車載儲(chǔ)氫技術(shù)是氫燃料電池車發(fā)展的關(guān)鍵，就好比燃油車的油箱，車載儲(chǔ)氫瓶能直接影響氫燃料電池汽車的續(xù)航里程和成本等。其中IV 型儲(chǔ)氫瓶是研究熱門(mén)，也是未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì)，它所采用的材料有尼龍（PA6/PA612/PA11/HDPE）、碳纖維復(fù)合材料等。
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本文就重點(diǎn)整理尼龍材料在IV 型儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)膽上的應(yīng)用及相關(guān)材料廠商，在看本文前，歡迎識(shí)別二維碼，關(guān)注公眾號(hào)，申請(qǐng)加入艾邦燃料電池產(chǎn)業(yè)微信群
一、車載儲(chǔ)氫瓶種類及發(fā)展趨勢(shì)
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I 型：全金屬結(jié)構(gòu)，通常為鋼。
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II型：主要是金屬，在環(huán)向方向有一些纖維外包裹，主要是鋼或鋁，玻璃纖維復(fù)合材料；金屬容器和復(fù)合材料共享大約相等的結(jié)構(gòu)載荷。
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III 型：帶有全復(fù)合材料外包裝的金屬內(nèi)襯，通常為鋁，帶有碳纖維復(fù)合材料；復(fù)合材料承受結(jié)構(gòu)載荷。
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IV 型：全復(fù)合結(jié)構(gòu)，聚合物——通常是聚酰胺 (PA) 或高密度聚乙烯 (HDPE) 襯里，帶有碳纖維或混合碳/玻璃纖維復(fù)合材料；復(fù)合材料承載所有結(jié)構(gòu)載荷。
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V 型：無(wú)襯里，全復(fù)合結(jié)構(gòu)。
儲(chǔ)氫瓶特點(diǎn)對(duì)比，圖源自北京市氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工程技術(shù)研究中心
伴隨氫燃料電池和電動(dòng)汽車的迅速發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化，Ⅳ型儲(chǔ)氫氣瓶因其質(zhì)量輕、耐疲勞等特點(diǎn)正成為全世界的研究熱點(diǎn)，也是氫燃料電池乘用車儲(chǔ)能裝備的未來(lái)趨勢(shì)。日本、韓國(guó)、美國(guó)與挪威等國(guó)的 Ⅳ型儲(chǔ)氫氣瓶均已量產(chǎn)，其余國(guó)家也有相關(guān)計(jì)劃加大 Ⅳ型氣瓶的研究力度。
二、Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶結(jié)構(gòu)及材料
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IV型儲(chǔ)氫瓶的結(jié)構(gòu)主要包括以下部分：
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內(nèi)膽：瓶壁總厚度約為20~30mm，最內(nèi)層與氫氣直接接觸的是阻氣層，厚度約為2~3mm，材料是PA6、PA612、PA11、HDPE等，起阻隔氫氣的作用；
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中間層：是比較厚的耐壓層，材料是CFRP碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由碳纖維和環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成，在保證耐壓等級(jí)的前提下，盡量減小該層厚度以提高儲(chǔ)氫效率；
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表層：厚度約為2~3mm，材料是GFRP玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料，由玻璃纖維和環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成。
圖 IV?型儲(chǔ)氫瓶結(jié)構(gòu)
三、IV型儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)膽尼龍材料及相關(guān)廠商
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內(nèi)膽是儲(chǔ)氫氣瓶的核心部件，起到阻隔氫氣的作用，其對(duì)材料的性能要求有：耐氫氣滲透性、耐熱性、良好的低溫力學(xué)性能、良好的加工性能等等，目前多數(shù)是采用尼龍材料，比如PA6、PA612、PA11等。
作為 UBE NYLON ? 1218IU 商業(yè)銷售的尼龍 6 樹(shù)脂由豐田汽車和 Ube Industries 共同開(kāi)發(fā)，用作燃料電池汽車高壓氫氣罐的塑料襯里材料。自 2014 年首次亮相以來(lái)，Ube Industries 一直為?豐田燃料電池車 MIRAI 中的應(yīng)用提供 UBE NYLON ? 1218IU。
UBE NYLON ? 1218IU 滿足嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，被批準(zhǔn)為 MIRAI 高壓氫氣罐的塑料內(nèi)襯材料。作為儲(chǔ)罐最里面的部件，塑料內(nèi)膽可防止氫氣從儲(chǔ)罐中泄漏出來(lái)。
尼龍 6 樹(shù)脂在防止氫氣滲透方面具有卓越的性能，并具有出色的機(jī)械性能，包括耐充填和排放氫氣時(shí)儲(chǔ)罐溫度突然變化的耐久性以及低溫環(huán)境下的抗沖擊性。
2、帝斯曼：PA6
帝斯曼于10年前推出了Akulon? Fuel Lock*，以響應(yīng)對(duì)用于車輛和戶外設(shè)備的可持續(xù)材料迅速增長(zhǎng)的需求。先進(jìn)的PA6非常適合生產(chǎn)比鋼替代品輕70%的IV型儲(chǔ)氫瓶，并在整個(gè)零件生命周期內(nèi)提供出色的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性和抗沖擊性。Akulon? Fuel Lock油箱內(nèi)膽提供出色的阻隔性能，減少氫氣從壓力容器中滲透泄漏，從而提高車輛安全性和燃油效率。
由于其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，與HDPE和PA11相比，Akulon? Fuel Lock具有卓越的性能。該材料在加熱到85°C時(shí)比HDPE具有更高的安全裕度，并且超過(guò)了廣泛使用的熱穩(wěn)定性安全標(biāo)準(zhǔn)。在-40°C環(huán)境中進(jìn)行的快速加注測(cè)試驗(yàn)證了Akulon? Fuel Lock在低溫條件下表現(xiàn)良好。
3、杜邦：PA6、PA612
杜邦為燃料電池汽車提供一站式解決方案，涵蓋電機(jī)和電控、高壓電池包、燃料電堆、氫罐等各子系統(tǒng)的材料選擇、設(shè)計(jì)與仿真及零部件測(cè)試等。杜邦的 Zytel? PA6和Zytel? LCPA PA612可應(yīng)用于 IV型儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)膽，具有以下特性：
4、阿科瑪：PA11
氣瓶?jī)?nèi)膽是保障FCEV汽車儲(chǔ)氫安全的關(guān)鍵部件。Rilsan? PA11 優(yōu)異的物理性能即使在低溫條件下仍能保持，使其成為氫氣阻隔層的理想材料。
氫氣罐工作過(guò)程中，內(nèi)部壓力會(huì)產(chǎn)生巨大的變化，Rilsan? PA11 被證明可以在充壓和泄壓等壓力快速變化過(guò)程中，避免材料產(chǎn)生裂紋和起泡。此外，Rilsan? PA11 重量極輕，非常適合一直尋求減輕重量的電動(dòng)汽車制造商。
Rilsan? PA11 的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是易于加工。無(wú)論是滾塑、擠出吹塑、注塑和焊接，還是擠出，總有一款適合您。同時(shí)，阿科瑪還可以提供Rilsan? PA11 粉末涂料用于相關(guān)金屬的粘結(jié)和保護(hù)。這種高性能聚酰胺不僅可用于車載儲(chǔ)氫罐，還可用于加氫站等氫氣供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施。
以上就是關(guān)于尼龍材料在IV 型儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)膽上的應(yīng)用及相關(guān)材料廠商整理。隨著燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，也涌現(xiàn)了許多車載氫氣瓶供應(yīng)商，比如豐田、豐田合成、法國(guó)彼歐集團(tuán)、挪威Hexagon Purus、韓國(guó)Iljin Hysolus、佛瑞亞、美國(guó)Quantum、荷蘭NPROXX、國(guó)富氫能、中集安瑞科、佛吉亞斯林達(dá)、天海工業(yè)、北京科泰克、中材科技、金博股份等。
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦氫科技網(wǎng)）：車用IV型儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)膽尼龍材料及相關(guān)廠商
