ダインペン

監修:大道産業株式会社

ダインペンとは

ダインペンとは、物体の表面のぬれ特性 (表面張力、ダインレベル) を簡易的に図るためのペンです。

テンションチェッカー、ぬれ性チェックペンと呼ばれる場合もあります。ダインレベルとは、物体表面の接着性を表す指標です。ダインペンを用いることにより、インク、ニス、プライマーなどがプラスチックや金属などの素材表面にどれだけ接着するかを測ることができます。蛍光ペンのように手軽に塗って確認できることが特徴です。

ダインペンの使用用途

1. 概要

ダインペンは、様々な物質の表面張力やぬれ特性を測定したり、表面エネルギーの値を測定するために使用されます。主な用途例は下記の通りです。特に、印刷・塗装・接着が必要となる産業分野で多く使用されます。

  • プラスチックやその他の無孔質基材の表面張力の測定
  • 印刷前の印刷対象物の表面状態 (印刷適性) の確認
  • 光洗浄など各種洗浄後の対象物の状態の確認
  • プラズマ表面処理をはじめとする、表面改質後の素材表面の接着性、親和性の確認 (PE・PP・プラスチックフィルムなど)
  • 金属加工部品の脱脂洗浄後の油分残渣テスト

これらが行われる主な分野には下記のようなものがあります。

  • 自動車内外装部品
  • 電子機器・電子部品
  • 樹脂製品・セラミック製品
  • 鉄鋼・非鉄金属等の製造部門・研究開発部門
  • 各種印刷 (グラビア印刷、オフセット印刷、UV印刷、スクリーン印刷、パッド印刷、インクジェットプリンタ)
  • ドライラミネーター、押し出しラミネーター
  • インフレーションフィルム、Tダイフィルムシート、延伸フィルム
  • コーティング

ダインペンの原理

1. 濡れ性とは

濡れ性とは、液体と固体表面の親和性です。液体が固体表面上で分子間力の作用によって均一に広がる現象を「濡れ性が高い」と評価します。

濡れ性には表面張力が関係しており、主に液体と固体の表面エネルギーによって決まります。液体が固体表面上で広がるための条件は、液体の表面エネルギーが固体の表面エネルギーより小さいことです。すなわち、固体の表面エネルギーは高ければ高いほど濡れ性が高くなります。表面エネルギーはダイン数と呼ばれる場合もあり、その単位は、SI単位系でmN/m (ミリニュートン毎メートル) 、CGS単位系でdyn/cm (ダイン毎センチメートル) が使用されています。

このような指標である濡れ性は、インクやのり・ニスなどが、プラスチックや金属の表面にどれだけ接着するかを測ることに用いられます。

2. ダインペンによる濡れ性の測定の方法

ダインペンは、測定するダイン数ごとにペンが用意されており、離散的にダイン数を測定することができます。使い方の概要は下記の通りです。

  1. 希望するダイン数のテストペンでテストする素材表面を塗布します。
  2. 塗布後、約2〜4秒後の液膜の状態で適正を判断します。液膜に破れや収縮が起きていなければ塗れているため、更に高いダイン数のインクで順次テストし、判定します。逆に液膜に破れや収縮が起きているときは低いダイン数のインクで順次テストし判定します。 
  3. 2を繰り返し、液膜に破れや収縮が起きなかった最も高いダイン数が素材表面のダイン数となります。

3. ダインペンの成分

ダインペンの成分としては、ホルムアミドが用いられることが多いです。一方で、非毒性・非刺激性の観点からホルムアミドを含まないダインペンも販売されています。

ダインペンの種類

ダインペンは、異なるダイン数のペンが4本〜8本前後のセットで販売されていることが一般的です。30番台や40番台のダイン数のペンが最も汎用されますが、50番台や60、70も販売されています。

インクカラーは、赤、青、緑などがあり、通常の容量 (50mLなど) のペンタイプの他、使い切りの少量タイプ (10mLなど) もあります。ホルムアミドなどを含まない非毒性・非刺激性の製品もありますが、キシレンやホルムアミドなどの有機化合物を含むものでは製品安全データシート (SDS) を確認することが必要です。

本記事はダインペンを製造・販売する大道産業株式会社様に監修を頂きました。

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OPP袋

OPP袋とは

OPP袋とは、ポリプロピレンを原料として作られた袋です。

OPPはOriented Polypropylene (オリエンテッドポリプロピレン) の略です。ポリプロピレンを引っ張りながら加熱するなどの方法で、分子が特定の方向に整列するように調整されています。これにより、高い透明性や強度または耐久性を有することが特徴です。

上記特性の通り透明性が高いため、袋に入れつつ中の商品を見せることが可能です。小売業界で商品の見栄えを向上させ、購買意欲を高めるのに役立ちます。また、耐久性が高く、外部からのダメージから商品を保護することができるため、脆弱な商品や食品の包装に有利です。

比較的低コストで製造されるため、大量生産や大量注文に適しています。ジッパー付き袋やフラット袋など、様々なスタイルで販売されています。

OPP袋の使用用途

OPP袋は様々な用途で使用されます。以下はその主な例です。

1. 食品

菓子類またはドライフルーツなどの包装に広く使用されます。透明性が高く、商品の見た目を美しく保ちながら、新鮮さを保つことが可能です。一般的に熱密封されているため、食品が外部の空気や湿気から保護する役割も果たします。

2. 化粧品

化粧品やチューブなどを包装し、保護するために使用されます。特にクリームやローション、シャンプーなどの液体製品に適しています。透明なOPP袋を使用することで、商品のカラーやデザインを見せつつ、外部からの汚れや損傷から保護することが可能です。

3. 書籍・チラシ

本やノートあるいは筆記具などの文房具を包装し、保護するために使用されます。特に書店や文房具店での陳列・保管時に使用されることが多いです。OPP袋は透明性が高いため、製品を保護しながらも内容を見せることができます。

また、チラシなどの広告物を包装するためにも使用されます。大量配布される広告物を保護し、配布時や受け取り時に品質を維持するために役立ちます。 OPP袋は一般的に水に対して耐性があるため、印刷物を水から保護することも可能です。

OPP袋の原理

OPP袋はポリプロピレンフィルムから作られた袋です。通常は透明なフィルムですが、必要に応じて色付けされることもあります。

OPPフィルムはポリプロピレン樹脂を熱で溶かし、圧延して製造される仕組みです。この過程でフィルムは一定の方向に引き伸ばされ、分子が整列します。これにより、フィルムは強度が向上し、特定の方向に透明性が高くなります。

OPPフィルムは熱収縮性を有します。これは、フィルムに熱を加えることで収縮し、密閉性が高まる特性です。この性質は、熱密封された袋を作る際に利用することが可能です。

耐久性が高く、環境にやさしい包装材料として知られています。また、印刷が可能であり、ブランドのロゴや製品情報を印字することができます。一般的に薄いですが、厚みは使用する製品や目的によって異なります。

OPP袋の選び方

OPP袋を選ぶ際は、以下の選定要素を考慮することが重要です。

1. サイズ

包装する製品のサイズと形状に応じて、適切なサイズのOPP袋を選択する必要があります。製品が適切に収まるように、袋の幅や高さを確認します。また、製品が袋に余裕を持って収まるように、必要に応じて多少大きめのサイズを選択することが重要です。

2. 密封方法

OPP袋の密封方法には熱密封やジッパー密封、粘着テープ密封などがあります。熱密封は一般的に食品や医薬品の包装に適しています。ジッパー密封は製品を再封可能にするために使用され、粘着テープ密封は手軽に開封することが可能です。

3. 色

OPP袋は通常透明ですが、必要に応じて色付きの袋を選択することもできます。色付きの袋は商品の外観を変えたり、プライバシーを確保したりするために使用されます。ただし、一般的には透明な袋が使用され、内容物を保護しつつ可視化する際に有利です。

4. その他

その他には、適合している規格なども確認が必要な場合があります。特に食品の方法に使用する際は、食品衛生法規格基準に適合した製品を選ぶことが必要です。ブランドロゴなどをOPP袋に印字する場合は、当該サービスを提供している会社の製品を選定します。

カードスリーブ

カードスリーブとは

カードスリーブとは、カードを保護するために使用されるプラスチック製の袋です。

カードを傷や汚れから保護する役割を果たします。特に貴重なカードやコレクションアイテムを保護する際に有用です。カードがスリーブに入っていると、日常的な取り扱い時に発生する擦れや破損から保護することが可能です。

また、カードスリーブはカードの長期保存に適しています。スリーブに入れることで、カードが劣化したり変色したりするのを防ぎます。特に高価なカードを長期間保存する場合には、カードスリーブは欠かせないアクセサリーです。

カードスリーブの使用用途

カードスリーブは様々なカードを保護するために使用されます。以下はその一例です。

1. 玩具

トレーディングカードゲームなどにおいて、カードを保護するために使用されます。プレイヤーはデッキ内のカードを保護し、プレイの際にカードの品質を維持するためにスリーブを使います。これにより、貴重なカードを厳重に保護することが可能です。

2. ビジネス

ビジネスにおいては、クレジットカードや身分証明書などの重要なカードを保護するためにもカードスリーブが使用されます。特にRFIDチップを備えたカードの場合、特殊なスリーブを使用することで、不正なスキミングから情報を守ることが可能です。これにより、財産や情報材を他者に盗難されることを防ぎます。

また、名刺やパスカードなどの個人情報を含むカードを保護するためにも、カードスリーブが使用されます。特に再利用可能な素材で作られたスリーブは、環境に配慮した選択肢として好まれることも多いです。

3. 製造業

電子部品や回路基板などの製造プロセスでは、カードスリーブが静電気や粉塵から部品を保護するために使用されます。特に静電気に敏感な部品を取り扱う場合、カードスリーブは部品の安全性を確保するために有利です。製品の表面を保護し、傷や汚れから守る役割も果たします。

カードスリーブの原理

カードスリーブの構造は比較的シンプルですが、効果的にカードを保護する製品です。一般的なカードスリーブはプラスチック製の透明な袋状アクセサリーです。一般的にポリ塩化ビニール (PVC) やポリプロピレン (PP) などの素材で作られますが、他の素材も使用されることがあります。

カードスリーブは、厚みの異なるフィルムで作られています。一般的には薄い透明なプラスチックフィルムで作られており、カードを包む役割を果たします。カードを保護し、傷や汚れから守る仕組みです。

また、カードスリーブの上部または側面には、カードを挿入するための開口部があります。これにより、カードをスリーブに挿入したり取り出したりすることが可能です。一般的には、開口部はカードをしっかりと保持するために、ジッパーや折り返しによって加工されています。

カードスリーブの原理はカードを傷や汚れから守ることです。カードをスリーブに挿入することで、カードの表面が直接的な接触から守られ、長期間の保存や使用に耐えることができます。

カードスリーブの選び方

カードスリーブを選ぶ際は、以下の選定要素を考慮することが重要です。

1. 寸法

カードスリーブの寸法は、カードのサイズに合わせて選ぶ必要があります。一般的なカードは63mm×88mm程度の場合が多いです。カードのサイズを測定し、それに合ったスリーブを選ぶことが重要です。

2. 厚み

カードスリーブの厚みは、保護の程度や取り扱いのしやすさに影響します。一般的にスリーブの厚みはμmで表されます。スリーブが厚いほどカードをより強固に保護しますが、厚みが増すと柔軟性が低下する場合があります。

3. 材質

カードスリーブの材質も重要な要素です。一般的な材質としては、ポリ塩化ビニール (PVC) やポリプロピレン (PP) 、ポリエチレンテレフタレート (PET) などがあります。また、環境に配慮して再利用可能な素材を選ぶこともできます。

デジタルツイン開発

監修:iCAD株式会社

デジタルツイン開発とは

デジタルツイン開発とは、デジタルツインを構築する技術と、そのモデルを活用した開発プロセスを指します。

デジタルツインは、現実空間からIoTを介してデータを収集し、仮想空間上に現実空間と同じ環境をまるで双子=ツインのように再現する技術です。

デジタルツインはメタバースと混同されがちですが、メタバースは現実空間を仮想空間に忠実に再現し一種のコミュニケーションツールとしての活用が主流であるのに対し、デジタルツインは現実空間では難しい高度なシミュレーションツールとして活用されています。

また、従来のシミュレーションは、いくつかの仮説をベースにある時点でのモデルで行われてきましたが、デジタルツインは、実在する現実空間のデータをベースに高いリアルタイム性で高精度なシミュレーションを行うことが特徴です。

デジタルツイン開発の使用用途

デジタルツイン開発は様々な分野で使用されています。以下はその使用用途の一例です。

1. 製造業

デジタルツイン上で試作を行うことにより試作品作成のコストを削減出来、製造・開発コストの予測を可能にします。

製造設備や作業工程などをリアルタイムでデジタルツイン上に再現し、過去の問題事象の分析結果を踏まえたシミュレーションを行うことで、製造リスクを低減させ品質向上に繋げます。

また、人員の稼働や在庫の状況を踏まえた上で、工期や人員配置の最適化も可能です。

2. 建設業

建設現場では、デジタルツインにより工事進捗を可視化出来、施工管理・遠隔管理を可能にしています。建設前には、周辺環境への影響や建設時の安全誘導などの検討をすることも出来ます。

3. 発電分野

発電分野では、デジタルツインを導入することにより、環境に配慮した効率的な運用が可能になります。

風力発電の例では、ポール高さ・ローター直径などの構成要素の組み合わせをデジタルツイン上でシミュレーションし、最も発電効率の良い設計や立地を選ぶことが出来ます。稼働段階では、風力発電所から送信されるデータをデジタルツイン上で処理し、効率的な運用を可能にします。

4. 都市計画・防災

国内の3D都市モデルをデジタルツインとして誰もが利用出来る様、整備が進んでいます。

仮想空間での街歩きや、様々なデータを可視化したスマートな街づくりなどの活用が始まっています。また、災害に関するデータの時系列的な変化を蓄積しデジタルツイン上で再現することにより、効果的な防災対策に活用しようという動きもあります。

デジタルツイン開発の原理

デジタルツイン開発の主要な原理を記載します。

1.IoTでのデータ収集

モノのインターネットと呼ばれるIoT機器を通して現実空間のデータをリアルタイムで収集し、デジタルツインプラットフォームへ送ります。

精度の高い分析・シミュレーションを行う為には、様々な種類の膨大な量のデータを収集することが重要ですが、5G技術によりリアルタイムに膨大なデータ通信を行うことが可能となっています。

2. モデル構築

デジタルツインプラットフォームに収集された様々な関連データを処理することによって、現実空間の環境を仮想空間で再現するモデルを構築します。デジタルツインは、膨大な量のデータをAIに学習させることにより、高精度な分析・シミュレーションを行うことが出来ます。

3. システム構築

デジタルツインプラットフォームは、仮想空間で再現されたモデルの可視化及び効果的に利用するためのソフトウェアなどを搭載し、デジタルツインのシステムとして運用出来るようにします。そして利用目的に応じた様々な条件でンシミュレーションを行うことで、システムを最適化します。

デジタルツイン開発のその他の情報

デジタルツイン開発の導入にあたり、考慮すべき主な点を記載します。

1.導入目的の明確化及びスモールスタート

デジタルツインで高精度の再現を目指すには、それ相応のコストと工数がかかります。

その為、デジタルツインで解決したい課題・目的を明確にした上で、デジタルツインの導入が必要かどうかを判断することが重要です。デジタルツインを導入する際には、費用対効果を考慮しながら必要なデータの種類や求める精度を検討し、小さくスタートすることも大切です。

2. 既存システムとの連携

デジタルツインの導入にあたっては、既存のシステムやアプリケーションなどのデータをデジタルツインのデータへ連携・統合を行うことが必要になります。この作業は技術的に難しいことが多く、デジタルツイン導入前の要検討項目となります。

3. デジタルツイン開発企業の利用

デジタルツイン開発企業は、リサーチ・企画段階から運用に至るまで全体的にサポート可能な企業や、ある特定のデジタルツイン技術に強みを持つ企業など、企業により特色が異なります。

デジタルツイン開発企業を利用する際には、デジタルツインで解決したい課題・目的に合ったサポートをしてくれる企業を選ぶことが必要となります。

本記事はデジタルツイン開発を行うiCAD株式会社様に監修を頂きました。

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アルミ蒸着袋

アルミ蒸着袋とは

アルミ蒸着袋とは、プラスチック製の袋や容器にアルミ蒸着を施した製品です。

アルミ蒸着はアルミニウムの薄い層を袋の内側にコーティングする工程です。真空中でアルミニウムを熱して蒸発させる仕組みです。金属とプラスチックの両方の特性を利用することができるため、さまざまな産業で使用されます。

アルミ蒸着袋は内容物を外部環境から保護することができます。特に食品や医薬品の包装に使用することで、光や湿気などの侵入を防ぎ、製品の鮮度や品質を保つことが可能です。物理的な損傷から内容物を保護することも可能であり、抗菌性や防錆性も高めます。

また、場合によっては高級感やプレミアム感を与えることができます。金属的な光沢や反射性により、製品を引き立てられることもあります。

アルミ蒸着袋の使用用途

アルミ蒸着袋は様々な用途で使用されます。以下はその一例です。

1. 食品包装

アルミ蒸着袋は食品の長期保存や鮮度保持に使用されます。特にコーヒー豆やスナックまたはスパイスなどの乾燥食品や冷凍食品の包装に有用です。光や酸素の侵入を防ぐことで食品の鮮度を維持し、品質を保つのに役立ちます。

2. 医薬品包装

医薬品や医療機器の包装にも広く使用されます。薬品や医療機器は厳重に保護する必要があるため、アルミ蒸着袋はその保護に有効です。特に光や酸素、湿気の影響を受けやすい製品に適しています。

3. 化粧品包装

化粧品や美容製品の包装にもアルミ蒸着袋が使用されます。特に液体やクリーム状の製品は、酸素や湿気から保護することが品質管理の観点から重要です。アルミ蒸着袋は製品の鮮度を保ち、品質を維持するのに役立ちます。

4. 工業製品包装

小さな機械部品や精密機器の包装にアルミ蒸着袋が使用されます。これらの部品は錆びや腐食から保護する必要がありますが、同時に梱包時の摩擦や衝撃からも守る必要があります。アルミ蒸着袋は耐久性と防護性も高いため、これらの包装容器として有利です。

アルミ蒸着袋の原理

アルミ蒸着袋は基本的にはプラスチックフィルムや他のポリマー素材の表面に薄いアルミニウム層を蒸着した製品です。製造工程では、まずはアルミニウムの固体を加熱して蒸発させます。これにより、アルミニウム原子が気化し、真空チャンバー内に拡散します。

その後、十分に洗浄を実施して清潔となったプラスチックフィルムなどの基材を準備し、真空チャンバーに配置します。アルミニウム蒸気が基材表面に到達すると、原子が表面で凝縮し、薄いアルミニウム層が形成します。基材が十分なアルミニウム蒸着を受けるまでプロセスを続行し、所望の膜厚となるまで繰り返す仕組みです。

基材の表面に形成された薄いアルミニウム層は、通常0.1〜0.5μm程度の厚さです。また、内容物を密封するために、熱シールやジッパーなどのシーリング機構を付与します。これにより、内容物を容易に密封して保護することが可能です。

アルミ蒸着袋はこのような製造工程および構造によって、食品や医薬品などの製品を外部環境から保護するために広く使用されます。

アルミ蒸着袋の選び方

アルミ蒸着袋を選ぶ際は、以下の選定要素を考慮することが重要です。

1. 基材材質

基材の材質には、ポリエチレンやポリプロピレンなどが使用されます。ポリエチレンは柔軟性があり、低コストで製造できるため、食品包装や一般工業製品の包装に有利です。ポリプロピレンは耐久性と耐熱温度が高いため、冷凍食品などの包装に適してます。

2. サイズ

袋に詰める予定の内容物に応じて適切な容量を選びます。容量が小さい場合は小さな袋を、大きい場合は大きな袋を選びます。また、合わせて長さや幅などの寸法も適切に選ぶことが重要です。

3. シーリング方法

シーリング方法には熱シールやジッパーなどがあります。熱シールは熱を加えて袋の口を密封する方法であり、信頼性が高く、内容物をしっかりと保護します。ジッパーは開閉が容易で再利用が可能な点が特徴であり、食品や小物の収納に広く利用されます。

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Static ESS Battery Management Systems

What Is a Static ESS Battery Management System?

A static ESS battery management system is a type of Battery Management System (BMS) specifically designed for Energy Storage System (ESS) applications.

An Energy Storage System (ESS) primarily consists of secondary batteries, such as rechargeable batteries, and is designed to store and release electrical energy as needed. Renewable energy sources like solar and wind power are subject to fluctuations due to weather conditions, making it challenging to maintain stable output. To address this, a battery storage system is integrated with renewable energy systems. When sufficient power generation is available, excess energy is stored in the battery system from the generation system, and when power generation is insufficient, the battery system supplements the power, ensuring a stable output supply.

To safely and efficiently manage secondary batteries for energy storage, a Battery Management System (BMS) is utilized. The BMS oversees and controls various aspects of the secondary battery, including protection, charging/discharging, cell balancing, power optimization, and health assessment, ensuring the overall safe and efficient operation of the batteries.

Applications of Static ESS Battery Management Systems

The static ESS battery management system is employed to monitor and control the secondary batteries used in ESS, ensuring the safe and efficient operation of energy storage systems. Proper battery usage also leads to extended battery life.
Common secondary batteries used in ESS include lithium-ion batteries, flow batteries, advanced lead-acid batteries, nickel batteries, among others. Specifically, lithium-ion batteries offer high efficiency and energy density but require precise control due to the risk of hazards such as fire or smoke.

Usage Scenarios

ESS technology is being widely adopted across various sectors, including:

  • Residential (single-family homes, multi-unit residences)
  • Commercial and Industrial (commercial facilities, public facilities, industrial facilities)
  • Backup power for communication base stations, etc.
  • System stability and frequency regulation in power systems
  • Integration with renewable energy power plants

Especially in corporate settings, ESS is utilized as part of efforts to reduce CO2 emissions, promote decarbonization, cut electricity costs, and ensure power resilience during emergencies. Its adoption in residential settings is rapidly growing. Alongside ESS, battery management systems play a crucial role in these applications.

Principle of Static ESS Battery Management Systems

The battery management system used in static ESS comprises dedicated ICs and microcontrollers (for system control and communication assistance) to monitor and control battery status. Specific functions include:

  • Battery protection
  • Charging and discharging control
  • Prevention of overcharging and over-discharging
  • Cell voltage balancing (cell balancing)
  • Power optimization
  • Protection against overvoltage, undervoltage, surge current, reverse current, short circuits, etc.
  • Health assessment

The battery management system can monitor real-time voltage, current, and temperature of cells (individual battery cells within battery modules). If parameters exceed safe limits, it disconnects output terminals to protect against hazards. It also measures battery capacity and uses algorithms to evaluate the state of charge (SOC) and state of health (SOH) of each cell.

Types of Static ESS Battery Management Systems

Various manufacturers offer multiple products of static ESS battery management systems tailored for different battery types used in ESS. It’s common to combine battery protection modules with battery monitoring modules for integrated management systems. Battery protection modules are categorized based on battery voltage, typically ranging from 12-24V, 40-60V, 60-100V, 100-150V, 150-400V, and even up to 1500V for high-voltage applications. Selection depends on equipment and application requirements to ensure compatibility and optimal performance.

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Automotive Battery Management Systems

What Is an Automotive Battery Management System?

An automotive battery management system is a system designed to control the safe operation of on-board lithium-ion batteries installed in vehicles such as electric vehicles (EVs) and hybrid cars.

Generally, systems that manage the safety of secondary batteries such as lithium-ion batteries are referred to as Battery Management Systems (BMS). The automotive battery management system is a specialized system within BMS tailored for on-board vehicle batteries. While lithium-ion batteries offer high efficiency and energy density, they also pose risks such as fire or smoke, necessitating precise control. Using an automotive battery management system enables safe and efficient battery operation.

Applications of Automotive Battery Management Systems

The primary purpose of an automotive battery management system is to control vehicle batteries effectively, enhancing safety and performance. Additionally, it is expected to extend battery life through proper battery usage.

The main vehicles where automotive battery management systems are used include:

  • Hybrid Electric Vehicles (HEVs)
  • Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs)
  • Battery Electric Vehicles (BEVs)
  • Full Hybrid Electric Vehicles (FHEVs)
  • Commercial and Agricultural Vehicles (CAVs)
  • Low-speed Electric Vehicles
  • Electric Two-Wheelers/Three-Wheelers

Principle of Automotive Battery Management Systems

The automotive battery management system monitors and controls the charging and discharging of batteries through electronic control circuits. Specific monitoring parameters include:

  • Voltage
  • Temperature
  • Capacity
  • State of charge
  • Power consumption
  • Remaining operating time
  • Charge cycles

Additionally, one of the roles of the battery management system is to prevent excessive stress on batteries. It includes features to prevent overcharging, over-discharging, and overcurrent in cells (individual battery cells within battery modules), caused by extreme rapid charging or high discharging currents.

Specific Functions

The main functions of an automotive battery management system include:

  • Preventing cell overcharging and over-discharging
  • Preventing excessive cell currents
  • Managing cell temperatures
  • Estimating battery capacity
  • Balancing cell voltages (cell balancing)

The automotive battery management system measures the voltage, current, and temperature of cells (individual battery cells) within battery modules. If any parameter exceeds set limits, it disconnects output terminals to protect against overcharging, over-discharging, or overcurrent situations, thus controlling power supply based on battery capacity.

Furthermore, it balances cell voltages (cell balancing) to ensure that different battery cells within a battery pack maintain similar charge/discharge requirements.

System Components

The automotive battery management system comprises the following components:

  • Voltage detection: Measures battery module and individual cell voltages
  • Monitoring circuit: Monitors cell conditions and performs cell balancing
  • Temperature detection: Measures temperatures of individual cells
  • Control circuit: Controls BMS measurements and balancing operations
  • Current detection: Measures overall unit current
  • Voltage detection: Measures overall unit voltage
  • Junction box: Disconnects in case of anomalies to protect the battery
  • Ground fault detection: Detects unit-wide ground faults

Electronic components used include:

  • Temperature sensors such as NTC thermistors
  • Chip resistors for cell balancing and voltage measurement
  • Control circuits like DC/DC converter circuits
  • Conductive polymer aluminum electrolytic capacitors for noise reduction and smoothing
  • Power inductors for voltage conversion
  • Chip varistors for ESD noise suppression

Types of Automotive Battery Management Systems

Automotive battery management systems vary based on vehicle types such as Hybrid Electric Vehicles (HEVs), Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs), Battery Electric Vehicles (BEVs), etc. It is essential to select the system based on vehicle type and other factors like the number of monitorable cells, battery voltage type (e.g., 12-24V or 48V), and voltage control precision. Specifically, high-voltage battery systems are appropriate for vehicles using high-voltage batteries.

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Recovery Towing Ropes

What Is a Recovery Towing Rope?

A recovery towing rope serves the purpose of connecting immobilized vehicles, such as automobiles stuck in adverse conditions, to a recovery vehicle for towing.

Fitted with hooks on both ends, this specialized rope facilitates the attachment between the disabled vehicle and the towing vehicle. Unlike conventional towing ropes, recovery towing ropes are engineered specifically for extricating vehicles trapped in off-road environments like mud or sand. Given the demanding nature of towing immobilized vehicles, recovery towing ropes stand out for their exceptional elasticity, flexibility, and durability.

Applications of Recovery Towing Ropes

Recovery towing ropes are indispensable in scenarios such as:

  1. Retrieving malfunctioned vehicles
  2. Extricating vehicles stranded in snow, mud, or rugged terrains
  3. Towing vehicles with a wheel off the ground

These ropes are tailored for the precise task of recovering vehicles ensnared in off-road conditions, offering the requisite robustness to withstand the considerable forces involved in towing operations. 

Principle of Recovery Towing Ropes

The fundamental function of recovery towing ropes lies in the retrieval of vehicles stranded off-road, where the forces involved far exceed the vehicle’s weight.

To mitigate the strain on both vehicles during recovery, these ropes are engineered with optimal elasticity, ensuring a balanced load distribution. Moreover, they are meticulously designed to minimize the risk of injury or damage in case of accidental detachment.

Materials Used

Standard recovery towing ropes are crafted from materials like nylon 66, renowned for their superior elasticity. These ropes boast a stretch capacity of up to 30% and are treated with coatings for enhanced waterproofing, UV resistance, and abrasion resistance. They offer a blend of strength, resilience, and minimal stretch, catering to vehicles across the spectrum from compact cars to heavy-duty SUVs.
For enhanced performance, ropes incorporating HMPE (High Modulus Polyethylene) fibers are employed. These ropes exhibit outstanding elasticity, a high strength-to-weight ratio, and minimal elongation (less than 4%), enabling snatch recoveries without shock. Compared to conventional nylon ropes of equivalent breaking strength, HMPE ropes are lighter and stronger.

Types of Recovery Towing Ropes

Recovery towing ropes are available in a variety of types characterized by their materials and diameters, ranging typically from 20mm to 50mm, with breaking strengths spanning from approximately 8,200kg to 57,000kg. Various lengths, such as 6m or 9m, are offered to accommodate diverse requirements.
Merely considering breaking strength when selecting a rope is inadequate. Ropes with higher breaking strengths may lack the requisite elasticity for lighter vehicles, resulting in undue strain. Hence, it is imperative to select the appropriate rope tailored to the vehicle’s specifications.

Comparison with Other Towing Ropes

Conventional towing ropes encompass wire ropes and stretch variants. Wire ropes demand technical proficiency for recovery and impose substantial stress on vehicles. On-road towing ropes possess distinct elasticity properties, rendering them less suited to off-road recoveries.
For off-road retrieval operations, a recovery towing rope emerges as the optimal choice, thanks to its tailored elasticity and strength, which minimize vehicular strain during recovery maneuvers.

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Polyester Ropes

What Is a Polyester Rope?

A polyester rope is a type of rope made using polyester material.
Polyester is known for its resistance to acids, alkalis, seawater, and excellent weather resistance. It is highly resistant to friction, making it a durable and robust rope. It finds applications in marine activities such as fishing, as well as in construction and marine leisure sports.

Applications of Polyester Ropes

Polyester ropes are extensively used due to their exceptional weather resistance and durability. Here are some primary examples of their applications:

  • Fishing (float lines, seine nets, mooring lines, set nets, aquaculture)
  • Marine vessels (hawsers, tag lines, maritime operations)
  • Lifelines and safety ropes
  • Marine leisure activities
  • Tents and tarps
  • Cargo handling and bundling
  • For trucks, cranes, and towing
  • Festival floats
  • Agricultural purposes
  • Waterskiing
  • Worksite signage
  • Electrical work
  • Forestry

Thinner polyester ropes are especially used for bundling, tents, tarps, etc., while thicker ones find use in fishing and maritime activities.

Principle of Polyester Ropes

Polyester ropes exhibit various excellent characteristics such as:

  • Heat resistance
  • UV resistance
  • Chemical resistance
  • Seawater resistance

They soften at around 240°C and melt at about 250°C, with practical heat resistance within 110°C. Their resilience to UV rays and seawater makes them suitable for outdoor use near the sea.
Additionally,

  • They maintain strength even when wet and have minimal stretch
  • They are lightweight and float on water

Fiber Structure

Polyester ropes are made from filament yarns or spun yarns.
Filament yarns are continuous fibers twisted together to form a single yarn. Typically, monofilaments are twisted to create “multifilament” yarns, which are then used.
Spun yarns are made from processed short fibers and have a slightly fluffy and soft feel compared to filament yarns.

Types of Polyester Ropes

Polyester ropes are made from spun yarns and multifilament yarns, resulting in ropes with different appearances and properties. Spun yarn ropes have a softer feel like cotton ropes but may have slightly lower strength. On the other hand, ropes made from multifilament polyester have a slight sheen and a somewhat smooth surface (though not excessively slippery). They offer higher strength.
There are various twisting methods for these yarns.

Twisting Types

Polyester ropes can be twisted in different ways, denoted by “lays,” such as 3-strand lay, cross-laid ropes (8-strand, 12-strand), and braided ropes (12-strand).

3-strand lay is the most common with good grip and strength but may twist more.
Cross-laid ropes are more shock-absorbent and have good strength, with less tendency to twist compared to 3-strand lay.

Color

While white polyester ropes are common, colored ones are also available. Colored polyester ropes are dyed from the polyester yarn, offering a soft feel similar to cotton due to the spun yarn nature.

Packaging

Polyester ropes are available in various packaging forms such as rope coils, bobbin-wound, paper-tube wound, twine-wound, truck ropes, and cut ropes, with different lengths suited for different purposes. Selecting the appropriate type based on the intended use is necessary.

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Tow Straps

What Is a Tow Strap?

A tow strap is a type of strap primarily used to tow immobilized cars or trucks for vehicle recovery purposes.

They are mainly made of nylon or polyester materials. Unlike metal hooks, they do not have protrusions, which is a key feature. Originally, tow straps and hooks were essential safety equipment required during circuit racing. Today, they are also used in regular vehicles for both fashion and functionality. Rather than being used only during towing, they are kept installed at all times and are used for towing during emergencies. They typically have a tensile strength ranging from 2 tons to 3 tons, providing sufficient strength for vehicle recovery. Due to different product specifications for specific vehicle types, caution is required. Additionally, when using them on public roads, it is crucial to comply with regulations and ensure proper installation for safe driving. Similarly, for racing events, adherence to specific regulations for each competition is necessary. They are also known as tow straps or towing straps.

Applications of Tow Straps

Tow straps are primarily used as essential safety equipment in racing cars. This is because during racing events, vehicles can become immobilized for various reasons, requiring towing by rescue vehicles.

They are also used in regular cars, 4WDs, trucks, etc. For instance, when a vehicle gets stuck in mud or experiences a breakdown, having a tow strap installed can facilitate vehicle recovery.

Apart from functionality, tow straps are also used in regular cars for their racing car-inspired designs. They come in various colors and patterns. However, it is essential to ensure compliance with regulations on public roads and adhere to competition rules for racing events when selecting colors or shapes.

Principle of Tow Straps

Tow Hooks vs. Tow Straps

Traditional ring-shaped steel tow hooks protrude from the bumper, posing safety issues such as:

  • Damaging other cars upon contact with the protruding tow hook
  • In accidents, the tow hook entering the vehicle’s body causing damage

In severe cases, not only the bumper but also parts like radiators and frames can be damaged. These accidents can also occur with foldable tow hooks.

On the other hand, tow straps, being fabric-based, do not protrude metal parts, reducing potential damage upon contact.

Materials of Tow Straps

Tow straps are mainly made of nylon or polyester. Nylon 6 tow straps have elasticity and stretchability, with a stretch ratio of over 20%. This allows them to absorb shocks during towing, and they offer excellent durability and corrosion resistance.

Polyester tow straps have low stretchability of less than 10% and are also used in seat belts. They often excel in durability and strength compared to nylon, making them suitable for towing trucks and large vehicles.

Types of Tow Straps

Tow straps come in various types, with nylon and polyester materials, and some are reinforced for higher strength. Breaking strengths vary between products, ranging from 4000kg to 15000kg or more. They typically have a tensile strength of over 2500kg.

The loop length of straps attached to the vehicle is around 10-20cm, but they are sold in longer units ranging from 3m to 20m. The width is usually around 5cm to 10cm.

They come in various colors such as red, orange, blue, black, pink, camouflage, etc., but compliance with regulations on public roads and adherence to competition rules for racing events are crucial considerations.