一、储氢瓶种类

当今车载储氢瓶主要有以下种类：I 型：全金属结构，平淡为钢。 II型：主若是金属，在环向标的有一些纤维外包裹，主若是钢或铝，玻璃纤维复合材料；金属容器和复合材料分享约莫格外的结构载荷。 III 型：带有全复合材料外包装的金属内衬，平淡为铝，带有碳纤维复合材料；复合材料承受结构载荷。 IV 型：全复合结构，团聚物——平淡是聚酰胺 (PA) 或高密度聚乙烯 (HDPE) 衬里，带有碳纤维或夹杂碳/玻璃纤维复合材料；复合材料承载统统结构载荷。 V 型：无衬里，全复合结构。

储氢瓶特色对比 图源自北京市氢燃料电板发动机工程技巧参议中心

Ⅳ型瓶因接管了纤维全缠绕结构，具有重容比小、单元质地储氢密度高级优点，当今已庸碌应用于氢燃料电板汽车。日本、韩国、好意思国与挪威等国的Ⅳ型储氢气瓶均已量产，其余国度也有计议考虑加大Ⅳ型气瓶的参议力度。

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二、Ⅳ型氢气瓶的结构

复合材料储氢气瓶由内至外包括内衬材料、过渡层、纤维缠绕层、外保护层、缓冲层。储氢气瓶进行充气的周期可能较长，而氢气在高压下又具有很强的渗入性，是以氢气储罐内衬材料要有宽广的阻隔功能，以保证大部分的气体大致储存于容器中。

IV型储氢瓶的结构主要包括以下部分：

内胆：瓶壁总厚度约为20~30mm，最内层与氢气平直战争的是阻气层，厚度约为2~3mm，材料是PA6、PA612、PA11、HDPE等，起阻隔氢气的作用； 中间层：是比较厚的耐压层，材料是CFRP碳纤维增强复合材料，由碳纤维和环氧树脂组成，在保证耐压等第的前提下，尽量减小该层厚度以提升储氢限制； 上层：厚度约为2~3mm，材料是GFRP玻纤增强复合材料，由玻璃纤维和环氧树脂组成。

IV 型储氢瓶结构

三、尼龙材料的上风

1. 耐氢气渗入性和耐热性

氢气分子极易透过塑料内胆的壳体材料，选材时必须接洽原材料的氢气阻隔性能。此外，氢气在经过阀门的节流作用后，气体温度会升高，随后气体被压缩到气瓶职责压力，温度一样升高，内胆原材料需具备合适的氢气渗入性和耐热性能。

PA6树脂在退缩氢气渗入方面具有迥殊的性能，并具有出色的机械性能，包括耐充填和排放氢气时储罐温度斯须变化的历久性以及低温环境下的抗冲击性。可通过对PA6材料渗入性进行了原材料级别的改性处理，并提升材料的软化温度至180℃傍边，能骄矜使用要求。

2. 宽广的低温力学性能

为了幸免加注温渡过高对内胆原材料形成损害，平淡将气源进行冷却，一般冷却至-40 ℃，当低温氢气充入气瓶里面，内胆在低温下将会变硬而脆，易离散，因此内胆原材料的低温力学性能显得尤为进军。

一般PA6在-20摄氏度到-40℃之间具有较好的韧性，纯PA66在50℃以下容易脆化，改性后的PA66则有更好的耐低温性能，而PA12的脆性温度最低，可达-70℃，可见尼龙材料基本能妥当氢气加注的低温条款，具有宽广的低温力学性能。

3. 宽广的工艺性

塑料内胆成型技巧包括注塑成型、滚塑成型、吹塑成型等。当今丰田、当代等燃料电板汽车所接管的Ⅳ型储氢气瓶内胆成型工艺均为注塑工艺。注塑工艺是资本较低，欺骗也较为庸碌的内胆成型相貌，同期须配合后续的焊合工序，才调成型内胆。

尼龙材料最大的特色即为其超高的机械强度，相配易于加工，不错通过注塑、挤出等多种相貌成型，适配Ⅳ型瓶的成型工艺。且尼龙材料的分量较轻、抗冲击性能好，优于传统的金属和HDPE衬里材料，是制备Ⅳ型瓶内胆的理思材料。

四、应用实例及计议厂商

1. 宇部株式会社

2023年12月，丰田汽车发布了与宇部株式会社相助的新式金冠燃料电板汽车。该车用的高压氢罐内衬为聚酰胺（尼龙）6树脂“UBE NYLON™1218IU”(以下简称“1218IU”)。

1218IU用作金冠燃料电板汽车高压氢罐的内衬，具有出色的防氢渗入性和机械性能，能耐受氢气充放气时的温度变化和低温环境下的冲击，骄矜了严格的安全要求。

高压氢气罐剖面图

2. 帝斯曼

帝斯曼推出的Akulon® Fuel Lock，反应了对用于车辆和户外设立的可握续材料赶紧增长的需求。先进的PA6相配符合分娩比钢替代品轻70%的IV型储氢瓶，并在统统这个词零件人命周期内提供出色的机械强度、尺寸自如性和抗冲击性。

Akulon® Fuel Lock油箱内胆提供出色的阻隔性能，减少氢气从压力容器中渗入闪现，从而提升车辆安全性和燃油限制。

由于其专有的化学结构，与HDPE和PA11比较，Akulon® Fuel Lock具有迥殊的性能。该材料在加热到85°C时比HDPE具有更高的安全裕度，况且跨越了庸碌使用的热自如性安全圭表。在-40°C环境中进行的快速加注测磨真金不怕火证了Akulon® Fuel Lock在低温条款下发达宽广。

3. 杜邦

杜邦为燃料电板汽车提供一站式责罚有想象，涵盖电机和电控、高压电板包、燃料电堆、氢罐等各子系统的材料遴荐、想象与仿真及零部件测试等。杜邦的 Zytel® PA6和Zytel® LCPA PA612可应用于 IV型储氢瓶内胆，具有以下脾性：

低氢气渗入率； -40 °C低温下高韧性； 吹塑成型或者注塑加焊合相貌成型； 80°C下强度高于20Mpa； 无无益蒸发物。

4. 韩国晓星

晓星在2022年就利用自主技巧告捷斥地并使用尼龙算作氢燃料储罐的内衬材料。该尼龙衬里材料比金属轻70%，比HDPE轻50%，退缩氢气闪现的阻气性也比金属高30%，比HDPE高50%。

该氢气容器内胆大致承受因每每充放电而引起的温度急巨变化，在-40至85摄氏度的温度规模内具有优异的抗冲击性。

晓星TNC还考虑将尼龙算作衬里材料的应用从商用卡车的管状拖车扩大到飘舞于南极洲和赤说念等寰宇各地海域的CNG和氢气船，将耐冲击性和耐热性规模从-60至 90 摄氏度。

此外，晓星TNC利用海中摈弃的再生渔网斥地出寰宇开创的再生尼龙纤维技巧，将来考虑将再生尼龙应用于内衬材料，扩大环保塑料材料商场。

5. 阿科玛

阿科玛的Rilsan® PA11 具有优异的物感性能，即便在低温条款下也能保握性能，是氢气阻隔层的理思材料。在氢气罐职责过程中，里面压力变化繁密，Rilsan® PA11 不错在充压和泄压等压力快速变化过程中，幸免材料产生裂纹和起泡。

此外，Rilsan® PA11 分量轻， 易于加工，适用于多种成型工艺，如滚塑、挤出吹塑、注塑、焊合和挤出工艺。

6. 乐天化学

乐天化学斥地的IV型(Type 4)轻量化高压储氢容器适用于氢能电动车(乘用车/商用车)、工业机械/建筑机械、无东说念主机等多种氢能转移出行规模。

该储氢瓶的内胆接管的是基础吹塑的一步地尼龙内胆，加强了气密性，且制造时刻短、工艺经由肤浅。此外，通过斥地干法缠绕工艺和优化缠绕线型提升了分娩率，完毕寰宇最高水平的减重比率(6.2wt%)。

7. 巴斯夫

巴斯夫Uitramid® PA应用于燃料电板车，可算作IV型储氢瓶的内胆提供可靠的阻隔渗入智商，具有出色的加工性能，兼具优异的低温韧性和强度；滚塑级规格适用于制备商用车的大容积储氢瓶，同期提供注塑和吹塑材料责罚有想象。

燃料电板汽车及固定站用四型储氢气瓶

本质室级内胆滚塑样品

8. 韩国可隆

可隆工业是韩国较大的尼龙厂之一开yun体育网，在2023年的Chinaplas国外橡塑展也展出了一个储氢瓶内衬样品。

发布于：广东省