中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：10月10日，中材科技在投資者互動(dòng)平臺(tái)透露，公司現(xiàn)階段主要布局燃料電池氫氣瓶，可應(yīng)用于商用車（35MPA）、乘用車用氫氣瓶（70MPA）以及無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，當(dāng)前具備2萬(wàn)支氫氣瓶產(chǎn)能，會(huì)緊密跟蹤市場(chǎng)需求變化，適時(shí)釋放產(chǎn)能。
此前，公司總監(jiān)李樺圣在第四屆國(guó)際氫能與燃料電池汽車大會(huì)上圍繞《高壓儲(chǔ)氫氣瓶的安全性》這一主題發(fā)表演講，引起業(yè)內(nèi)人士的強(qiáng)烈反響。
高壓氣瓶簡(jiǎn)介
李樺圣介紹，高壓氫氣瓶目前主要應(yīng)用在地面的儲(chǔ)運(yùn)、存儲(chǔ)、長(zhǎng)管/瓶組的運(yùn)輸、氫燃燒電池車用、無(wú)人機(jī)用、備用電源用等領(lǐng)域，工作壓力是30MPa-100MPa。
根據(jù)安全制造材質(zhì)和工藝，車用氣瓶一般分為四型。一型瓶是金屬氣瓶，二型瓶是金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶，三型瓶是金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶，四型瓶是非金屬類的纖維全纏繞氣瓶。
其中，一型瓶子制造材質(zhì)是純金屬的，市場(chǎng)應(yīng)用最早進(jìn)入中國(guó)燃?xì)廛囀袌?chǎng)，但因?yàn)橹亓康囊蛩氐挠绊?，目前少量?yīng)用于CEG的客車和貨車，一型長(zhǎng)管大量應(yīng)用于高壓氣體儲(chǔ)運(yùn)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)的相關(guān)的車用制作標(biāo)準(zhǔn)是GB17258。
二型氣瓶一邊內(nèi)膽材質(zhì)是鋼類的，采用的玻璃纖維或碳纖維環(huán)向纏繞工藝，目前國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用于CNG車用氣瓶，二型長(zhǎng)管少量用于儲(chǔ)運(yùn)市場(chǎng)，車用的制造標(biāo)準(zhǔn)目前是GB24160，和一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
三型氣瓶目前主要的材質(zhì)有鋼類的和鋁類的，采用的是碳纖維或者是玻璃纖維全纏繞工藝，目前主要應(yīng)用于輕量化的CNG車型和氫燃料電池車，氫燃料無(wú)人機(jī)等市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)車用氫氣瓶的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T3544。
四型氣瓶就是通常說(shuō)的塑料內(nèi)膽的氣瓶，內(nèi)膽是符合材料內(nèi)膽的，采用碳纖維、玻璃纖維全纏繞工藝，目前國(guó)際市場(chǎng)上應(yīng)用比較多，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)目前是暫時(shí)沒(méi)有應(yīng)用，也沒(méi)有相關(guān)的一些標(biāo)準(zhǔn)。
氣瓶設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)
李樺圣表示，新的高壓氣瓶產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)先是需要理論強(qiáng)度的一個(gè)計(jì)算，使用有限元分析評(píng)估氣瓶設(shè)計(jì)的可靠性，通過(guò)各項(xiàng)的試驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)的質(zhì)量驗(yàn)證，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
達(dá)到設(shè)計(jì)以后，內(nèi)部試驗(yàn)做完以后向國(guó)家認(rèn)可的檢測(cè)機(jī)構(gòu)提出申請(qǐng)，對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行型式實(shí)驗(yàn)論證，取得型式試驗(yàn)相關(guān)的報(bào)告以后，安全相關(guān)的質(zhì)量體系的16949的要求和經(jīng)過(guò)審批的制造標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)氣瓶進(jìn)行生產(chǎn)和檢驗(yàn)。在氣瓶出廠前是需要?dú)馄恐圃焐坍?dāng)?shù)氐牡胤降谋O(jiān)檢，根據(jù)相關(guān)的國(guó)家法規(guī)和制造標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氣瓶進(jìn)行檢驗(yàn)。
氣瓶投入市場(chǎng)以后，需要接受當(dāng)?shù)氐牡谌降谋O(jiān)檢的檢驗(yàn)，就是我們俗稱的年檢。
氫氣瓶生產(chǎn)的幾個(gè)關(guān)鍵工序主要包括：內(nèi)膽拉深，主要是影響氣瓶?jī)?nèi)膽內(nèi)外壁的質(zhì)量，以及相關(guān)的壁厚。旋壓收口，主要是影響到氣瓶的長(zhǎng)度以及瓶口的成型。固溶時(shí)效，主要是影響內(nèi)膽的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和金相組織。纏繞固化，這道工序最終影響的是氣瓶的爆破的強(qiáng)度和使用壽命。
根據(jù)《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，目前車用的氣瓶國(guó)內(nèi)批次要求不超過(guò)202只，其中由當(dāng)點(diǎn)的監(jiān)檢部門，第三方監(jiān)檢部門在202之中隨機(jī)抽取兩只，這兩只產(chǎn)品用來(lái)做疲勞耐久性試驗(yàn)和爆破試驗(yàn)，兩只產(chǎn)品合格以后，第三方的監(jiān)檢機(jī)構(gòu)根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，最后出具監(jiān)督檢驗(yàn)證書(shū)，整個(gè)過(guò)程中相當(dāng)于就是202只隨機(jī)抽取兩只來(lái)代表剩下的200只。
反過(guò)來(lái)說(shuō)生產(chǎn)的設(shè)備的自動(dòng)化程度以及設(shè)備的精度，決定了產(chǎn)品的一致性，因?yàn)槟阕詈笫切枰獌芍划a(chǎn)品來(lái)代表這200只的，所以最后是決定氣瓶的安全性，所以整個(gè)對(duì)氣瓶制造過(guò)程中，生產(chǎn)設(shè)備要求是比較高的。
氣瓶的標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證
車輛用的氫氣瓶，運(yùn)輸用的氫氣瓶和地面存儲(chǔ)用的氫氣瓶，相關(guān)的一些法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。2017年年底國(guó)內(nèi)發(fā)布的GB/T35544，2018年7月1日開(kāi)始實(shí)施，目前標(biāo)準(zhǔn)是比較適用于三型瓶，關(guān)于車用氫氣瓶定檢標(biāo)準(zhǔn)目前還沒(méi)有發(fā)布的，國(guó)內(nèi)運(yùn)氫主要是以20MPa工作的壓力的鋼制長(zhǎng)管拖車為主，目前也還沒(méi)有發(fā)布復(fù)合材料、運(yùn)氫長(zhǎng)管的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。地面存儲(chǔ)的氫氣瓶目前可執(zhí)行的GB/T5099，壓力不超過(guò)20MPa的鋼質(zhì)氣瓶，暫時(shí)也沒(méi)有發(fā)布相關(guān)的高壓力復(fù)合材料氣瓶相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
車用高壓氣瓶在整個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中，要做強(qiáng)度和使用壽命的試驗(yàn)，它主要是有水壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)、常溫的壓力循環(huán)試驗(yàn)，水壓爆破試驗(yàn)和氫氣循環(huán)試驗(yàn)。
氫氣循環(huán)試驗(yàn)要求在常溫下加氫2MPa到1.25倍的工作壓力，循環(huán)500次，以后再加壓到1.15P的工作壓力，在55度的環(huán)境下要靜置30個(gè)小時(shí)，然后分別在零下30度到零上50度各再循環(huán)250次，最后進(jìn)行氣密性的試驗(yàn)，不得泄露，來(lái)驗(yàn)證氣瓶和閥門在正常的極限使用過(guò)程中的壽命情況和質(zhì)量情況。
火燒實(shí)驗(yàn)是用氫氣或者是空氣將氣瓶加壓到公稱工作壓力，采用先局部火燒，遠(yuǎn)離PRD端。如果是單口的氣瓶，從尾部開(kāi)始往前燒，如果是雙口氣瓶，則從中部開(kāi)始往兩端燒，最后整體完成火燒，要求在整個(gè)過(guò)程中比較是安全裝置泄放，氣瓶不得出現(xiàn)爆破情況。
接下來(lái)其他的環(huán)境實(shí)驗(yàn)有極限溫度壓力循環(huán)試驗(yàn)、加速應(yīng)力破裂試驗(yàn)、化學(xué)環(huán)境暴露試驗(yàn)、槍擊試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)和裂紋容限試驗(yàn)，這些相關(guān)的一些試驗(yàn)，都是由國(guó)家權(quán)威的第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)，并出具試驗(yàn)結(jié)果。
中材科技在儲(chǔ)氫瓶領(lǐng)域的布局
中材科技目前主營(yíng)業(yè)務(wù)有車載壓縮天然氣氣瓶、燃料電池氫氣瓶及系統(tǒng)大口徑復(fù)合材料儲(chǔ)運(yùn)裝備。公司2008年開(kāi)始從事高壓儲(chǔ)氫氣瓶設(shè)計(jì)，與清華大學(xué)共同承接了國(guó)家的863項(xiàng)目，2011年完成了驗(yàn)收。
在車用燃料電池氫氣瓶這一塊，公司產(chǎn)能大概是2萬(wàn)只，預(yù)計(jì)2020年達(dá)到4萬(wàn)只的產(chǎn)能，現(xiàn)在正在進(jìn)行自動(dòng)化的改造，與國(guó)內(nèi)的一些整車企業(yè)目前都在配套，70MPa的也在給相關(guān)的乘用車企業(yè)在研發(fā)，產(chǎn)品從28升到380升都有，無(wú)人機(jī)用的目前年產(chǎn)能是2萬(wàn)只，市場(chǎng)占有率達(dá)60%，2升到20升，產(chǎn)品都是全覆蓋的。
中材科技多年來(lái)一直圍繞著“大容積、輕量化、高壓力、高效率、低成本”復(fù)合材料壓力容器研發(fā)方向創(chuàng)新產(chǎn)品。公司接下來(lái)將布局四個(gè)方面：
第一、車用70MPa氫燃料電池儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以及推廣，目前是三型瓶，也包括后續(xù)的四型瓶。
第二、30MPa及以上壓力站用和運(yùn)輸儲(chǔ)氫容器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
第三、高壓儲(chǔ)氫氣瓶高效率纏繞技術(shù)的研究和優(yōu)化。
第四、儲(chǔ)氫氣瓶關(guān)鍵材料及系統(tǒng)部件的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用，降低儲(chǔ)氫系統(tǒng)成本。
