.76 kg ÷ 0.17376 m^3 \approx 2599 kg/m^3$
体现更优化设计的方面：
电池轻量化
(3)
电池组减少的电能：
$76.8 kW·h × 12.5\% = 9.6 kW·h = 34560000 J$
汽车能量转化效率为$80\%$，牵引力做的功：
$34560000 J × 80\% = 27648000 J$
最终