眾所周知，氫燃料電池汽車因其“零排放”特點正在逐步成為未來新能源汽車的主力軍。車載儲氫技術，作為氫燃料汽車發(fā)展過程中的關鍵一環(huán)，直接關系到燃料電池汽車的續(xù)航、成本與安全性，也是未來氫燃料電池車發(fā)展的重點突破環(huán)節(jié)。

目前，車載儲氫技術主要以“氫瓶”作為氫氣儲存容器，以高壓儲氫技術路線為主，日韓、美國以及歐洲等國家已率先將70Mpa Ⅳ型儲氫瓶批量化應用于氫燃料電池汽車市場，國內市場儲氫產業(yè)仍在使用III型鋁合金內膽全纏繞氣瓶， 70MPa儲氫技術卻因技術瓶頸、法規(guī)限制、關鍵材料碳纖維依賴進口及需求低迷、配套技術不達標等因素而發(fā)展相對滯后。

“車用氫能IV型瓶實現國內生產”一直是燃料電池產業(yè)的熱門話題。然而，隨著氫燃料電池汽車市場規(guī)?；枨蟮牟粩嘣黾?，國內標準法規(guī)的不斷完善，以及國內企業(yè)近年在70MPa儲氫技術上的蓄力突破，這一局面正在被改寫。

近日，未勢能源自主研發(fā)的70MPa Ⅳ型瓶在歐洲第三方測試機構順利通過火燒試驗，性能標準實現與歐盟接軌，為進一步提升國內車載儲氫裝備技術水平，提供了重要技術支撐。

據未勢能源儲氫系統(tǒng)開發(fā)部專家表示，為保證氫氣瓶的安全性、可靠性及基本性能，綜合考慮國內外法規(guī)標準，在研發(fā)過程中需要進行大量試驗，包括液壓爆破試驗、液壓循環(huán)試驗、極限溫度壓力循環(huán)試驗、加速應力破裂試驗，跌落試驗、氫氣循環(huán)試驗、滲透試驗、火燒試驗、槍擊試驗、使用性能試驗、耐久性試驗等。

其中，火燒試驗是車用壓縮氫氣塑料內膽全纏繞氣瓶標準中的一項重要型式試驗項目，也是為了保證儲氫氣瓶及安全裝置在氫燃料電池汽車整個生命周期，以及在火災條件下能夠安全、可靠運行的必要手段之一。

該試驗瓶為未勢能源自主研發(fā)的70MPa Ⅳ型瓶，在瓶內充裝氣態(tài)氫氣介質狀態(tài)下，通過外部火燒試驗裝置，有效模擬氣瓶在整車火災發(fā)生時的情景，驗證氣瓶受到燒灼時內部壓力、溫升及瓶口閥應急泄放的性能表現。

同時，為保證纖維高壓儲氫氣瓶在火燒條件下的安全性，未勢能源按照國際歐盟認證要求，從著火位置、火焰溫度等多方面逐一進行了驗證。

圖一：火燒試驗氣瓶及火燒系統(tǒng)布置圖

圖二：火燒試驗過程

試驗過程顯示，在火燒環(huán)境下，未勢能源70Mpa IV型儲氫瓶內部壓力保持在70 MPa，壓力值基本無變化，未勢能源自主研發(fā)的瓶口閥內置的TPRD在球泡溫度達到110°C時被激活，氣瓶內壓力短時間內由70MPa急速下降到1MPa以下，瓶內氣體得到安全釋放，氣瓶表面纖維及內膽密封結構無任何破裂跡象，且氣瓶安全相關功能在整個防火試驗中得到完整保留。

圖三：火燒試驗后氣瓶狀態(tài)

試驗結果證明，未勢能源自主研發(fā)的70Mpa IV型儲氫瓶，整體關鍵數據指標均達到預期設計要求，且兼具高安全性、高可靠性、高能效性等技術優(yōu)勢，完全滿足國際EC79認證使用要求。

未勢能源70Mpa IV型儲氫瓶通過自主內膽-閥座密封結構設計、輕量化金屬閥座結構設計，以及創(chuàng)新內膽成型工藝、改性內膽材料，有效解決滲透性、內膽褶皺、屈曲等關鍵問題，密封結構更加安全、可靠，閥座重量較國際市場主流產品減輕40%。

此外，通過創(chuàng)新型纖維層鋪層設計理念，采用革新性干法纏繞工藝，大幅提升纖維強度發(fā)揮率、爆破強度和壓力循環(huán)壽命一致性，較濕法纏繞其復材用量減少15%，固化時間縮短30%，充裝壽命≥15000 次，為氫燃料電池汽車輕量化車載供氫系統(tǒng)提供了新選擇。

目前，按照國際歐盟EC79認證要求，該產品還陸續(xù)通過了氫循環(huán)試驗、滲透試驗等多個關鍵試驗項目測試，已進入量產前最后測試階段，生產制造工作也在初步啟動中，并將于2021年底批量化出口歐洲，為進一步促進國內70MPaIV型高壓儲氫瓶的商業(yè)化應用及大幅降本，提供了重要技術支撐，將有望填補自主品牌IV型儲氫氣瓶在國際氫能產業(yè)應用領域的一項關鍵空白。