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眾所周知，氫燃料電池汽車憑借其“零排放”的特性，正逐漸成為未來新能源汽車的主力軍。車載儲氫技術(shù)作為氫燃料電池汽車發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到燃料電池汽車的電池壽命、成本和安全性，也是未來氫燃料電池車發(fā)展的關(guān)鍵突破環(huán)節(jié)。
目前，車載儲氫技術(shù)主要以“儲氫罐”作為儲氫容器，以高壓儲氫技術(shù)為主要路線。日本、韓國、美國、歐洲等國家已率先量產(chǎn)了70Mpa Ⅳ型氫燃料電池儲氫瓶。在汽車市場方面，國內(nèi)市場的儲氫行業(yè)仍在使用III型鋁合金內(nèi)膽全纏繞氣瓶，但70MPa儲氫技術(shù)由于技術(shù)瓶頸、監(jiān)管限制、關(guān)鍵材料碳纖維進口、需求低迷、不達標(biāo)的配套技術(shù)，發(fā)展相對滯后。
“實現(xiàn)車用IV型氫能源瓶國產(chǎn)化”一直是燃料電池行業(yè)的熱門話題，但隨著近年來氫燃料電池汽車市場需求的不斷增加、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的不斷完善以及國內(nèi)企業(yè)在70MPa儲氫技術(shù)上的突破，這種局面正在被改寫。
近日，未勢能源自主研發(fā)的70MPa IV型瓶成功通過歐洲第三方檢測機構(gòu)的防火測試，其性能標(biāo)準(zhǔn)已與歐盟接軌，為進一步提高國產(chǎn)車載儲氫設(shè)備技術(shù)水平提供了重要的技術(shù)支撐。
據(jù)未勢能源儲氫系統(tǒng)開發(fā)部專家介紹，為保證氫氣瓶的安全性、可靠性和基本性能，綜合考慮國內(nèi)外法律法規(guī)，在開發(fā)過程中需要進行大量測試，包括液壓爆破試驗和液壓循環(huán)試驗、極限溫度壓力循環(huán)試驗、加速應(yīng)力破裂試驗、跌落試驗、氫循環(huán)試驗、滲透試驗、火燒試驗、槍彈試驗、性能試驗、耐久性試驗等。
其中，耐火試驗是車用壓縮氫塑料內(nèi)襯全纏繞氣瓶標(biāo)準(zhǔn)中的一項重要型式試驗項目，也是確保儲氫鋼瓶和安全裝置能夠在氫燃料電池汽車的整個生命周期中使用，能夠成為安全可靠運行的必要手段之一。
測試瓶為未勢能源自主研發(fā)的70MPa IV型瓶，當(dāng)氣態(tài)氫介質(zhì)填充在瓶中時，外置火災(zāi)測試裝置可以有效模擬車輛發(fā)生火災(zāi)時氣瓶的情況，驗證氣瓶是否燃燒，瓶閥內(nèi)壓、溫升及緊急泄放性能。
同時，為確保纖維高壓儲氫鋼瓶在火燒條件下的安全性，未勢能源按照國際歐盟認(rèn)證要求，對著火位置和火焰溫度進行一一驗證。
（火燒試驗氣瓶及火燒系統(tǒng)布置圖）
（火燒試驗過程）
測試過程表明，在火燒環(huán)境下，未勢能源70Mpa IV儲氫瓶內(nèi)壓維持在70 MPa，壓力值基本不變，未勢能源自主研發(fā)的瓶閥內(nèi)置TPRD，球泡溫度達到110°時被激活，缸內(nèi)壓力在短時間內(nèi)從70MPa迅速下降到1MPa以下，缸內(nèi)氣體安全釋放，缸體表面纖維和內(nèi)襯層密封結(jié)構(gòu)沒有任何跡象開裂，氣瓶的安全相關(guān)功能在整個防火過程中得到了完整的保存。
（火燒試驗后氣瓶狀態(tài)）
測試結(jié)果證明，未勢能源自主研發(fā)的70Mpa IV型儲氫瓶在整體關(guān)鍵數(shù)據(jù)方面滿足預(yù)期設(shè)計要求，具有高安全性、高可靠性、高能效等技術(shù)優(yōu)勢，完全符合國際EC79 認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
未勢能源70Mpa IV型儲氫瓶采用獨立內(nèi)膽-閥座密封結(jié)構(gòu)設(shè)計、輕量化金屬閥座結(jié)構(gòu)設(shè)計、創(chuàng)新內(nèi)膽成型工藝、改良內(nèi)膽材料，有效解決透氣性、內(nèi)膽褶皺、屈曲等關(guān)鍵問題密封結(jié)構(gòu)更安全可靠，閥座重量較國際市場主流產(chǎn)品減輕40%。
此外，通過創(chuàng)新的纖維層疊層設(shè)計理念和創(chuàng)新的干式纏繞工藝，大大提高了纖維強度利用率、爆破強度和壓力循環(huán)壽命一致性，復(fù)合材料消耗比濕式纏繞降低15%方法，減少固化時間，縮短30%，加注壽命≥15000次，為氫燃料電池汽車輕量化車載供氫系統(tǒng)提供了新的選擇。
目前，按照國際歐盟EC79認(rèn)證要求，產(chǎn)品先后通過了氫循環(huán)測試、滲透測試等重點測試項目測試，進入量產(chǎn)前的最終測試階段。2021年底將批量出口歐洲，將為進一步推動國產(chǎn)70MPa IV型高壓儲氫鋼瓶的商業(yè)化應(yīng)用，大幅降低成本并提供重要的技術(shù)支撐。
