创新密集轻量化设计的车载储氢罐

创新密集轻量化设计的车载储氢罐

未来，如何保证在氢气生产、储存、运输、配送过程中的安全、高效存储是氢发展的一个关键技术。由于氢气密度非常低，为了保证实际应用时的能量密度，必须将其存储在35～70MPa的压力系统中。介绍了氢燃料迅速发展的现状，但由于其压缩成本太高，限制了其作为新能源在燃料电池汽车上的商业化使用，因为现有的车载储气技术使汽车的行驶里程只能达到500km。

介绍了西弗吉尼亚大学开发的成本低、质量轻、安全、耐用、能量密度高的车载压缩氢气存储系统。该系统用6061-铝衬管与碳纤维复合制成的圆筒形储罐进行储气，对该储罐的结构及工作性能进行了三维有限元分析，结果表明：①通过改变存储罐的几何形状（设计成不同厚度的球面）可以降低压力，从而提高存储罐的氢气存储量，提高能量密度；②与柱形设计相比，球面设计为了达到一个特定的安全系数，需要降低内部压力，压力减少将降低球面设计的厚度，而使用高性能材料如碳纤维可以降低存储系统因厚度减少而增加的成本；③采用变尺寸球面设计的储罐，可以为车架、底盘和货物提供更多的空间；④铝衬套不适合轻量级储氢罐的设计需要，因为其内壁表面不能承受高强度压力，因此，需要大力发展碳复合衬套，并不断提高其抗压性能。

GergisW.Williametal. SAE 2012-01-2061.

编译：张利丹