創(chuàng)新密集輕量化設(shè)計的車載儲氫罐

創(chuàng)新密集輕量化設(shè)計的車載儲氫罐

未來，如何保證在氫氣生產(chǎn)、儲存、運輸、配送過程中的安全、高效存儲是氫發(fā)展的一個關(guān)鍵技術(shù)。由于氫氣密度非常低，為了保證實際應(yīng)用時的能量密度，必須將其存儲在35～70MPa的壓力系統(tǒng)中。介紹了氫燃料迅速發(fā)展的現(xiàn)狀，但由于其壓縮成本太高，限制了其作為新能源在燃料電池汽車上的商業(yè)化使用，因為現(xiàn)有的車載儲氣技術(shù)使汽車的行駛里程只能達到500km。

介紹了西弗吉尼亞大學(xué)開發(fā)的成本低、質(zhì)量輕、安全、耐用、能量密度高的車載壓縮氫氣存儲系統(tǒng)。該系統(tǒng)用6061-鋁襯管與碳纖維復(fù)合制成的圓筒形儲罐進行儲氣，對該儲罐的結(jié)構(gòu)及工作性能進行了三維有限元分析，結(jié)果表明：①通過改變存儲罐的幾何形狀（設(shè)計成不同厚度的球面）可以降低壓力，從而提高存儲罐的氫氣存儲量，提高能量密度；②與柱形設(shè)計相比，球面設(shè)計為了達到一個特定的安全系數(shù)，需要降低內(nèi)部壓力，壓力減少將降低球面設(shè)計的厚度，而使用高性能材料如碳纖維可以降低存儲系統(tǒng)因厚度減少而增加的成本；③采用變尺寸球面設(shè)計的儲罐，可以為車架、底盤和貨物提供更多的空間；④鋁襯套不適合輕量級儲氫罐的設(shè)計需要，因為其內(nèi)壁表面不能承受高強度壓力，因此，需要大力發(fā)展碳復(fù)合襯套，并不斷提高其抗壓性能。

GergisW.Williametal. SAE 2012-01-2061.

編譯：張利丹