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高考申論題 113年 [航空器維修] 航空器電氣系統

第 一 題

📖 題組:
二、(一)比較鎳鎘電池(Ni-Cd Battery)與鋰離子電池(Li-ion Battery)之特性與優缺點?(20 分) (二)以 24 V/23 Ah 的電池為例,若先將電池放電至容量為零,再以 0.5 C 的電流充電,試問充電時其充電電流為多少 A?(5 分) (三)電池充飽電需要多久時間?(5 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

比較鎳鎘電池(Ni-Cd Battery)與鋰離子電池(Li-ion Battery)之特性與優缺點?(20 分)

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看到此題,應先聯想這兩種電池在航空器上的應用演進:鎳鎘電池為傳統航空備用及APU啟動的主力,而鋰離子電池則是現代飛機(如B787)追求輕量化的新寵。作答時,建議從能量密度、放電特性、記憶效應、環境適應性及安全性(如熱失控與BMS需求)等五個維度進行比較,並列出表格以利閱卷者快速抓取重點給分。

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【破題】 鎳鎘電池(Ni-Cd)為傳統航空器之標準配備,以其高可靠度與大電流放電能力著稱;而鋰離子電池(Li-ion)則為新一代航空器(如波音787、A350)為達輕量化所採用之新型儲能設備。兩者在特性與安全管理規範上差異顯著。 【論述】

小題 (二)

以 24 V/23 Ah 的電池為例,若先將電池放電至容量為零,再以 0.5 C 的電流充電,試問充電時其充電電流為多少 A?(5 分)

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看到此題應立刻聯想到電池工程中「充放電倍率(C-rate)」的定義。C-rate 是指相對於電池額定容量的充放電電流大小,計算公式為「倍率數值 × 電池容量(Ah)」。題目中給定的電壓 24V 對於計算充電電流為干擾資訊,直接將 0.5 乘上容量 23 Ah 即可迅速得出答案。

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【解題關鍵】電池充放電電流計算公式:充電電流 $I = \text{C-rate} \times \text{Capacity (Ah)}$。 【解答】 計算:

小題 (三)

電池充飽電需要多久時間?(5 分)

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本題測驗 C-rate(充放電倍率)與時間的倒數關係。直接利用物理公式「充電時間 = 電池容量(Ah) ÷ 充電電流(A)」或「1 ÷ C-rate」即可求得理論充電時間,並可適度補充實務上的充電損耗觀念以展現專業度。

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【解題關鍵】利用充放電倍率(C-rate)定義或電池容量與電流之關係式推導理論充電時間。 【解答】 計算:

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