汽車用太陽能組件的疊層結(jié)構(gòu)研究

汽車用太陽能組件的疊層結(jié)構(gòu)研究

使用太陽能驅(qū)動汽車，可以減少汽車的燃料消耗，從而減少CO2的排放。在裝有等高容量電池的純電動或混合動力汽車上安裝太陽能組件，可以更好地存儲和利用太陽能。采用傳統(tǒng)的太陽能組件代替汽車金屬車頂會導(dǎo)致整車質(zhì)量和質(zhì)心的變化，不利于汽車設(shè)計(jì)，而采用聚碳酸酯或丙烯酸等塑料板來代替?zhèn)鹘y(tǒng)太陽能組件可以減輕汽車質(zhì)量。分析了塑料太陽能組件的抗沖擊性、熱變形和質(zhì)量。

所提出的太陽能組件疊層結(jié)構(gòu)是結(jié)合覆層和襯底型太陽能模塊，以達(dá)到一種既可靠又輕的新型結(jié)構(gòu)。采用有限元軟件ABAQUS分別對所提出的太陽能組件進(jìn)行抗沖擊性和熱變形模擬計(jì)算。采用落球試驗(yàn)對不同材料組件的剛度和變形進(jìn)行試驗(yàn)測試。熱變形試驗(yàn)表明，厚0.8mm的聚碳酸酯和1.2mm的鋁板抗熱變形性能優(yōu)良。

采用響應(yīng)曲線法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出沖擊電阻率良好、熱變形小、質(zhì)量輕的層狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)分析，太陽能模塊最佳平衡分層結(jié)構(gòu)為：厚0.8mm的聚碳酸酯、厚0.4mm的EVA樹脂、厚0.2mm的單晶硅太陽能電池、厚0.4mm的Himilan ES離聚物和厚1.2mm的鋁合金板。設(shè)計(jì)了車頂式太陽能組件試驗(yàn)臺，進(jìn)行了實(shí)際的冰雹和凍結(jié)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的疊層結(jié)構(gòu)具有良好的性能，可供汽車使用。

Yuki Kudo et al.SAE 2016-01-0351.

編譯：陳若龍