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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(shè)定的2025年質(zhì)量儲氫密度目標(biāo)值為5.5wt%，優(yōu)于當(dāng)前國際市場主流品牌類似產(chǎn)品指標(biāo)，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，根據(jù)市場不同場景、不同客戶類型的應(yīng)用需求，未勢能源IV型儲氫瓶全系列產(chǎn)品規(guī)劃同步推進，工作壓力覆蓋35MPa和70MPa，包括70MPa-23L、35MPa-210L等各種規(guī)格型號的產(chǎn)品序列，部分商用車載IV型儲氫瓶的質(zhì)量儲氫密度指標(biāo)可達6.8wt%，全系列產(chǎn)品已實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)100%自主可控，關(guān)鍵原材料(如碳纖維)和核心配套部件(如瓶口閥、內(nèi)膽等)實現(xiàn)100%國產(chǎn)化，綜合成本降低20%，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)，廣泛應(yīng)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(yīng)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(shè)計方案和試驗驗證，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(yīng)用局限
未勢能源專注于關(guān)鍵材料的開發(fā)和應(yīng)用，與國內(nèi)許多知名高效、科研院所、供應(yīng)鏈伙伴共同開展深入合作，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(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(yīng)用局限。
目前，未勢能源已陸續(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(yù)浸帶與配套樹脂配方等關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用驗證，從根本上為儲氫氣瓶的力學(xué)優(yōu)異性能、質(zhì)量穩(wěn)定性與國產(chǎn)化替代提供了重要保障，具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價值。
創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)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)儲氫瓶的質(zhì)量穩(wěn)定性、一致性和適用性水平，必須離不開科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計，通過自主創(chuàng)新內(nèi)膽、閥座密封結(jié)構(gòu)與界面化設(shè)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(shè)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(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，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(shè)計方面，通過采用遺傳算法、仿真模擬軟件等科學(xué)設(shè)計方法，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(shè)計，未勢能源大膽創(chuàng)新全流程生產(chǎn)工藝設(shè)計，在內(nèi)膽成型技術(shù)方面，采用目前國內(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)定性達到行業(yè)較高水準(zhǔn)。
同時，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，固化時間縮短30%，疲勞測試壽命＞44000次，在達到輕量化目標(biāo)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(yīng)，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(shè)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(biāo)志著未勢能源在儲氫技術(shù)領(lǐng)域，從產(chǎn)品開發(fā)到應(yīng)用，已具備成套儲氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及核心部件設(shè)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(yīng)端與應(yīng)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。
