汽车可以轻量化,同样电池系统也可以实现轻量化。就笔者在电池系统方面的一些浅薄知识,聊聊如何更安全的实现轻量化。一般电池系统主要由电芯、箱体以及结构件所组成。在电池系统能量密度一定的情况下,电芯的数量是一定的,如果在能够保证电芯安全性不变的前提下,通过增大电芯能量密度和减轻电芯质量是最直接的办法。但电芯的能量密度在短期内是不会有太高的提升,所以只能从箱体和结构件上想办法。
首先,来看箱体。目前大部分采用的材料是高强度的钢、轻金属等。其实像有一些厂家开始采用SMC和AMM这样的复合材料,这两种材料相对铝铸件、钣金件的优势比较明显。在满足同等强度要求下,SMC和AMM材料的密度要比金属轻。有相关数据表明选用AMM,在满足强度前提下,比铸铝降低重量22%,比钢材降低重量64%。但由于AMM相对SMC的基础上进行优化,导热性又要强一些。
其次,塑料太阳能电池非常轻便,能够在许多条件下安装使用。传统太阳能电池非常厚重,并且需要大量金属支撑,安装过程十分麻烦。往往安装一块太阳能电池的成本要高于太阳能电池本身。而新型太阳能电池以太阳能专用料为主要原料,重量大大减轻,这使得许多家庭都能够在自己的房顶上轻松地安置一块太阳能电池板。
据《2013-2019年太阳能电池制造设备行业发展动态与投资前景咨询报告》显示,如果塑料太阳能电池能够投入市场使用,那么未来发电方式将会产生结构性的调整。这种清洁能源不仅仅使人类大量使用太阳能成为可能,而且,也为一些欠发达国家地区带去了许多便利。由于其轻便,发电功率大等特点,一些居住在草屋中的非洲国家人民也能够使用这种电池板。目前,我国与非洲的贸易关系日益紧密,中国也在积极开拓非洲市场,这种新型的太阳能电池也许是未来的一个新投资热点。
其次,结构件比如支架、框架、端板等也可以通过材料改进实现轻量化。目前采用比较多的还是PC/ABS这样的材料,沿用之前的应用习惯是很大的原因。曾将某款PPO材料对比一些PC/ABS、PA材料进行简单的计算。PPO材料,PC/ABS、PA的密度分别为1.08、1.2、1.58 g/cm3,那么在满足性能前提下能比PC/ABS降低重量10%,比PA降低重量32%。
防止聚苯醚PPO材料加工过程中产生变色的措施,通常变色对塑料来说是一种损害,因为它破坏了美马观,对外观色彩不一致,常常给顾客是一种劣质的印象,总之这是与聚合物的降解有关的,在塑料的配料工艺中,不同的塑料使用不同的稳定剂或变色保护剂,
采用羟基酮的助剂择优量为0.5%-5%,过少的量可能不会产生足够的颜色效益,过量可能会浪费并且有渗出,产生气味。
塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而产生的一种内在应力。内应力的本质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立刻恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不均衡构象的实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变平时以位能情势储存在塑料制品中,在合适的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自在的稳固的构象转化,位能改变为动能而开释。
冷却内应力是塑料制品在熔融加工过程中因冷却定型时收缩不均匀而产生的一种内应力。尤其是对厚壁塑料制品,塑料制品的外层首先冷却凝固收缩,其内层可能仍是热熔体,这徉芯层就会限度表层的收缩,导致芯层处于压应力状况,而表层处于拉应力状态。
塑料制品的取向内应力分布为从制品的表层到内层越来越小,并呈抛物线变化。
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PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域。