车用纤维全缠绕高压储氢气瓶标准研究

标准规范车用纤维全缠绕高压储氢气瓶标准研究郑津洋1,别海燕1,徐平2,刘鹏飞1,陈虹港1,DryverHuston3(1.浙江大学化工机械研究所,浙江杭州310027;2.浙江大学应用力学研究所,浙江杭州摘要:储氢气瓶是氢燃料电池汽车供氢系统的一个关键部件,纤维全缠绕高压储氢气瓶以其比强度和比刚度高等优点成为各国研究的热点。目前,欧盟、日本和国际标准化组织已制订了氢气瓶标准或标准草案,这些标准对制订我国车用纤维全缠绕高压储氢气瓶标准具有重要的参考价值。本文在系统比较欧盟CGH2RDraftRevision10标准草案、日本JIGA-T-S标准和ISO/DIS15869.2标准的基础上,针对我国正在制订的车用纤维全缠绕高压储氢气瓶标准,提出了若干建议,并指出今后需要重点研究的几个问题。中图分类号:T-65文献标识码:A文章编号:1001-4837(2007)11-0048-09InvestigationonStandardsofFully-wrappedCompositeTanksforOn-boardStorageofHighPressureZHENGJin-yang1,BIEHai-yan1,XUPing2,LIUPeng-fei1,CHENHong-gang1,DryverHuston3(11InstituteofChemicalProcessEquipment,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China;2.InstituteofAppliedMechanics,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China;3.SchoolofEngineering,UniversityofVer2Abstract:High-pressurehydrogenstoragetankisakeycomponentinhydrogensupplysystemsoftheFuelCellVehicles(FCV).Thefully-wrappedcompositetanksforhighpressurehydrogenstoragehasbecomethestudyfocusaroundtheworldduetotheiradvantagessuchashighstiffness-densityandstrength-densityra2tios.Currently,theEuropeanUnion,JapanandtheInternationalOrganizationofStandardization(ISO)havedrawnuptherelevantstandardsorstandarddraftswhichareusefulforformulatingChinesestandardforhydro2genstoragetanks.TheCGH2RDraftRevision10ofEuropeanUnion,theJIGA-T-SstandardofJapanandtheISO/DIS15869.2aresystematicallycomparedinthispaperandsomesuggestionsonthecorrespondingChinesestandardwhichisbeingdevelopedareproposed.SeveralimportantresearchissuesfortheChinesestandardarealsopointedout.Keywords:standards;fibreall-wrappedhighpressurehydrogenstoragetanks;prototypetest;hydrogen基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA05Z143);国家质量监督检验检疫总局公益性行业科研专题经费项目(2007GYB121)及美国运输部资助项目(DTOS59-06-G-00048)·48·第24卷第11期压力容器总第180期世界能源危机和环境问题日益严重,各国都在积极开发新型清洁能源。氢能以其资源丰富、燃烧值高、清洁、可再生等优点被认为是21世纪的重要二次能源。随着燃料电池和电池汽车技术的迅速发展,安全、高效的储氢技术成为氢能应用的关键。目前,最接近产业化的车用储氢方式为高压储氢。车用储氢气瓶中,纤维缠绕高压氢气瓶具有承压能力高、质量轻、耐腐蚀性强等优良性能成为国内外研究的热点。美国、加拿大等国均已研制成功70MPa车载纤维缠绕高压氢气瓶,处于国际领先地位。在国家科技部的支持下,我国在“十五”期间已研制成功40MPa车用铝内胆纤维全缠绕高压氢气瓶1,目前正积极开展70MPa储氢气瓶的研究工作2。车用纤维缠绕高压氢气瓶介质为易燃易爆的氢气,且压力一般需达到35~70MPa3,是典型的特种设备,其设计、制造和使用必须符合相应的安全技术规范和标准的要求。目前,世界上已经有关于纤维缠绕复合气瓶的标准,如:美国的DOT-CFFC标准、欧盟的EN12245标准、ISO11439标准等。但这些标准的公称工作压力均低于40MPa,难以适应高压储氢的要求。因此,各国都在进行车用纤维缠绕高压储氢气瓶研究的同时,积极开展相关标准的研究和制订工作。欧盟、日本及ISO国际标准化组织等已制订相关的标准或标准草案,如欧盟的CGH2RDraft正在制订的车用纤维缠绕高压氢气瓶标准中的相关内容及今后的研究工作提出了一些建议。1标准简介1.1CGH2R标准CGH2R标准是关于整个氢动力汽车供氢系统的,于2006年12月公布,在其附录7的A、B两部分给出了高压储氢气瓶的要求。A部分为气瓶设计制造的要求,B部分为气瓶检验的试验方法。1...

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