導(dǎo) 語
氫的高質(zhì)量儲氫密度儲存咐笙，是實現(xiàn)氫能 商業(yè)化應(yīng)用不可逾越的一項重要技術(shù)瓶頸 ，直接影響著氫燃料電池汽車的高效性罗丰、經(jīng)濟性與推廣價值聪黎。 當(dāng)前，日韓墙滋、歐美等多個國家已率先將Ⅳ型儲氫瓶量產(chǎn)應(yīng)用于氫燃料電池汽車市場掸昨，質(zhì)量儲氫密度可以達到5.5wt%以上；而國內(nèi) 受各類因素影響巍慧，市場 應(yīng)用仍以III型氣瓶為主绿壮，儲氫密度僅能達到3.9wt%。
然而并园，隨著氫燃料電池汽車市場規(guī)呐戎剑化需求的不斷增加，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的不斷完善樊颁，以及國內(nèi)企業(yè)近幾年在IV型儲氫瓶技術(shù)上的蓄力突破犀掸，這一局面正在被改寫。
近日浆英，未勢能源自主研發(fā)的第二代70MPa-57L Ⅳ型儲氫瓶取得突破性進展吹复，質(zhì)量儲氫密度達到6.1wt%，超過美國能源部(DOE)設(shè)定的2025年質(zhì)量儲氫密度目標(biāo)值5.5wt%批型，且優(yōu)于當(dāng)前國際市場主流品牌同類產(chǎn)品指標(biāo)轧愧，達到世界領(lǐng)先水平含滴，主要適用于氫燃料電池乘用車型車載儲氫系統(tǒng)。
(IV儲氫瓶產(chǎn)品效果圖)
同時丐巫，基于市場不同場景谈况、不同客戶類型的應(yīng)用需求，未勢能源IV型儲氫瓶全系產(chǎn)品規(guī)劃已在同步推進中递胧，工作壓力覆蓋35MPa和70MPa碑韵，包括 70MPa-23L、35MPa-210L等不同規(guī)格型號的產(chǎn)品序列缎脾，部分商用車載IV型儲氫瓶質(zhì)量儲氫密度指標(biāo)可達到6.8wt%祝闻，且全系產(chǎn)品均已實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)100%自主可控，關(guān)鍵原材料(如碳纖維)與核心配套部件(如瓶口閥遗菠、內(nèi)膽等)實現(xiàn)100%國產(chǎn)化联喘，綜合成本降低20%，且具備輕量化辙纬、長壽命豁遭、高安全等綜合性能優(yōu)勢，并將于近期陸續(xù)發(fā)布贺拣，可提供定制化產(chǎn)品開發(fā)党滓，廣泛適用于燃料電池乘用車、商用車(重型卡車贤丐、公交客車狠楞、冷鏈物流車)、船舶等多種場景及領(lǐng)域创邦。
從技術(shù)角度而言比紫，壓力越大對儲氫瓶及閥門等核心部件的整體性能要求越高，密封性能丝您、滲透性能蕾捣、極限溫度下涉氫性能、涉氫疲勞壽命但珍、產(chǎn)品可靠性齐寻、安全性等關(guān)鍵技術(shù)也就越難實現(xiàn)。尤其绎术，隨著氫燃料電池汽車示范場景與示范規(guī)模的不斷豐富擴大刨吸，產(chǎn)品實際應(yīng)用場景的拓展，對IV型儲氫瓶的性能也提出了更高需求材诽。
在IV型儲氫瓶的開發(fā)過程中底挫，未勢能源基于客戶端不同工況環(huán)境應(yīng)用需求，結(jié)合氫氣介質(zhì)的特殊性與儲氫系統(tǒng)功能脸侥、結(jié)構(gòu)等匹配特性建邓，充分發(fā)揮儲氫領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢盈厘，通過大量的可行性設(shè)計方案和試驗驗證，聚焦“新材料官边、新技術(shù)沸手、新工藝”的應(yīng)用，陸續(xù)攻克IV型儲氫瓶多項關(guān)鍵技術(shù)難題注簿。
攻關(guān)新材料開發(fā) 契吉，從源頭擺脫應(yīng)用局限
未勢能源聚焦關(guān)鍵材料的開發(fā)與應(yīng)用，聯(lián)合國內(nèi)多家知名高校诡渴、科研院所捐晶、供應(yīng)鏈伙伴等共同開展深度合作，重點針對塑料內(nèi)膽原材料的氫阻隔性玩徊，內(nèi)膽在泄放過程中容易產(chǎn)生的鼓包租悄、屈曲谨究、塌陷写寄，航天級鋁合金的化學(xué)成分控制、熱處理狀態(tài)烟瞳，碳纖維預(yù)浸帶的加工及配套樹脂的性能等共性技術(shù)“卡脖子”難題纽材，逐層進行技術(shù)攻堅，從源頭擺脫核心材料進口航娩、高昂成本帶來的應(yīng)用局限敛纺。
目前，已陸續(xù)取得了包括內(nèi)膽高分子原材料選型炫茄，高強度新型纖維預(yù)浸帶與配套樹脂配方等關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用驗證虹体，從源頭上為儲氫氣瓶的力學(xué)優(yōu)異性能、質(zhì)量穩(wěn)定性與國產(chǎn)化替代提供重要保障状奴，具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價值怨耸。
創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計，提升產(chǎn)品可靠性
新材料的選擇固然重要耗憨，但要真正體現(xiàn)儲氫瓶質(zhì)量穩(wěn)定性乘颖、一致性與適用性水平，必然離不開科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計眷篇。
(高壓儲氫氣瓶結(jié)構(gòu)示意圖)
瓶口部位金屬閥座與閥門的轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)萎河，摒棄常規(guī)繁雜的多部件結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過自主創(chuàng)新內(nèi)膽蕉饼、閥座密封結(jié)構(gòu)與界面化設(shè)計虐杯，實現(xiàn)一體化“直連”。其中昧港，金屬閥座采用輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計擎椰，外觀曲線與內(nèi)膽封頭曲線光滑連接沾鳄，充分考慮外界沖擊時閥座與碳纖維復(fù)合材料的相互作用，做到防滑确憨、防轉(zhuǎn)译荞，并配合有限元分析軟件，在科學(xué)的安全系數(shù)下做到極致“輕量化”設(shè)計休弃，重量較競品減輕40%吞歼，并創(chuàng)新高性能“密封”解決方案，降低了氫氣泄漏塔猾、滲透隱患篙骡，進一步提升了產(chǎn)品的安全性。
另外永炭，在碳纖維鋪層設(shè)計方面掺昵，通過采用遺傳算法、仿真模擬軟件等科學(xué)設(shè)計方法魏桅，優(yōu)化纏繞角度及鋪層順序博遵，將碳纖維預(yù)浸帶的纖維強度、韌性發(fā)揮到最大化钳葬，確保儲氫瓶在氫燃料電池汽車整個生命運營周期的抗壓性與可靠性敦驼。
革新“干法纏繞”工藝，助力行業(yè)降本增效
基于新材料選型與新結(jié)構(gòu)設(shè)計翩腹，未勢能源大膽創(chuàng)新全流程生產(chǎn)工藝設(shè)計述加，在內(nèi)膽成型技術(shù)方面，采用目前國內(nèi)較少應(yīng)用的注塑-焊接工藝刷裂，使得內(nèi)膽厚度均勻性飘蔓、尺寸穩(wěn)定性達到行業(yè)較高水準(zhǔn)。
(干法纏繞示意圖)
同時米萝，首創(chuàng)性的采用預(yù)浸帶“干法”纏繞工藝账何，產(chǎn)品性能指標(biāo)的離散系數(shù)可控制在2%-3%，纏繞效率較濕法提高80%以上缤谎，固化時間縮短30%抒倚，疲勞測試壽命>44000次，在達到輕量化目標(biāo)的同時坷澡，進一步確保碳纖維強度的發(fā)揮率托呕、爆破強度和壓力循環(huán)壽命一致性，有效解決內(nèi)膽褶皺频敛、屈曲等關(guān)鍵問題项郊，大幅提升質(zhì)量儲氫密度、生產(chǎn)效率與質(zhì)量，且纏繞過程無滴膠着降、漏膠等現(xiàn)象差油，生產(chǎn)環(huán)境更加友好，為后續(xù)規(guī)娜味矗化量產(chǎn)與市場供應(yīng)蓄喇，提供了有效的數(shù)據(jù)支撐與運營經(jīng)驗。
目前交掏，未勢能源自主開發(fā)的第二代IV型儲氫瓶系列偷真，已陸續(xù)完成火燒試驗、耐久性試驗精幌、使用性能試驗等多個關(guān)鍵試驗項目測試熙同，生產(chǎn)線建設(shè)已進入尾聲，“三新”評審相關(guān)工作正在有序推動中犯暮。
這也是未勢能源聚焦氫能儲運領(lǐng)域锻刹，以“卡脖子”技術(shù)為突破口，繼70MPa儲氫閥門產(chǎn)品之后取得的又一重大科研創(chuàng)新成果泣储，標(biāo)志著未勢能源在儲氫技術(shù)領(lǐng)域壕矿，從產(chǎn)品開發(fā)到應(yīng)用，已具備成套儲氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及核心部件設(shè)計朦晋、開發(fā)與制造能力愧橄，并將有助于未勢能源拓展產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)端與應(yīng)用端布局，進一步滿足正在增長的高壓氫氣儲運市場需求周狱，為行業(yè)客戶提供更專業(yè)、更優(yōu)質(zhì)赤朽、更具高性價比的解決方案稿辙，切實助推氫能儲氫裝備加速國產(chǎn)化替代，打開降本增效新空間气忠。
當(dāng)前邻储，受益于氫燃料電池汽車示范城市群政策落地、冬奧會影響旧噪，我國正在向IV型過渡吨娜，且市場空間正在不斷增大。2023年淘钟，我國有望開始實施 IV 型儲氫瓶國家標(biāo)準(zhǔn)宦赠，或?qū)⒊扇蜃畲筌囕d儲氫瓶市場，國產(chǎn)化勢在必行米母。在此過程中勾扭，如何通過技術(shù)攻堅，提升IV型儲氫瓶綜合性能，推動市場化降本與規(guī)拿钌化應(yīng)用桅滋，正在持續(xù)考驗整個行業(yè)。
在IV型儲氫瓶“烽煙”將起之際身辨，未勢能源率先破解高質(zhì)量儲氫密度難題推妈，以切實成果推動產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，助推國產(chǎn)化滩扩、產(chǎn)業(yè)化與市場化應(yīng)用降本淀甘，無疑給正在邁入新發(fā)展階段的氫能產(chǎn)業(yè)與技術(shù)攻堅隊伍注入一劑強心針，氫能市場未來可期漫介。
