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豐田燃料電池車儲(chǔ)氫罐輕量化

  • 發(fā)布時(shí)間：2015-07-20 01:31:22  來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)  作者：佚名  責(zé)任編輯：羅伯特

　　■技術(shù)辭典

　　通過(guò)輕量化技術(shù)，豐田燃料電池車“MIRAI”配備的高壓儲(chǔ)氫罐的碳纖維用量減少了40%。

　　高壓儲(chǔ)氫罐采用三層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層是密封氫氣的樹脂襯里，中層是確保耐壓強(qiáng)度的碳纖維強(qiáng)化樹脂（CFRP）層，表層是保護(hù)表面的玻璃纖維強(qiáng)化樹脂層。

　　MIRAI的儲(chǔ)氫罐的輕量化瞄準(zhǔn)的是中層。中層采用的是對(duì)含浸了樹脂的碳纖施加張力使之卷起層疊的纖維纏繞工藝。纏繞方法有強(qiáng)化筒部的環(huán)向纏繞、強(qiáng)化邊緣的高角度螺旋纏繞和強(qiáng)化底部的低角度螺旋纏繞三種，三種方式均減少了纏繞圈數(shù)。

　　環(huán)向纏繞通過(guò)使高應(yīng)力區(qū)集中在內(nèi)層來(lái)確保強(qiáng)度，減少了纏繞的總?cè)?shù)。高角度螺旋纏繞通過(guò)改變塑料襯里的形狀，減少了向筒部纏繞圈數(shù)，在筒部輔以環(huán)向纏繞。低角度螺旋纏繞通過(guò)減小管底的開口部，減小了表面壓力，從而降低了用量。通過(guò)削減這三種方式的纏繞圈數(shù)，使CFRP的用量比原來(lái)減少了40％。

　　高壓儲(chǔ)氫罐的儲(chǔ)存性能用儲(chǔ)氫重量除以罐體重量得到的重量效率來(lái)衡量，通過(guò)將CFRP用量減少40％，使重量效率比原來(lái)提高了20％，達(dá)到了全球最高水平的5.7wt.％。

　　另外，對(duì)于按照高壓儲(chǔ)氫罐的全球技術(shù)規(guī)則新設(shè)計(jì)的非常嚴(yán)格的局部火燒試驗(yàn)（以600℃以上的高溫對(duì)溶栓式安全閥背面連續(xù)用火燒10分鐘），采取用含有膨脹石墨的耐火聚氨酯板來(lái)保護(hù)吸收下落沖擊的耐沖擊聚氨酯護(hù)板的方法，確保了耐火性能。這樣一來(lái)，即使追加耐火性能，不用改變?cè)瓉?lái)的罐體狀態(tài)，就可以兼顧耐摔性能和耐火性能。

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