現(xiàn)在,新能源汽車越來越普及,每輛新能源汽車里都裝有一塊大大的電池。安奇奇看科普資料時發(fā)現(xiàn),這些大塊的電池都是由若干個小電池組成的,有些小電池是方形的,有些小電池是圓柱的。小酷龍告訴他,新能源汽車的電池里還有很多數(shù)學知識呢!
看點1 汽車電池的形狀
電池技術是新能源汽車最核心的技術之一,按照電池的形狀,可以分為圓柱、方形、軟包3種形式。3種電池各有優(yōu)缺點,其中軟包電池的缺點最多,市場占有率非常低,不超過3%。所以,我們來著重說一說圓柱電池和方形電池。
看點2 電池對空間的利用率
對新能源汽車,電池的容量非常重要,電池越大,新能源汽車的續(xù)航越久。而一輛車的電池倉是有限的,因此,對車企來說,他們就想在電池倉里塞進更多的電池,進一步提高汽車的續(xù)航能力,從而吸引更多的購買者。
那么,圓柱電池和方形電池,到底哪一種電池能在有限的空間里塞入更多個呢?我們以特斯拉汽車使用的4680圓柱電池和世界上最大的汽車電池制造商寧德時代的方形電池為例,來看看在忽略高度的情況下,一個同樣的方形電池倉里,最多可以塞下多少個電池。4680圓柱電池的直徑為46毫米,寧德時代的方形電池長為181毫米、寬為36毫米 。
然后,把這兩種電池放入一個50厘米×50厘米的正方形中,放的時候,將圓柱電池緊密排列,每個方形電池之間相隔5毫米用于散熱。放完之后,正方形呈下圖格局。
最后,再數(shù)一數(shù)兩個正方形里的電池數(shù)量。數(shù)完后發(fā)現(xiàn),圓柱電池有115個,方形電池有30個,這樣我們就可以算出電池占用的面積占正方形總面積的百分比:
根據(jù)計算可以看出,方形電池對空間的使用率更高。當然,這樣的估算是很粗略的,在實際情況中,工程師會根據(jù)車輛的大小來設計電池倉的空間,使得空間的利用率達到最大。但不論怎么設計,方形電池對空間的利用率都比圓柱電池更高。因此,近年來,方形電池越來越普及,2023年,超過70%的新能源汽車都使用了方形電池。
課堂內(nèi)外·小學版(智慧數(shù)學)2024年3期