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國際領(lǐng)先!未勢能源IV型儲氫瓶質(zhì)量儲氫密度突破6.1wt%
日期:2023-02-13   [復制鏈接]
責任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
近日,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,質(zhì)量儲氫密度達到6.1wt%,超過美國能源部(DOE)設定的2025年質(zhì)量儲氫密度目標值5.5wt%,且優(yōu)于當前國際市場主流品牌同類產(chǎn)品指標,達到世界領(lǐng)先水平,主要適用于氫燃料電池乘用車型車載儲氫系統(tǒng)。


同時,基于市場不同場景、不同客戶類型的應用需求,未勢能源IV型儲氫瓶全系產(chǎn)品規(guī)劃已在同步推進中,工作壓力覆蓋35MPa和70MPa,包括 70MPa-23L、35MPa-210L等不同規(guī)格型號的產(chǎn)品序列,部分商用車載IV型儲氫瓶質(zhì)量儲氫密度指標可達到6.8wt%,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、內(nèi)膽等)實現(xiàn)100%國產(chǎn)化,綜合成本降低20%,且具備輕量化、長壽命、高安全等綜合性能優(yōu)勢,并將于近期陸續(xù)發(fā)布,可提供定制化產(chǎn)品開發(fā),廣泛適用于燃料電池乘用車、商用車(重型卡車、公交客車、冷鏈物流車)、船舶等多種場景及領(lǐng)域。

在IV型儲氫瓶的開發(fā)過程中,未勢能源基于客戶端不同工況環(huán)境應用需求,結(jié)合氫氣介質(zhì)的特殊性與儲氫系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)等匹配特性,充分發(fā)揮儲氫領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢,通過大量的可行性設計方案和試驗驗證,聚焦“新材料、新技術(shù)、新工藝”的應用,陸續(xù)攻克IV型儲氫瓶多項關(guān)鍵技術(shù)難題。

攻關(guān)新材料開發(fā) 從源頭擺脫應用局限

未勢能源聚焦關(guān)鍵材料的開發(fā)與應用,聯(lián)合國內(nèi)多家知名高校、科研院所、供應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,內(nèi)膽在泄放過程中容易產(chǎn)生的鼓包、屈曲、塌陷,航天級鋁合金的化學成分控制、熱處理狀態(tài),碳纖維預浸帶的加工及配套樹脂的性能等共性技術(shù)“卡脖子”難題,逐層進行技術(shù)攻堅,從源頭擺脫核心材料進口、高昂成本帶來的應用局限。

目前,已陸續(xù)取得了包括內(nèi)膽高分子原材料選型,高強度新型纖維預浸帶與配套樹脂配方等關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)和應用驗證,從源頭上為儲氫氣瓶的力學優(yōu)異性能、質(zhì)量穩(wěn)定性與國產(chǎn)化替代提供重要保障,具有重要的科學意義和工程應用價值。

創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設計 提升產(chǎn)品可靠性

新材料的選擇固然重要,但要真正體現(xiàn)儲氫瓶質(zhì)量穩(wěn)定性、一致性與適用性水平,必然離不開科學的結(jié)構(gòu)設計。


瓶口部位金屬閥座與閥門的轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu),摒棄常規(guī)繁雜的多部件結(jié)構(gòu)設計,通過自主創(chuàng)新內(nèi)膽、閥座密封結(jié)構(gòu)與界面化設計,實現(xiàn)一體化“直連”。其中,金屬閥座采用輕量化結(jié)構(gòu)設計,外觀曲線與內(nèi)膽封頭曲線光滑連接,充分考慮外界沖擊時閥座與碳纖維復合材料的相互作用,做到防滑、防轉(zhuǎn),并配合有限元分析軟件,在科學的安全系數(shù)下做到極致“輕量化”設計,重量較競品減輕40%,并創(chuàng)新高性能“密封”解決方案,降低了氫氣泄漏、滲透隱患,進一步提升了產(chǎn)品的安全性。

另外,在碳纖維鋪層設計方面,通過采用遺傳算法、仿真模擬軟件等科學設計方法,優(yōu)化纏繞角度及鋪層順序,將碳纖維預浸帶的纖維強度、韌性發(fā)揮到最大化,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。

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)設計,未勢能源大膽創(chuàng)新全流程生產(chǎn)工藝設計,在內(nèi)膽成型技術(shù)方面,采用目前國內(nèi)較少應用的注塑-焊接工藝,使得內(nèi)膽厚度均勻性、尺寸穩(wěn)定性達到行業(yè)較高水準。


同時,首創(chuàng)性的采用預浸帶“干法”纏繞工藝,產(chǎn)品性能指標的離散系數(shù)可控制在2-3%,纏繞效率較濕法提高80%以上,固化時間縮短30%,疲勞測試壽命>44000次,在達到輕量化目標的同時,進一步確保碳纖維強度的發(fā)揮率、爆破強度和壓力循環(huán)壽命一致性,有效解決內(nèi)膽褶皺、屈曲等關(guān)鍵問題,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、漏膠等現(xiàn)象,生產(chǎn)環(huán)境更加友好,為后續(xù)規(guī)?;慨a(chǎn)與市場供應,提供了有效的數(shù)據(jù)支撐與運營經(jīng)驗。

目前,未勢能源自主開發(fā)的第二代IV型儲氫瓶系列,已陸續(xù)完成火燒試驗、耐久性試驗、使用性能試驗等多個關(guān)鍵試驗項目測試,生產(chǎn)線建設已進入尾聲,“三新”評審相關(guān)工作正在有序推動中。

這也是未勢能源聚焦氫能儲運領(lǐng)域,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,標志著未勢能源在儲氫技術(shù)領(lǐng)域,從產(chǎn)品開發(fā)到應用,已具備成套儲氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及核心部件設計、開發(fā)與制造能力,并將有助于未勢能源拓展產(chǎn)業(yè)鏈供應端與應用端布局,進一步滿足正在增長的高壓氫氣儲運市場需求,為行業(yè)客戶提供更專業(yè)、更優(yōu)質(zhì)、更具高性價比的解決方案,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。

原標題: 國際領(lǐng)先!未勢能源IV型儲氫瓶質(zhì)量儲氫密度突破6.1wt%
 
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來源:未勢能源
 
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