高考申論題
111年
[汽車工程] 汽車設計
第 一 題
📖 題組：
某單位欲招標一個含齒輪箱與馬達的電動車動力包，根據電動車的性能需求，承辦單位所訂的招標規範為：動力包的輸出功率≧ 320 kW，最大停阻扭力（Stall torque）≧ 20 N-m，最高轉速≧ 800 rpm。共有兩家廠商參與投標：甲廠商以一個 250 kW，最大停阻扭力 10 N-m，最高轉速 1600 rpm 的馬達搭配速比為 2 的齒輪箱參與招標。乙廠商以一個 280 kW，最大停阻扭力 15 N-m，最高轉速 1000 rpm 的馬達搭配一個可換檔的二檔變速箱參與招標，其中一檔的速比為 2，二檔的速比為 1。
某單位欲招標一個含齒輪箱與馬達的電動車動力包，根據電動車的性能需求，承辦單位所訂的招標規範為：動力包的輸出功率≧ 320 kW，最大停阻扭力（Stall torque）≧ 20 N-m，最高轉速≧ 800 rpm。共有兩家廠商參與投標：甲廠商以一個 250 kW，最大停阻扭力 10 N-m，最高轉速 1600 rpm 的馬達搭配速比為 2 的齒輪箱參與招標。乙廠商以一個 280 kW，最大停阻扭力 15 N-m，最高轉速 1000 rpm 的馬達搭配一個可換檔的二檔變速箱參與招標，其中一檔的速比為 2，二檔的速比為 1。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請分別估算各家廠商的規格與招標規範的符合情形。（7 分）
思路引導 VIP
首先釐清「動力包」為馬達與齒輪箱的組合體，計算時需運用齒輪箱基本特性：理想狀態下輸出功率不變，輸出扭力為馬達扭力乘以齒輪比，輸出轉速為馬達轉速除以齒輪比。接著分別計算甲、乙廠商之動力包最終輸出數值，並與招標規範逐一比對判定是否達標。
小題 (二)
為了更符合電動車的使用性能目標，該招標規範可如何改善？（13 分）
思路引導 VIP
解題時應首先檢視原招標規格的『物理合理性』與『電動車特性契合度』。原規格（320kW, 20N-m, 800rpm）在功率公式 P=Tω 下存在嚴重矛盾。接著應從車輛動力學與新能源車底盤工程角度出發，導入峰值/連續額定值區分、系統總成效率圖（Efficiency Map）、功率密度限制，以及針對多檔變速箱設計所衍生之換檔品質規範，建立完整的技術評價體系。