自動車・乗り物のサンプル問題

Question 1

EVのリチウムイオン電池で急速充電を繰り返すと容量劣化が起きやすいとされます。負極表面に形成される被膜「SEI」とは何の略でしょう？

Accepted Answer

急速充電時の大電流でリチウムイオンが黒鉛負極表面に析出し、被膜（SEI）が厚くなるため。急速充電では大電流が流れることで負極（黒鉛）表面でリチウムイオンの挿入速度が追いつかず、リチウム金属が析出するリチウムデンドライト問題と、SEI（固体電解質界面）被膜の増厚が主要な劣化メカニズムとなる。SEIが厚くなると内部抵抗が上がり、充放電に使えるリチウム量が減少する。正極の金属溶出はMnを含むLMO（マンガン酸リチウム）系では問題になるが、NMCやNCAでは主要因ではなく、急速充電特有の問題でもない。セパレータの収縮は高温による熱暴走の前兆現象として起きるが、急速充電の主要劣化因とは異なる。水分電気分解は密閉系の現代リチウムイオン電池では通常管理内に収まる。

Question 2

電気自動車やハイブリッド車が減速時にエネルギーを回収する「回生ブレーキ」の仕組みとして最も適切なのはどれでしょう？

Accepted Answer

駆動モーターを発電機として働かせ、車の運動エネルギーを電気に変えて蓄える。回生ブレーキは、減速時に駆動用モーターへの電力供給をやめ、車輪に回されるモーターを発電機として働かせて、運動エネルギーを電気に変えてバッテリーへ戻す仕組みです。発電の抵抗がそのまま制動力になるため、摩擦ブレーキが熱として捨てていたエネルギーを再利用でき、電動車の航続距離や燃費を大きく改善します。ただしバッテリーが満充電に近いときや急ブレーキ時には回生だけでは足りず、従来の摩擦ブレーキが協調して働きます。ブレーキパッドの熱を熱電素子で回収する方式は効率が低すぎて実用車には採用されておらず、回生ブレーキの説明ではありません。エンジンを逆回転させることは構造上あり得ず、エンジンブレーキとも別の話です。圧縮空気にためる方式は一部で研究された別のアイデアで、現在の電動車の回生とは異なります。

Question 3

急ブレーキ時にタイヤのロックを防ぎ、操舵を維持させる自動車の安全装置を何というでしょう？

Accepted Answer

ABS（アンチロック・ブレーキ・システム）。ABS（アンチロック・ブレーキ・システム）は急ブレーキ時にタイヤがロック（回転が止まる）しないよう、ブレーキ圧を自動的に細かく調整する装置です。ロックを防ぐことでハンドル操作を維持しながら停止できます。「ESC」はカーブでの横滑りを防ぐ装置で、ブレーキのロック防止とは目的が異なります。「TCS」は発進・加速時に駆動輪が空転しないよう制御する装置で、ブレーキ時ではなくアクセル踏み込み時に働きます。「EBD」は前後・左右のブレーキ力を最適に配分するシステムで、ABSと組み合わせて使われますが単独でロックそのものを防ぐものではありません。

Question 4

「ボーイング」はどの国の航空機メーカーでしょう？

Accepted Answer

アメリカ。ボーイング（Boeing）はアメリカのシアトルを本拠地とする世界最大規模の航空機メーカーの一つです。旅客機ではボーイング737・747・787などが有名です。「フランス」はエアバス（Airbus）の中心的な創設国で、エアバス社の本社はフランスのトゥールーズにあります。「イギリス」「ドイツ」はどちらもエアバスの出資国・製造拠点を持ちますが、ボーイングのお膝元ではありません。世界の民間旅客機市場はボーイング（米）とエアバス（欧州）のほぼ2社独占状態です。

Question 5

日本が開発・運用する準天頂衛星システム「みちびき」について正しいのはどれでしょう？

Accepted Answer

日本上空に長時間滞在する軌道設計により、都市部の高層ビル間や山間部でも受信できる時間が長くなり、測位精度が向上する。準天頂衛星システム「みちびき」は8の字を描くような準天頂軌道（インクライネーション63度の傾斜楕円軌道）と静止軌道の組み合わせで運用され、日本のほぼ真上に常に1機以上が来るよう設計されている。仰角が高い衛星から電波を受信できるため、高仰角以外は電波が届きにくいビル街や山間部でのマスキング（遮蔽）問題が軽減され、受信機会が増えて精度が向上する。電波を使うことはGPSと同様でレーザーは使わない。「静止衛星である」は誤りで、準天頂衛星の名称通り「準」であり楕円軌道と静止軌道の組み合わせ。「衛星数が多く世界中で有効」はGalileo・GLONASS・BeiDouなど他の全球測位システムと比較するべき観点で、みちびきは主に日本・アジア・オセアニア地域を重点カバーするシステム。

Question 6

ガソリンエンジンの自動車で、エンジンを動かすために燃やす燃料はどれですか？

Accepted Answer

ガソリン。ガソリン車のエンジンは「ガソリン」を燃料として使います。軽油（ディーゼル）はトラックやバスなど大型車のエンジンに使われる別の燃料で、ガソリン車に入れるとエンジンが壊れます。灯油は石油ストーブやボイラーに使う家庭用燃料で、自動車には使いません。重油は船の大型エンジンや発電所の燃料として使われます。ガソリンと軽油はどちらも石油から作られますが、精製の方法と引火温度が異なり、エンジンの仕組みも違うため互換性はありません。ガソリンスタンドでは誤給油を防ぐためノズルの色や太さが燃料ごとに決められています。

自動車・乗り物のサンプル問題

関連する分野

自動車・乗り物をもっと解いてみよう