高壓儲(chǔ)氣瓶主要分為四個(gè)類(lèi)型:
全金屬氣瓶( Ⅰ型) 金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶(Ⅱ型) 金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅲ型),一般為鋁合金內(nèi)膽 非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅳ型)。
其中,Ⅰ型、Ⅱ型重量與氣體容積比大,主要用于工業(yè)氧氣、氮?dú)馄浚y以滿(mǎn)足氫燃料電池汽車(chē)的儲(chǔ)氫密度要求。Ⅲ型、Ⅳ型瓶因采用了纖維全纏繞結(jié)構(gòu),具有重量與氣體容積比小、單位質(zhì)量?jī)?chǔ)氣密度高等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)。
超高壓儲(chǔ)氫氣瓶的公稱(chēng)工作壓力主要有兩個(gè)壓力級(jí)別:35MPa和70MPa。續(xù)駛里程和車(chē)載氣瓶的容積、數(shù)量和壓力有關(guān),一般在300公里到700公里之間。80MPa超高壓儲(chǔ)氫氣瓶正在研制過(guò)程中。
復(fù)合材料儲(chǔ)氫氣瓶由內(nèi)至外包括內(nèi)襯材料、過(guò)渡層、纖維纏繞層、外保護(hù)層、緩沖層。儲(chǔ)氫氣瓶進(jìn)行充氣的周期可能較長(zhǎng),而氫氣在高壓下又具有很強(qiáng)的滲透性,所以氫氣儲(chǔ)罐內(nèi)襯材料要有良好的阻隔功能,以保證大部分的氣體能夠儲(chǔ)存于容器中。
IV型復(fù)合材料儲(chǔ)氫瓶結(jié)構(gòu)示意圖
1、內(nèi)膽設(shè)計(jì)技術(shù)
2、碳纖維/樹(shù)脂基體界面連接技術(shù)
3、纖維纏繞成型技術(shù)
4、纖維纏繞成型張力控制技術(shù)
纏繞成型工藝中需要合理使用張力控制系統(tǒng),以保障所設(shè)計(jì)的線(xiàn)型能夠正確鋪覆并控制纖維含量。通過(guò)合理控制纏繞張力,可以提高制品的密實(shí)度,從而發(fā)揮纖維高強(qiáng)高模特性,提高制品抗內(nèi)壓能力,改善制品的耐疲勞特性。
當(dāng)選用張力較大時(shí),可以提高纖維含量,但較大的張力會(huì)導(dǎo)致外層纖維擠壓內(nèi)層纖維,降低膠含量,影響性能;選用張力較小時(shí),會(huì)導(dǎo)致氣瓶密實(shí)度降低,并產(chǎn)生氣泡和缺陷 。選擇合適的張力是纏繞成型技術(shù)的要點(diǎn)之一,纏繞過(guò)程中還需要遵循張力遞減原則, 隨著纏繞層數(shù)的增加不斷減小張力,避免外層纖維張力過(guò)大將內(nèi)層纖維壓曲折,防止出現(xiàn)內(nèi)緊外松現(xiàn)象, 保證各層纖維能夠均勻受力。
5、高強(qiáng)韌、耐疲勞的高性能樹(shù)脂基體制備技術(shù)
來(lái)源:大型儲(chǔ)罐
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(艾邦氫科技網(wǎng)):碳纖維全纏繞超高壓氫氣瓶
