张国--高压气瓶发展动向

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1、高压储氢瓶发展动向高压储氢瓶发展动向储氢方式氢气作为一种常用工业气体，其储存一直是广为研究的领域，其常规储存方式包括以下四种。金属储氢吸附储氢液化储氢压缩储氢近几年，也在开展新的储氢方式研究，包括复合储氢、液态储氢等，但应用最广泛、最便捷的是压缩储氢。高压储氢瓶发展动向储氢气瓶分类Ⅰ型气瓶金属气瓶TypeⅠⅡ型气瓶金属内胆环向缠绕气瓶TypeⅡⅢ型气瓶金属内胆全缠绕气瓶TypeⅢⅣ型气瓶非金属内胆全缠绕气瓶TypeⅣ高压储氢瓶发展动向储氢气瓶Ⅰ型气瓶TypeⅠ笨重，有氢脆问题，车载储氢无法采用。Ⅱ型气瓶TypeⅡ通常为铝胆碳纤维全缠绕复

2、合气瓶，无Ⅲ型气瓶渗漏、可快充。TypeⅢ我国车用氢气瓶均为该类型。当前70MPa气瓶主要结构形式。对温度Ⅳ型气瓶较为敏感，存在渗漏隐患。TypeⅣ我国目前禁止使用。高压储氢瓶发展动向储氢气瓶Ⅰ型气瓶Ⅱ型气瓶日本一直在开展大容积高压储氢容器的研发工作，工作压力达到99MPa，固定式使用。一些叉车因为配重的要求采用Ⅱ型气瓶。高压储氢瓶发展动向储氢气瓶Ⅲ型气瓶目前铝胆碳纤维全缠绕复合气瓶是主要的装车使用的气瓶高压储氢瓶发展动向储氢气瓶Ⅲ型气瓶研究：u提高工作压力SAMTECH开发82MPa科泰克开发70MPa氢气运输用气瓶氢气瓶u内胆材料u

3、小型化斯林达开发70MPaDynetek开发70MPa氢氢气瓶气瓶高压储氢瓶发展动向储氢气瓶Ⅳ型气瓶Ⅳ型气瓶是目前气瓶研究的热点高压储氢瓶发展动向储氢气瓶新产品/应用u复合储氢填料区水套隔离片罐体出水口u压缩储氢与固态储氢出气口进气口u压缩储氢与吸附储氢进水口底座u无人机储氢瓶u重量轻u疲劳寿命相比车用低uPRD?高压储氢瓶发展动向相关标准目前，日本、欧盟及ISO组织已针对车用氢气瓶颁布了相关标准。北美未颁布专门标准，仅在车用CNG系统零部件标准中针对材料进行了氢气相容性的规定。EC79/2009REGULATION(EC)No79/2

4、009OFTHEEUROPEANPARLIAMENTANDOFTHECOUNCILof14January2009ontype-approvalofhydrogen-poweredmotorvehicles,andamendingdirective2007/46/ECEC406/2010implementingRegulation(EC)No79/2009oftheEuropeanParliamentandoftheCouncilontype-approvalofhydrogen-poweredmotorvehiclesISO/TS158

5、69Gaseoushydrogenandhydrogenblends—LandvehiclefueltanksR134Uniformprovisionsconcerningtheapprovalofmotorvehiclesandtheircomponentswithregardtothesafety-(HFCVGTR)relatedperformanceofhydrogenfuelledvehicles(HFCV)ISO/CD19881Compressedhydrogengasvehiclefuelcontainers高压储氢瓶发展动

6、向相关标准u各标准对于氢气瓶主要指标的对比u试验由单项试验变为顺序试验高压储氢瓶发展动向设计方法全缠绕复合气瓶的结构特点和材料特点决定了常规的金属气瓶设计计算手段已不适用，必须采用仿真分析对各点每个使用工况的应力应变进行分析，选取合适的铺层顺序和厚度。复合气瓶有限元模型复合气瓶爆破状态径向应力振动冲击复合气瓶爆破状态轴向应力复合气瓶爆破状态等效应力高压储氢瓶发展动向降低成本对于车载供氢系统来说，储氢气瓶的成本要占总成本的一半以上，而且随着气瓶数量的增加占比显著增加。车用氢气瓶降成本是全世界燃料电池电动汽车厂商和气瓶制造商共同面对的一个难

7、题。u原材料u减小工艺余量u降低性能指标高压储氢瓶发展动向降低成本•降成本-原材料对于车用氢气瓶来说，原材料成本占其总成本60%以上，寻找更便宜的原材料是复合气瓶降成本的永恒主题。高压储氢瓶发展动向降低成本•降成本-减小工艺裕度因为复合材料自身性能的离散型，在进行产品设计时均会给出一定的工艺裕度。通过严格的工艺控制，减小工艺裕度，提高原材料的使用量。疲劳可靠性分布强度可靠性分布高压储氢瓶发展动向降低成本•降成本-新型气瓶目前，国外新投产的气瓶厂商均在开展四型瓶的研发工作，特别是工作压力70MPa的气瓶，认为四型瓶可以有效的降低制造成本。

8、经过测算：1）Ⅲ型瓶和Ⅳ型瓶各有特点；2）对于大批量生产来说，两种类型气瓶制造成本基本相同，差异取决于设计参数。DOE的气瓶成本目标高压储氢瓶发展动向生产、使用监管生产资质气瓶生产企业需先取得制造许可证。我