近日,未勢(shì)能源自主研發(fā)的第二代70MPa-57L Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶取得突破性進(jìn)展,質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度達(dá)到6.1wt%,超過(guò)美國(guó)能源部(DOE)設(shè)定的2025年質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度目標(biāo)值5.5wt%,且優(yōu)于當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)主流品牌同類產(chǎn)品指標(biāo),達(dá)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(chǔ)氫系統(tǒng)。
同時(shí),基于市場(chǎng)不同場(chǎng)景、不同客戶類型的應(yīng)用需求,未勢(shì)能源IV型儲(chǔ)氫瓶全系產(chǎn)品規(guī)劃已在同步推進(jìn)中,工作壓力覆蓋35MPa和70MPa,包括 70MPa-23L、35MPa-210L等不同規(guī)格型號(hào)的產(chǎn)品序列,部分商用車載IV型儲(chǔ)氫瓶質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度指標(biāo)可達(dá)到6.8wt%,且全系產(chǎn)品均已實(shí)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(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化,綜合成本降低20%,且具備輕量化、長(zhǎng)壽命、高安全等綜合性能優(yōu)勢(shì),并將于近期陸續(xù)發(fā)布,可提供定制化產(chǎn)品開(kāi)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(chǎng)景及領(lǐng)域。
在IV型儲(chǔ)氫瓶的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,未勢(shì)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(chǔ)氫系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)等匹配特性,充分發(fā)揮儲(chǔ)氫領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì),通過(guò)大量的可行性設(shè)計(jì)方案和試驗(yàn)驗(yàn)證,聚焦“新材料、新技術(shù)、新工藝”的應(yīng)用,陸續(xù)攻克IV型儲(chǔ)氫瓶多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題。
攻關(guān)新材料開(kāi)發(fā) 從源頭擺脫應(yīng)用局限
未勢(shì)能源聚焦關(guān)鍵材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家知名高校、科研院所、供應(yīng)鏈伙伴等共同開(kāi)展深度合作,重點(diǎn)針對(duì)塑料內(nèi)膽原材料的氫阻隔性,內(nèi)膽在泄放過(guò)程中容易產(chǎn)生的鼓包、屈曲、塌陷,航天級(jí)鋁合金的化學(xué)成分控制、熱處理狀態(tài),碳纖維預(yù)浸帶的加工及配套樹(shù)脂的性能等共性技術(shù)“卡脖子”難題,逐層進(jìn)行技術(shù)攻堅(jiān),從源頭擺脫核心材料進(jìn)口、高昂成本帶來(lái)的應(yīng)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(qiáng)度新型纖維預(yù)浸帶與配套樹(shù)脂配方等關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用驗(yàn)證,從源頭上為儲(chǔ)氫氣瓶的力學(xué)優(yōu)異性能、質(zhì)量穩(wěn)定性與國(guó)產(chǎn)化替代提供重要保障,具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(chǔ)氫瓶質(zhì)量穩(wěn)定性、一致性與適用性水平,必然離不開(kāi)科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
瓶口部位金屬閥座與閥門(mén)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(shè)計(jì),通過(guò)自主創(chuàng)新內(nèi)膽、閥座密封結(jié)構(gòu)與界面化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)一體化“直連”。其中,金屬閥座采用輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),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(shí)閥座與碳纖維復(fù)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(xué)的安全系數(shù)下做到極致“輕量化”設(shè)計(jì),重量較競(jìng)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(jìn)一步提升了產(chǎn)品的安全性。
另外,在碳纖維鋪層設(shè)計(jì)方面,通過(guò)采用遺傳算法、仿真模擬軟件等科學(xué)設(shè)計(jì)方法,優(yōu)化纏繞角度及鋪層順序,將碳纖維預(yù)浸帶的纖維強(qiáng)度、韌性發(fā)揮到最大化,確保儲(chǔ)氫瓶在氫燃料電池汽車整個(gè)生命運(yùn)營(yíng)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(shè)計(jì),未勢(shì)能源大膽創(chuàng)新全流程生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì),在內(nèi)膽成型技術(shù)方面,采用目前國(guó)內(nèi)較少應(yīng)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(dá)到行業(yè)較高水準(zhǔn)。
同時(shí),首創(chuàng)性的采用預(yù)浸帶“干法”纏繞工藝,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,固化時(shí)間縮短30%,疲勞測(cè)試壽命>44000次,在達(dá)到輕量化目標(biāo)的同時(shí),進(jìn)一步確保碳纖維強(qiáng)度的發(fā)揮率、爆破強(qiáng)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(wèn)題,大幅提升質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度、生產(chǎn)效率與質(zhì)量,且纏繞過(guò)程無(wú)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(chǎng)供應(yīng),提供了有效的數(shù)據(jù)支撐與運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。
目前,未勢(shì)能源自主開(kāi)發(fā)的第二代IV型儲(chǔ)氫瓶系列,已陸續(xù)完成火燒試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)、使用性能試驗(yàn)等多個(gè)關(guān)鍵試驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)試,生產(chǎn)線建設(shè)已進(jìn)入尾聲,“三新”評(píng)審相關(guān)工作正在有序推動(dòng)中。
這也是未勢(shì)能源聚焦氫能儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域,以“卡脖子”技術(shù)為突破口,繼70MPa儲(chǔ)氫閥門(mén)產(chǎn)品之后取得的又一重大科研創(chuàng)新成果,標(biāo)志著未勢(shì)能源在儲(chǔ)氫技術(shù)領(lǐng)域,從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到應(yīng)用,已具備成套儲(chǔ)氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及核心部件設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與制造能力,并將有助于未勢(shì)能源拓展產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)端與應(yīng)用端布局,進(jìn)一步滿足正在增長(zhǎng)的高壓氫氣儲(chǔ)運(yùn)市場(chǎng)需求,為行業(yè)客戶提供更專業(yè)、更優(yōu)質(zhì)、更具高性價(jià)比的解決方案,切實(shí)助推氫能儲(chǔ)氫裝備加速國(guó)產(chǎn)化替代,打開(kāi)降本增效新空間。
原標(biāo)題: 國(guó)際領(lǐng)先!未勢(shì)能源IV型儲(chǔ)氫瓶質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度突破6.1wt%